你想要的過孔和加工出來的過孔有多大差別？

在高速PCB設(shè)計中，過孔的影響力不言而喻，一個優(yōu)化不好的過孔就可以把整個鏈路的性能降低一個level！更重要的是如果你覺得你在PCB設(shè)計上優(yōu)化好了，加工出來就一定是這個樣子的話，那你就…
 
高速先生文章其實關(guān)于過孔的影響已經(jīng)寫過很多篇文章了，包括了它的各部分結(jié)構(gòu)是如何影響阻抗的；它的過孔stub是如何對信號造成致命影響的；它在不同層的出線也會有著不同的阻抗表現(xiàn)等等的文章，大家都可以往前去再翻閱一下哈。
 
但是今天我們要說的是設(shè)計與加工的誤差，再細致的說，今天講的是過孔的設(shè)計孔徑和實際加工出來的孔徑的差異，因為根據(jù)我們之前說過的文章，孔徑對于過孔阻抗的影響也是很大的，而且過孔孔徑越大，過孔的阻抗就越低。本來都已經(jīng)很難把過孔的阻抗做到單端50或者差分100歐姆了，再加上加工之后就更難了。因此我們今天通過自己做的一塊測試板的仿真和測試讓大家知道設(shè)計孔徑和加工出來的孔徑其實是存在差異的哈！

我們的測試板分別設(shè)計了8mil，10mil，12mil和14mil的四種孔徑的過孔，如下所示：為了保證變量的單一性，我們把過孔的反焊盤大小和與旁邊地過孔的位置距離都做成一樣，唯一的變量就是過孔的孔徑（以及過孔對于的pad）。

那我們要怎么才能知道設(shè)計與加工的誤差呢？方法也很簡單，下面我們拿14mil的過孔舉例說明我們的驗證方法。

我們首先知道PCB設(shè)計上的14mil過孔實際上指的是加工電鍍完后的孔徑為14mil，，如下所示： 
大家肯定也知道，如果要在加工后達到14mil的完成孔徑，那鉆孔孔徑肯定是需要大于14mil的，因為在鉆孔完成后需要對孔壁進行電鍍，保證垂直方向的連通性。
那么鉆孔的大小就是我們所關(guān)心的參數(shù)了，它直接和我們的阻抗所掛鉤。因為我們就可以去模擬鉆孔的大小對該過孔模型進行掃描仿真了。
那我們就能通過仿真得到不同鉆孔孔徑時這個過孔的阻抗情況了，如下所示：從0.35mm的14mil到0.55mm的22mil鉆孔孔徑時的過孔阻抗。從仿真結(jié)果能看到，變化2mil鉆孔孔徑時對過孔的阻抗來說也是不小的變化。原本14mil設(shè)計過孔阻抗剛好能達到50歐姆，隨著加工的孔徑越來越大之后，真實的阻抗也是慢慢的往下降了。
那么你們所好奇的這個14mil的設(shè)計孔徑，板廠默認會用多大鉆刀去鉆孔呢？高速先生既然已經(jīng)把這塊測試板做出來了，肯定是它的測試數(shù)據(jù)，我們逐一把仿真結(jié)果和測試結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)0.45mm鉆孔孔徑的仿真結(jié)果和真實的測試結(jié)果能更好的擬合上。也就是說，對于這個設(shè)計孔徑14mil的過孔來說，工廠會用0.45mm也就是18mil的鉆刀進行鉆孔，然后再電鍍成14mil的完成孔徑！
當(dāng)然其他孔徑的過孔，高速先生也做了類似的仿真測試驗證，來證明板廠對不同設(shè)計孔徑所使用的鉆刀大小，這里由于篇幅關(guān)系就不一一列舉了。高速先生通過這篇文章想告訴大家的是，我們在進行過孔的PCB設(shè)計時，一定要提前估計到它在加工后的一些變化，尤其是在高速設(shè)計中，它的加工變化對通道的性能會產(chǎn)生不小的影響，要把這部分的裕量預(yù)留出來才是一個優(yōu)秀的PCB設(shè)計！