www.xajspzx.com

在高速與高頻PCB項目中，很多工程師都會遇到一個非常“反直覺”的問題：過孔在電氣測試中完全導(dǎo)通，X-Ray也看不出明顯缺陷，直流阻抗甚至非常漂亮，但一旦系統(tǒng)跑到高速或射頻頻段，信號完整性卻明顯下降，眼圖收縮、抖動加大，甚至誤碼率上升。這類問題，往往不會在PCB出廠檢測中被發(fā)現(xiàn)，卻會在整機調(diào)試甚至客戶現(xiàn)場集中爆發(fā)。

你是否遇到過以下問題？

• TDR或網(wǎng)絡(luò)分析儀測試中，過孔反射異常明顯
• 高頻通道上，插損隨頻率急劇上升
• 同一設(shè)計，不同批次板子高頻性能差異很大

如果你遇到過這些情況，很可能不是設(shè)計錯誤，而是過孔結(jié)構(gòu)在高頻下暴露了真實問題。

解決方案：把過孔從“導(dǎo)通結(jié)構(gòu)”升級為“高速傳輸結(jié)構(gòu)”

在低頻和直流條件下，過孔只要能導(dǎo)通就算合格；
但在GHz級高速信號中，過孔本質(zhì)上是一個三維的電磁結(jié)構(gòu)，它的幾何形態(tài)、鍍銅質(zhì)量、參考平面過渡方式都會直接影響信號完整性。

1. 過孔的寄生電感與電容被嚴重低估

每一個過孔，都相當于一段垂直傳輸線。
它會引入：

• 寄生電感
• 寄生電容
• 阻抗不連續(xù)

在高頻下，這些寄生參數(shù)會導(dǎo)致信號反射和諧振，表現(xiàn)為眼圖塌陷和抖動增加。
如果過孔未做背鉆、未優(yōu)化焊盤與防焊開窗，這種影響會被進一步放大。

2. 過孔鍍銅均勻性決定了高頻損耗

在制板過程中，過孔鍍銅如果出現(xiàn)：

• 局部薄銅
• 微孔隙
• 結(jié)晶粗糙

在直流測試中可能完全正常，但在高頻電流“趨膚效應(yīng)”作用下，信號主要沿孔壁流動，這些微缺陷就會顯著增加高頻損耗和噪聲。

3. 參考平面切換是最大隱患

高速信號通過過孔時，通常會跨越不同層的參考平面。如果在過孔附近缺少回流路徑（如未布置地過孔），信號回流會被迫繞行，形成大的回路面積，從而引入額外的電感和輻射，導(dǎo)致EMI和信號完整性雙重惡化。

4. 設(shè)計與制造脫節(jié)放大了問題

設(shè)計端往往只在仿真中建立理想過孔模型，而制造端則受制于鉆孔精度、電鍍能力和層壓一致性。如果兩者沒有建立實測與仿真的校正關(guān)系，過孔的高頻性能就會變成“黑箱”。在一些高頻PCBA項目中，深圳捷創(chuàng)電子科技有限公司會通過實測TDR、板材參數(shù)與制程數(shù)據(jù)的聯(lián)合驗證，避免過孔在高頻下成為系統(tǒng)瓶頸。

總結(jié)

過孔在低頻下只是連接點，在高頻下卻是一個復(fù)雜的三維傳輸結(jié)構(gòu)。只有從結(jié)構(gòu)、電磁、制造一致性三個層面同時控制，過孔才能在高速系統(tǒng)中真正“沒有問題”。