通孔是在 PCB 中鑽孔的微型導電通路，用於在不同的 PCB 層之間建立電氣連線。 基本上，通孔是PCB上的垂直軌跡。
什麼是通孔？
在我們深入研究過孔之前，我將簡要定義什麼是PCB。 PCB是在受控引數下傳輸訊號的藝術. 印刷電路板是元件互連的基礎。 其主要目的是在有源和無源元件之間形成電氣連線，而不會中斷或干擾另乙個訊號或連線。 因此，基本思想是在不與另乙個連線衝突的情況下形成連線網路。 因此，印刷電路板是零件之間的連線，它們的連線不會相互重疊。
為了滿足這個標準，PCB由多層組成。 但是，這些多層板如何相互連線以建立電氣連續性呢？這時，通孔就出現了。
如前所述，通孔是連線PCB不同層的微小導電隧道，允許訊號流過它們。 在設計電路之前，了解製造商的能力非常重要。
PCB中過孔的縱橫比
縱橫比 （AR） 是決定 PCB 可靠性的引數。 在我們進一步討論通孔之前，讓我們先了解縱橫比的概念。 縱橫比是PCB的厚度與鑽孔直徑之間的比率。
縱橫比（過孔）=（PCB厚度）（鑽孔直徑）。
由於微孔不會突出在整個電路板上，因此縱橫比將是。
縱橫比（微孔）=（鑽孔深度）（鑽孔的直徑）。
縱橫比在PCB製造過程中的電鍍過程中起著重要作用. 電鍍液必須在鑽孔內有效流動，以達到所需的鍍銅效果。 與電路板厚度相比，小孔會導致鍍銅不均勻或不令人滿意。 縱橫比越大，在通孔內實現可靠的鍍銅就越具有挑戰性。 因此，縱橫比越小，PCB越可靠。 百能雲板，我們提供的縱橫比為 15：1 微孔。
微孔板縱橫比。
微孔縱橫比圖。
PCB中不同種類的通孔
通孔的型別。
根據其功能，在PCB上鑽有不同型別的通孔。
通孔--孔從頂層到底層穿線。 連線是通過從上到下的線進行的。
盲孔--孔從外層引出，在內層結束。 該孔不會穿透整個電路板，而是將PCB的外層連線到至少乙個內層。 要麼從頂層到中間的一層，要麼從底層到中間的一層。 層壓完成後，孔的另一端就不可見了。 因此，它們被稱為盲通孔。
埋孔（隱藏孔）。- 孔位於內層，沒有通向外層的路徑。 它們連線內層並隱藏在視線之外。
根據 IPC 標準，埋孔和盲孔的直徑必須為 6 密耳（150 微公尺）或更小。
微型通孔
微孔的描述
最常見的通孔是微孔（通孔）。 在 PCB 製造過程中，微孔是雷射鑽孔的，與標準孔相比，它們的直徑更小（小至 4 密耳）。 微孔在高密度互連或 HDI PCB 中實現。 微孔的深度通常不超過兩層，因為在這些小孔內鍍銅是一項繁瑣的工作。 如前所述，過孔的直徑越小，對於化學鍍銅，鍍液的噴射功率應越高。
微孔的型別
根據微孔在PCB層中的位置，它們可以分為層壓通孔和交錯通孔。 此外，還有一種稱為跳孔的微孔。 跳躍層意味著它們穿過一層並且與該層沒有電接觸。 跳過的層不會與過孔形成電氣連線。 因此得名。
微通道改善了電氣特性，並允許在更小的空間內實現更高功能的小型化。 這反過來又為智慧型手機和其他移動裝置中的高針數晶元提供了空間。 微孔減少了印刷電路板設計中的層數，從而實現了更高的佈線密度。 這消除了對通孔通道的需求。 微孔在尺寸和功能方面相繼提高了處理能力。 採用微孔代替通孔可以減少印刷電路板上的層數，並促進BGA的突破。 如果沒有微孔，您仍然會使用大型無線**，而不是時尚的小型智慧型手機。
通孔
有時通孔被焊接掩模覆蓋，這樣通孔就不會暴露在外。 這被稱為帳篷或有蓋過孔。
現在我們對過孔有了更好的了解，讓我們看一下最重要的部分，即焊盤中的通孔。 它有時也被稱為焊盤上的通孔電鍍。
通孔或通孔板電鍍 （VIPPO）。
隨著訊號速度、電路板元件密度和 PCB 厚度的增加，這導致了孔中孔的實現。 除了內建或過孔電鍍 （VIPPO） 之外，CAD 設計工程師還使用傳統的過孔結構來滿足可展開線性度和訊號完整性的要求。
焊盤內通孔與傳統通孔
那麼，什麼是墊內通孔？讓我解釋一下。 在傳統過孔中，訊號線穿過焊盤，然後進入過孔。 您可以在上圖中看到這一點。 這樣做是為了避免焊膏在回流過程中滲入通孔。 在"焊盤上的通孔"，鑽孔出現在焊盤的正下方。 準確地說，通孔放置在表面貼裝元件的焊盤內。
傳統狗骨通孔和VIP通孔
首先，根據設計人員的要求，通孔填充非導電環氧樹脂。 之後，該通孔被蓋上蓋子並鍍上以提供導電性。 該技術縮短了訊號路徑的長度，從而消除了寄生電感和電容效應。
孔中孔可容納更小的元件間距，並減小了 PCB 的整體尺寸。 該技術是 BGA 封裝元件的理想選擇，是 PCB 組裝的重要組成部分.
為了使事情變得更好，背鑽過程與孔中孔一起實施。 進行背鑽是為了消除通孔未使用部分的訊號反射。 鑽出不需要的通孔樹樁，以消除任何形式的訊號反射。 這確保了訊號的完整性。
通孔的快速 PCB 設計技巧
以下是在設計中採用通孔時可以考慮的一些快速提示：
除非設計絕對需要，否則避免盲孔和埋孔——這些孔需要更多的鑽孔時間和額外的層壓。 這可能會增加整個PCB的成本。
堆疊和交錯通孔 – 選擇交錯通孔而不是層壓通孔，因為層壓通孔需要填充和平坦化。 這個過程既費時又昂貴。
將縱橫比保持在最低限度。 這提供了更好的電氣效能和訊號完整性。 同時，這可降低雜訊、串擾和 EMI RFI。
在高速設計中實現更小的過孔，因為雜散電容和電感會減少。
始終選擇最簡單的解決方案來滿足您的設計需求。 降低通孔的複雜性可以縮短周轉時間並降低製造成本。
非導電填料通常足以滿足訊號路由需求，並且更具成本效益。 因此，最好盡可能使用不導電的環氧樹脂。
當您路由高速訊號時，例如高畫質多路**（HDMI），最好使用盲孔或埋孔來消除短截線。
始終使用導熱或大功率通孔導電填料。 較高的導熱性將有助於大功率元件所需的散熱。
使用填充通孔時，請確保填充焊盤表面平整，並且元件水平放置，以避免出現類似邏輯刪除的缺陷。 墓碑缺陷是指元件的一側在焊接過程中從電路板上脫落。
在差分對上使用通孔 – 差分對佈線要求導線長度相等，以避免差分延遲偏移。 差分偏移是指乙個訊號比另乙個訊號更早到達接收器。 盡可能避免在差分對上設定通孔。 如果乙個訊號通過乙個過孔，則差分對中的另乙個訊號也必須通過乙個過孔。 在差分對中，每條線上的過孔數應相同。
高速訊號的通孔 - 通孔往往會給電路帶來電感和電容。 在低頻訊號中，該特性通常可以忽略不計。 當涉及到高速訊號時，過孔會嚴重影響訊號完整性。 因此，最好避免在高速訊號上使用過孔。