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過孔對高速PCB訊號的影響程度
Mr. HG
高速訊號的眼圖 (eye diagram) 質量不好，往往會造成誤碼率的提升使系統不穩定，然而產生SI信號完整性的問題原因很多，Debug排查出根源也相當複查，其牽扯到了電子元件的特性，PCB無源通道的布局&過孔走線立體結構的電磁場分布。訊號傳輸的通道上任何一個節點位置，都可能產生大量反射(reflection)和耦合干擾(coupling)的危害。其中反射問題(reflection)由結構特性上的阻抗不連續產生，耦合問題(coupling)則來至於PCB佈局規劃的不佳，皆為影響眼圖質量的關鍵。
高速PCB訊號過孔分析 (4) : 背鑽 (Back Drilling)
Mr. HG
欲使用 PTH via 過孔節省成本又想解決無用殘端Stub對SI訊號完整性的危害，可利用PCB板廠打背鑽(Back Drilling)背鑽工藝，將PCB裡頭無用殘端Stub鑽掉，來改善殘端效應(stub effect)所帶來的影響，移除了無用殘端Stub將可大幅度優化改善反射，回損，插損等問題。同時使用(Back Drilling)背鑽工藝的良率與成本與盲孔(Blind via)和埋孔(Buried via) 製程相比，還是具有一定的優勢在。背鑽把殘端Stub鑽掉何種程度，需與板廠詳細討論。
高速PCB訊號過孔分析 (3) : 殘樁效應 (Stub Effect)
Mr. HG
PCB印刷電路板上使用 PTH via 貫穿上下層的導通孔，其製程良率與成本優勢是盲孔/埋孔 (Blind/Buried) via 所無法取代，但由於走線換層時所留下的無用殘端影響(Stub Effect)，將會造成信號傳遞時出現反射(reflection)與諧振使眼圖質量不佳，容易造成接收端波型失真，誤碼率高等系統異常現象。Stub殘樁長度越長其殘樁效應(Stub Effect)影響越大，無論在TDR曲線上表現出來的阻抗不連續性和S參數特性，其SI信號完整性方面皆都有嚴重的危害。
高速PCB訊號過孔分析 (2) : 非功能性焊盤 (Non Functional Pad) NFP
Mr. HG
高速訊號線在未經過PCB信號層&電源層所產生的 pad 為非功能性焊盤 Non Functional Pad (NFP)，在時域的阻抗特性與頻域的S參數的S11&S21各面向特性，對於移除了非功能性焊盤 (remove NFP) 的信號完整性問題影響甚大不容忽視。Via 過孔所遺留下來的非功能性焊盤 (NFP) 其阻抗不連續性，回波損耗 & 插入損耗等相關問題，在信號數據率越來越高速的情況下，其 SI 問題無論在高頻或是低頻段在整個帶寬 (bandwidth) 皆體現出其危害程度。
高速PCB訊號過孔分析 (1) : 電鍍通孔 (Plated Through Hole) PTH Via
Mr. HG
VIA的結構可分為三種類型，通孔：Plating Through Hole (PTH) 盲孔：Blind Via Hole（BVH）埋孔：Buried Via Hole (BVH)。其中 PTH 通孔是從頂層(top layer)貫穿到底層(bottom layer)的機械鑽孔，也是PCB製程工藝較為經濟便宜的過孔via。常見的 PTH via 孔徑尺寸有0.1mm，0.15mm，0.2mm ，0.25mm。若能正確選擇PTH過孔將可達到節約成本的優勢，同時也兼顧到SI&PI信號與電源完整性。