PCB设计:过孔数量如何精简?少打孔更可靠

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打比方说,过孔于PCB设计而言,好似电路当中的立交桥,然而呢,好多工程师极易掉进误区里,觉着用得越多便越保险。事实上呀,精简过孔数量不但不会对信号质量造成影响,反倒能够提升可靠性以及降低成本。接下来我从实战这个角度出发,讲讲该如何合理管控过孔数量。

过孔用多了有什么坏处

每一个过孔,皆是PCB之上的一个潜藏风险之处所。过孔数量增多,钻孔所需时间便会变长,生产成本会径直上升。更为关键的是,过孔会占据布线的空间,致使原本就局促的布局变得愈发拥挤。高频信号在经过过孔之时,阻抗的不连续性会引发反射现象,过孔数量越多,信号质量就会越差。我曾见识过不少案例,原本一个简易的信号,只因过孔过多,反倒出现了时序方面的问题。

什么样的过孔必须保留

不能一概而论说所有过孔都可省,电源的过孔一定要保证有充足数量,这跟整个板子的电流承载能力紧密相关,特别是大电流回路那儿,若过孔数量不足就会发热,甚至会把板子烧坏,高频信号线的回流路径同样得保留必要过孔,以此确保回路面积是最小的,另外BGA芯片扇出的过孔,那属于无法回避的设计刚需,哪怕不情愿也必须得用。

如何识别可以去掉的过孔

好多过孔实际上是于布局布线时期不经意间生成的,像是信号在相邻层能够顺利通行,却非要换层后再折返,如此这般过孔便是冗长多余的,测试点所运用的过孔,待板子调试完毕后完全能够去除,另外那些为了设置过孔而设置的过孔,比如走线明明能够径直前行,却非要在中间开设个孔绕曲折行,此种习惯应当加以改正。

精简过孔的具体操作技巧

实施画板操作之际,存在一项微小诀窍,即布线之前要预先完成层叠结构的规划事宜,尽可能促使关键信号在同一层内圆满通行完毕。于进行换层操作时,务必要保证过孔时刻紧密排列,杜绝信号迂回绕路。针对电源与地的过孔而言,能够适量增大孔径,进而削减数量。此外,当下众多的 EDA 软件具备过孔优化功能,运行一次 DRC 能够自动剖析识别多余过孔,应当充分加以运用。

最令你在设计里感到头疼的究竟是电源过孔不足呢,还是信号过孔过多呀?欢迎于评论区去分享你的案例,咱们一同来探讨解决方案。倘若觉得有用的话可别忘了点个赞,以便让更多工程师能够看到。

常见问题(FAQ)

过孔过多对PCB设计有哪些具体危害?
过孔过多会增加钻孔时间和生产成本,占用布线空间导致布局拥挤,同时在高频信号中引发阻抗不连续和反射,降低信号质量,甚至导致时序问题。
哪些过孔是必须保留的?
电源过孔必须充足以保证电流承载能力,尤其在大电流回路中;高频信号线的回流路径过孔需保留以最小化回路面积;BGA芯片扇出的过孔属于设计刚需,无法省略。
如何识别并去除多余的过孔?
检查布局布线中是否有多余换层(如信号可在相邻层直通却换层折返)、调试后的测试点过孔,以及为设过孔而设的过孔(如走线直行却中间打孔)。可通过EDA软件的过孔优化功能或DRC自动识别。
3 讨论
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学到了,原来EDA软件还有过孔优化功能,下次设计时一定用起来,省时省力。

电源过孔确实不能省,我之前有个板子大电流回路过孔不够,结果发热严重,差点烧坏。

深有同感!之前一个项目就是因为过孔太多,信号反射导致时序问题,排查了好久。后来精简了过孔,问题就解决了。

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