112G通道为什么要背钻

只要高速差分对需要跨层，via barrel 中没有被使用的那一段金属残桩，就可能在高频下变成谐振结构。它带来的问题不只是多一点插损，而是可能制造回波损耗凹陷、插入损耗波纹、模式转换和链路裕量压缩。

所以在 112G PCB 设计里，背钻不是“可选优化”，而是很多通道必须提前规划的制造控制项。

高速差分信号  ↓ 经过过孔换层未使用 via barrel 形成残桩  ↓ 高频谐振 / 反射回波损耗变差、ILD 波动  ↓PAM4 眼图裕量被压缩

一、为什么 112G 对过孔残桩更敏感

PAM4 把电压电平分成 4 档，眼高天然比 NRZ 更小。到了 112G，信号频率更高，通道中任何局部不连续都会更容易被放大。

过孔残桩本质上是一段没有被真正使用的开路传输线。频率升高后，它可能形成谐振点，让回波损耗出现明显凹陷，也会让插入损耗曲线产生 ripple。

这些问题并不一定在低频阻抗检查里表现得很明显，但会在高速 S 参数、COM 或系统级链路评估里体现出来。

二、背钻解决的不是“过孔”，而是未使用的残桩

背钻的目标不是把过孔做得更漂亮，而是去掉高速信号路径之外多余的 via barrel。

典型做法是从板的一侧二次钻孔，把残桩去掉或缩短到通道可以接受的范围。这样可以减轻残桩谐振，改善回波损耗和插损平滑度。

但背钻不是越深越好。钻得太浅，残桩仍然过长；钻得太深，可能影响目标层、焊盘结构或可靠性。真正要控制的是“允许残桩长度”和“可制造钻深窗口”之间的关系。

通道目标  ↓允许最大残桩长度  ↓板厚 / 层叠 / 钻深公差  ↓背钻深度表  ↓X-ray / 切片 / coupon 验证

三、什么时候必须考虑背钻

并不是所有过孔都一定要背钻。是否需要背钻，要看速率、过孔结构、换层方式、残桩长度和通道预算。

112G 设计里，下面几类场景通常要重点审查：

如果只是用“关键高速孔背钻”这种描述，很容易造成制造和设计理解不一致。更可靠的方法，是在图纸中明确钻孔侧、目标层、深度基准、受影响孔和验收方法。

四、背钻设计要和叠构一起审查

背钻深度与板厚、层叠结构、成品介质厚度、钻孔公差和层间对位强相关。

如果叠构还没有稳定，就很难给出可靠的背钻深度表。反过来，如果背钻规则定得太晚，也可能迫使 layout 或制造文件返工。

背钻审查至少要覆盖：

• 高速信号实际使用的起止层；

• 目标层与钻孔侧；

• 成品板厚和介质厚度公差；

• 最大允许残桩；

• 背钻深度公差；

• 过孔焊盘、反焊盘和参考平面；

• 检查方式和报告要求。

五、背钻不能只靠设计规则，要靠验证闭环

背钻是否有效，不能只看图纸写了多少 mil 或多少 mm。真正要看实物结构有没有达到预期。

常见验证方式包括：

特别是 112G PAM4，不应只验证阻抗。过孔残桩对频域曲线的影响，往往需要 S 参数和系统级评估一起看。

六、工程建议

做 112G PCB 背钻时，可以按下面的顺序推进：

1. 先根据通道模型确定哪些过孔必须控制残桩；

2. 再把允许残桩转换为背钻深度窗口；

3. 与板厂确认实际钻深能力、板厚公差和检查方式；

4. 在 fabrication drawing 中明确背钻表；

5. 用 coupon、X-ray、切片和通道测量做相关性验证；

6. 样板到量产阶段锁定叠构、材料和背钻规则。

背钻真正控制的不是一个孔，而是高速通道里最容易被忽视的局部谐振源。

写在最后

112G PAM4 通道的背钻设计，不能等 layout 完成后再临时补规则。

它应该从通道预算、过孔结构和叠构设计阶段就开始进入审查，并在制造文件里变成可执行、可检查、可追溯的要求。

对高速 PCB 来说，背钻不是为了“看起来更高级”，而是为了让通道中的每一个不连续都被控制在预算之内。

参考资料

资料来源：Ultroniu
文章题目：Is Backdrilling Necessary for 112G PCB Channels?
原文链接：https://www.ultroniu.com/blog/pcb-design/112g-backdrilling-necessity/