技术讲堂
TECHNOLOGY LECTURE
钻刀无忌，过孔莫愁
发布时间：2024-04-22 13:33
高速先生成员--姜杰
钻刀是冷的，单板是冷的，眼见着过孔阻抗居高不下，雷豹的心也越来越冷……
雷豹最近在研究过孔，少不了先学习相关的理论：过孔作为信号路径上一个重要的阻抗突变点，相对于传输线的特征阻抗，大部分情况（注意，不是全部）下呈现出容性，也就是阻抗会偏低。影响过孔阻抗的主要因素有孔径、反焊盘尺寸、过孔stub长度，以及有无非功能焊盘等。
一个巴掌就能数出来的影响因素，加上经手的几个常规仿真项目顺利结束。雷豹自认为对过孔的优化方法已经了然于胸，不禁有些飘飘然。碰巧师傅Chris手头有个大项目，他便自告奋勇，把过孔优化的任务接了过来。
说这个项目大，是因为板子大，大且厚，5mm的板厚。
师傅特意叮嘱了一句：板子比较厚，需要多下点功夫，另外，根据板厂反馈，8mil孔径的高速差分信号过孔的一钻孔径可以保证8mil不变。看似轻飘飘的一句话，雷豹后来会发现这个信息的分量有多沉，只是在当时，除了感叹一句板厂的加工能力真强，他并没真正意识到这个数据意味着什么。
设层叠，切模型，加背钻，挖反盘，一套丝滑小连招下来，雷豹在心里跳起了科目三。
快乐的时光没有持续太久，过孔的阻抗仿真结果让雷豹一度怀疑自己看错了。
以前遇到的过孔阻抗都是偏低，怎么这次高出这么多？100欧的差分走线阻抗，差分过孔阻抗接近118欧？
再三确认模型没有问题后，雷豹开始分析原因：过孔阻抗偏高，说明过孔与平面层之间的边缘场较弱。那就把反焊盘缩小，从矩形反焊盘改成较小的“足球场”，看看效果如何。
有效果，但不大，过孔位置的阻抗仅仅降到了116欧。
雷豹决定换一种思路：阻抗偏大，从信号回流的角度分析就是回流路径大，那就减小信号过孔到相邻回流地孔的间距看看。
过孔阻抗还是居高不下，115欧姆，让人崩溃。
试到这一步，雷豹感觉自己被掏空，急的额头沁出一层细密的汗珠。师傅看到这一幕，觉得是时候出手了，于是让雷豹把过孔孔径增加到10mil。
过孔阻抗神奇的降了下来。最终的仿真按照10mil的一钻孔径进行，难度大大降低。
可雷豹还是满脑子问号：为啥这次的过孔阻抗会偏高？另外，板厂已经确认8mil孔径的过孔可以保证一钻孔径不变，仿真参数却改成10mil，这样也行？
师傅似乎看透了他的心思，逐一解开他心中的疑团：过孔阻抗受自身寄生电容和寄生电感的影响。对于8mil孔径的过孔，由于通常遇到的单板厚度不大，过孔长度较小而呈容性，阻抗比走线低，所以孔径8mil的过孔尽量要求做到8mil的一钻孔径，以提高阻抗；现在由于板厚大，过孔阻抗偏高，且难以优化，所以才反其道而行之，增加一钻孔径的尺寸以降低过孔阻抗。
至于8mil过孔按照10mil一钻孔径进行加工的需求，只要提前与板厂进行确认即可。板厂肯定求之不得：一钻孔径改大，厚径比减小，加工难度大大降低，何乐不为？
经过师傅的一番解释，雷豹茅塞顿开，又学到了一招。
问题来了
大家知道的过孔阻抗的优化方法都有哪些？