PCB上的孔

上一篇介绍了PCB板的层叠，这样我们对PCB的大致结构就有了一个初步的认识。PCB上的所有线路都是在层叠中的COPPER层刻蚀出来的。但是走线总是不太可能在同一层走完的。笔者目前看到的能在一层走完的，也许就是用铝基板做的LED灯板，所有线路在一层走完，全部是通电流的，不需要任何换层。而其他大部分都是需要换层继续走线的。我们在PCB上看到的无数小孔，专业一点的叫法过孔(Via)，其实就是走线换层的不二法门。下图1，就是我们PCB上的比较典型的三种过孔类型，分别是通孔(Through Hole Via)，盲孔(Blink Via), 和埋孔(Buried Via)。

图1  三种过孔

我们平时遇到的大部分情况都是纯通孔的PCB。遇到盲孔的板子可能是对于PCB布局密度非常高的情况下，采用正反贴一些高pin数的器件，然后打盲孔解决高密度的问题。当然成本也会比通孔成本增加，有了盲孔之后，PCB一般都会叫HDI PCB(是不是感觉耳熟，HDI就是高密)。埋孔的话几乎很少情况会使用，这东西也许就像埋容(电容藏在PCB内部)一样，非常罕见了。

一个通孔就像下图一样把不同层的走线给连接到了一起。我们常用的通孔一般是机械钻孔(有机械的自然就有别的，比如激光孔)。先对PCB的所有层进行压合，压合成一张PCB之后，在想打钉子那样一个一个钻穿PCB，形成一个一个的通孔。通孔内部是需要镀铜的，在信号的连接处是有比较大的圆形的金属盘，叫做孔盘(pad)。当然一个Via在穿过所有层的时候，如果在某一层没有任何连接，则这层就不会有大的孔盘，相反会有反焊盘。反焊盘可以简单理解为阻止过孔与一层的金属铜箔接触的禁布区。反焊盘其实是非常关键的，特别在高速高频PCB设计中，你经常会听到工程师挂在口头上的一句话就是“挖一下反焊盘”。至于什么是挖反焊盘，我们后续谈到SI的时候再细说吧。

图2  通孔3D

PCB设计中，诸如大的BGA芯片，多排的连接器，都需要大面积的进行FANOUT，把信号通过就近打过孔引到内层去出。如下图是一颗上千个管脚的BGA芯片，进行FANOUT，总感觉有一种美感。基于目前我们芯片管脚的大小和对过孔的PCB厚度孔径比(厚径比)加工要求，我们常用的的过孔一般都是8mil,10mil,12mil的孔径的居多。

图3  一个BGA的FANOUT

学习PCB，当然学习其他任何技术类的东西，都不能纸上谈兵，实践是检验真理的唯一标准嘛，哈哈。掌握一个PCB设计软件是必要的。而在PCB设计软件里面，当下还是首推Allegro。

例如过孔，可以自己在Allegro软件里面创建，对于一个PCB来说pad构成基础的电子元器件的footprint，footprint和过孔还有线构成整个PCB。笔者也使用过一会Pads和Altium。个人感觉Allegro相对于其他两个是难学易用。怎么叫难学易用呢是你学的时候感觉功能太多了，操作也太多了。但是真的用多了之后，发现用起来就两个字“利索”。并且很多PCB的外包公司也都是使用Allegro软件用的多，如果你设计原理图，那很多时候免不了把pcb layout的活给外包来做。可能他用的就是Allegro，而你如果只会用pads，那查图的时候就有点小尴尬了。行了孔就聊到这吧，下次我们聊聊线的问题吧。

最后推荐一本书：《right the first time》

个人觉得是Layout入门很不错的书籍。

来源：EE野蛮人