前言

随着高速数字信号的速率不断提高， PCB 设计中需要对高速数字信号的阻抗和串扰、衰减等性能进行更加严格的控制， 通孔的无盘设计逐渐成为高速数字 PCB 设计和制造中的一个必要措施。

一. 何为无盘设计

无盘设计指的在PCB设计时，去除非功能焊盘（non-functional pads），即通孔焊盘（Through Pin）或过孔（Via）在不连接层的焊环。通常情况下是删除PCB内层的非功能焊盘。

二. 为什么要进行无盘设计

（1）非功能能焊盘在低速电路中对信号阻抗和传输损耗影响不大，但是在高速数字电路中，会带来额外的损耗，会影响高速数字信号的阻抗一致性，所以必须想办法在设计中减少非功能焊盘的不利影响，否则带来的反射和插损过大，信号质量将不符合标准规范要求，给公司的产品质量带来隐患。
（2）此外，随着芯片封装技术的发展，芯片的管脚间距也越来越小，芯片内部的差分信号的出线空间经常不足，而采用无盘设计则可起到增加走线空间的作用，满足工艺制造要求。如下图，高速差分信号距离通孔的间距为 3. 95mil（约0.1mm ），接近目前国内主流板厂的工艺极限，如果采用这种设计，板厂制造的实际产品良率会很低，而且可靠性方面也存在很大的短路可能性。因此必须采用去除通孔的非功能焊盘的设计，既保证高速信号的信号质量，也满足工艺制造能力，不增加不必要的成本和风险。

图1

三. 在Allegro中怎样做无盘设计

本文介绍 Allegro16.6 版本的无盘设计步骤：

1、选择Setup→Unused Pads Suppression 命令，弹出无盘设计窗口。

图2

图3

2、如图3所示，该PCB为6层板，在无盘设计窗口中，TOP层和BOTTOM层是不能选择的，在后面两列中，可以选择Pins和Vias。如图3所示，对GND、SI2、SI3、POWER这4层的Vias选中进行无盘设计。注意要勾选窗口下面的 dynamic unused pads suppression 和 Display padless holes。这样布线的时候软件会动态的识别设置了无盘设计的层面，并且相应的无用焊盘也会显示不出来，方面设计者随时掌握无盘设计的效果。

3、设置完成后，效果如图4所示，可以看到没有连接线层的通孔与走线的间距增加到7.45mil（即0.18923mm），大大增加了线与孔的间距，降低了PCB板的制造工艺，提升了良品率。

图4

4、最后注意一点，需要在规则管理器中，确认打开Line到Hole的间距，因为经过无盘设计后软件会在无盘的层把原来的通孔识别为 hole，因此需要把 Hole到其他元素的间距设置的大一些（如8mil甚至更大），如图5和图6所示。

图5

图6

四、参考资料

1.《无盘设计在高速数字 PCB 布线中的应用》

2.《在PCB中针对过孔进行无盘化设计，真香！》

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