PCB过孔的类型的应用

一路上

一、前言

PCB过孔用于在多层PCB的各层、走线、焊盘等之间建立电气连接。如果用过孔连接多层板可以减小 PCB 的尺寸，可以层堆叠。通过在 PCB 的每一层上放置铜焊盘并在其中钻一个孔来构建过孔。

PCB过孔

二、PCB过孔组成

筒体：用于填充渗透孔的导电管。

焊盘：将筒体的所有端部连接到其走线。

Antipad：这是一个间隙孔，用于分隔非连接层和筒体。

PCB过孔组成

三、PCB过孔类型

这里主要介绍5种PCB过孔类型：1、通孔；2、盲孔；3、埋孔；4、微孔；5、背钻孔 ；6、焊盘内通孔

PCB过孔类型

1、通孔

通孔是 PCB 中最常见的通孔类型。通过在 PCB 上钻一个孔并用导电材料（例如铜）填充来创建的。

通孔通常用于将组件连接到PCB的其他层，并且提供结构支撑。通孔是从PCB顶层钻到底层。当你把裸板PCB 对着太阳，太阳光可以透过的就是通孔。

通孔及其连接的铜迹线的 3D 视图

2、盲孔

盲孔与通孔类似，但是盲孔只有部分穿过PCB，将外层铜层连接到内部，而不会穿过PCB，盲孔非常适合空间有限的多层PCB。

盲孔 3D 前视图

3、埋孔

埋孔完全隐藏在PCB的各层内部，连接PCB的2个或者多个内部铜层。非常适合空间限制比较高的高密度PCB。

埋孔的 3D 前视图

4、微通孔 (uVia)

微通孔是非常小的过孔，用于空间有限的高密度 PCB。用于连接PCB的内层，一般来讲最大直径为0.15毫米，最大纵横比为1:1，最大深度为0.25毫米。

普通微孔和堆叠孔的 3D 前视图

微孔非常适合高速信号，通常用于手机和其他紧凑型电子产品。

5、背钻孔

背钻孔的 3D 前视图

在已经电镀的通孔上钻出来的有一定深度的孔（比前面电镀通孔大），用于阻断过孔的stub，减小信号传输过程中的反射。

6、焊盘内通孔

由于高信号速度以及 PCB 元件的厚度和密度，因此才产生了 Via-in-pad 方法。标准过孔结构和VIPPO可以保证信号的布线能力和完整性。

焊盘内通孔

焊盘内过孔中的过孔放置在外部安装元件的焊盘中。焊盘内过孔有2个优点：

1. 信号路径扩展，消除了电感和电容的影响

2. 减少了PCB板的尺寸并容纳了小接地的尺寸

焊盘内的过孔比较适用于BGA组件。要注意的是使用焊盘内通过需要使用背钻工艺，通过背钻去除在通孔剩余部分的信号回波。

四、PCB过孔处理工艺

为了提高PCB组装良率或者热性能，通常会对过孔进行额外的处理；包括：填充、堵塞、覆盖、封盖等。

这些额外的工艺可以消除一些组装问题，比如元件焊盘和通孔焊盘之间的短路或者焊料芯吸穿过通孔，适当的处理可以降低故障排除和返工的次数。

1、帐篷式过孔

帐篷式过孔我的理解就是就是像帐篷一样，中间是空的，上面给封住了。非导电阻焊层覆盖孔末端的两个焊盘，有效密封开口。

当制造商使用干膜阻焊层时，帐篷是一种流行的工艺。干膜厚度为 4 密耳，可以有效覆盖大孔，并且不会破裂太多。

2、堵塞过孔

用不导电的环氧树脂膏堵塞一端或两端的过孔，可防止焊接过程中焊料流过或芯吸。为了让环氧树脂有效地堵塞孔，通常过孔的直径限制为最大 20 密耳。制造商经常用阻焊层覆盖堵塞的通孔。

3、填充过孔

制造商通常使用非导电环氧树脂浆料填充常规或侵入的过孔。这些填充过孔的阻焊层距离焊盘仅几密耳。对于中密度 PCB 来说，这是一个很好的折衷方案，因为阻焊层的存在降低了通孔和相邻焊盘之间焊料桥接的可能性。

4、导电填充过孔

很多制造商都会用导电膏填充微过孔，以增强其导电性。这种填充可以是带有铜的环氧树脂，尽管有时也使用纯铜进行填充。

导电填充可以将电信号从电路板的一侧有效传输到另一侧，同时还增强其热传递性能。事实上，导电填充也适用于所有其他类型的通孔。

五、PCB通过作用

1、信号布线：大量PCB 板使用通孔进行信号布线。较厚的板使用埋孔或盲孔，轻板使用微孔。

2、电源布线：也可以使用盲孔，但大多数 PCB 板中的通孔都限制使用用于电源和接地网络布线的宽通孔。

3、逃逸布线：较大表面贴装(SMT) 的元件大多使用通孔进行逃逸布线。微通孔或盲通孔最常用于逃逸布线，但焊盘内通孔可用于固体封装，例如高引脚数 BGA。

4、连接：通孔或盲孔可用于提供与平面的多个连接。例如，一条带有缝合过孔的金属条围绕电路敏感区域，将其与接地层连接起来以提供 EMI 保护。

5、热传导：通孔可用于从组件通过其连接的内部平面层向外传导热。通常，热通孔需要密集的盲孔或通孔，其中这些通孔必须位于这些器件的焊盘中。

六、结语

最后介绍一些PCB制造过程中PCB板厂会用到的辅助性的孔，PCB设计工程师大概了解下即可；

定位孔：在PCB顶部、底部的三四个孔，板上其他孔以此为基准，又称为靶孔或靶位孔，钻孔前通过靶孔机（光学冲孔机或X-RAY钻靶机等）制作，钻孔时用于销钉定位和固定。

内层对位孔：在多层板边缘的一些孔，用于在在制板图形内钻孔前判别多层板是否有偏移. 从而判定钻孔程序是否需要调整。

代码孔：在制板底部一侧的一排小孔，用于注明生产的一些信息，如产品型号、加工机台、 操作员工代码等，现在很多工厂会以激光打字代替。

尾孔 ：在制板边缘的一些大小不同的孔，用来辨别钻头使用过程中的钻径大小是否正确，现在很多工厂会以其他技术代替。

切片孔 ：用于PCB切片分析的镀覆孔，能反映孔的品质。

阻抗测试孔 ：用于测试PCB阻抗的镀覆孔。

防呆孔：一般为非镀覆孔，用来防止板位置放反，在成型或成像等工序定位中经常用到。

工具孔：一般为非镀覆孔，用于相关工序。

铆钉孔：非镀覆孔，用于多层板压合时各层芯板与粘结片的铆钉固定。钻孔时需把铆钉位置钻穿，防止此位置残留气泡，导致后续出现爆板。

更多内容请看 PCB焊盘基础知识。