在數(shù)字通信系統(tǒng)中，隨著PCB布線密 度，布線層數(shù)和傳輸信號(hào)速率的不斷增加，信號(hào)完整性的問(wèn)題變得越來(lái)越突出，已經(jīng)成為高速PCB設(shè)計(jì)者巨大的挑戰(zhàn)。而在高速PCB設(shè)計(jì)中，過(guò)孔已經(jīng)越來(lái)越普 遍使用，其本身的寄生參數(shù)極易造成信號(hào)完整性問(wèn)題，如何減少過(guò)孔本身所產(chǎn)生的信號(hào)完整性問(wèn)題，已經(jīng)成為高速PCB設(shè)計(jì)者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　過(guò)孔是多層高速PCB的重要組成部分，過(guò)孔的費(fèi)用通常可以占到整個(gè)PCB費(fèi)用30%~40%，過(guò)孔主要由兩個(gè)作用：不同層的電氣連接和器件的固定 和定位。工藝上分為盲孔，埋孔和通孔。盲孔和埋孔得深度不超過(guò)PCB的厚度，只連通PCB中的部分層；通孔則貫穿整個(gè)PCB層，另外由于通孔在工藝上更易 實(shí)現(xiàn)，成本較低，所以絕大部分PCB只使用通孔，本文主要討論通孔的情況。
　　若經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的物理理論推導(dǎo)和近似分析，可以把過(guò)孔的等效電路模型為一個(gè)電感兩端各串聯(lián)一個(gè)接地電容，如圖所示。
　　
　　圖 過(guò)孔的等效電路模型
　　從等效電路模型可知，過(guò)孔本身存在對(duì)地的寄生電容，假設(shè)過(guò)孔反焊盤(pán)直徑為D2，過(guò)孔焊盤(pán)的直徑為D1，PCB板的厚度為T(mén)，板基材介電常數(shù)為ε，則過(guò)孔的寄生電容大小近似于：
　　
　　過(guò) 孔的寄生電容可以導(dǎo)致信號(hào)上升時(shí)間延長(zhǎng)，傳輸速度減慢，從而惡化信號(hào)質(zhì)量。同樣，過(guò)孔同時(shí)也存在寄生電感，在高速數(shù)字PCB中，寄生電感帶來(lái)的危 害往往大于寄生電容。它的寄生串聯(lián)電感會(huì)削弱旁路電容的貢獻(xiàn)，從而減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。假設(shè)L為過(guò)孔的電感，h為過(guò)孔的長(zhǎng)度，d為中心鉆孔的直 徑。過(guò)孔近似的寄生電感大小近似于：
　　
　　為 了量化分析過(guò)孔直徑，過(guò)孔深度，過(guò)孔焊盤(pán)和反焊盤(pán)幾種關(guān)鍵參數(shù)對(duì)高速PCB的信號(hào)完整性的影響，本文采用了全波電磁仿真軟件HFSS軟件對(duì)高速 PCB過(guò)孔進(jìn)行了三維仿真分析，與傳統(tǒng)的電路等效方式仿真，全波電磁仿真軟件具有仿真結(jié)果準(zhǔn)確可靠，仿真速度快，界面友好等優(yōu)點(diǎn)。為詳細(xì)分析過(guò)孔的關(guān)鍵參 數(shù)對(duì)過(guò)孔性能的影響，把部分關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置為動(dòng)態(tài)，設(shè)置如下：材質(zhì)為FR4，介點(diǎn)系數(shù)為4.4，反焊盤(pán)直徑R_antipad變化范圍 10mil~17mil；過(guò)孔直徑R_via變化范圍10mil~13mil，過(guò)孔焊盤(pán)R_pad變化范圍12mil~16mil，過(guò)孔深度H_pad變 化范圍59mil~70mil。