在電子設備和計算設備中，電路由一塊很小的綠板引導，該綠板將各種信號從控制提示傳輸?shù)狡聊?。例如，在每個智能手機中，都可以在內(nèi)部找到一塊印有各種芯片和組件的印刷電路板（PCB），這些芯片和組件可以為數(shù)千種不同的功能和命令傳遞信號。每次按觸摸屏上的一個提示時，即會激活內(nèi)部板上的信號之一。這些信號大部分通過PCB通孔傳導。

什么是通孔？

在印刷電路板中，通孔是為了導電而穿過電路板各層的孔。每個孔用作導電路徑，電信號通過該導電路徑在電路層之間傳遞。通孔穿過印刷電路板上的不同層。根據(jù)PCB的設計，該板可能需要一個從上到下貫穿所有層的孔。或者，有些通孔僅穿透頂層或底層，有些則穿過內(nèi)層。對于印刷電路板上的過孔，有多種選擇。

通孔是印刷電路板上最關鍵的功能之一。因此，它們在電路板制造成本中占相當大的份額。

盡管這些不同類型的過孔具有相同的基本用途，但在某些PCB設計上，一種特定類型的過孔將比其他類型更適合。本文介紹了PCB設計中的不同類型的通孔，以及每個通孔如何促進印刷電路板上的電連接。

通孔的主要類型

取決于PCB層中的位置，過孔有兩種主要類型：盲孔和埋孔。

在盲孔中，該孔穿透板的頂層或底層，但在任何內(nèi)部層之前停止。盲孔之所以這樣命名，是因為當您將木板靠在光下時，您無法看穿它們。盲孔創(chuàng)建過程可能很困難，因為您必須知道何時停止鉆入電路板。因此，許多PCB制造商都避免使用這種類型的孔電鍍。

另一類通孔是掩埋孔，可能會通過一個或多個內(nèi)部層出現(xiàn)。由于掩埋的孔被夾在層之間，因此無法用肉眼看到。為了使多層板具有盲層，必須在PCB組裝過程中及早在頂層和底層應用到板上之前，先在內(nèi)部層上完成孔電鍍。

無論在何處放置通孔，它都可能是三種主要類型之一-通孔，焊盤內(nèi)通孔或微通孔。

1.通孔

最明顯的通孔類型是電鍍通孔，它可以穿透多層板中的所有層。通孔通常比盲孔和掩埋孔大，并且用肉眼更容易識別。當您在燈光前舉起板子時，燈光會直接穿過鍍層通孔。通孔也更容易制造，因為您可以直接鉆穿所有層，而不像盲孔那樣，必須小心鉆出孔的深度。

自20世紀中葉以來，通孔技術已取代點對點構造，一直存在。在1950年代和1980年代之間，通孔是最常見的，當時在印刷電路板上發(fā)現(xiàn)的幾乎所有功能都都附接到通孔。

在通孔技術的早期，PCB的走線僅印刷在頂部。隨著技術的進步，印刷出現(xiàn)在兩面。最終，多層板投入使用。此時，將通孔更新為鍍通孔，以實現(xiàn)導電層之間的接觸。如今，電鍍通孔用于連接PCB中的不同層。通孔通常用于簡化帶引線的組件。軸向引線的組件穿過這些孔放置，并用于跨較小的空間連接。

在1990年代和2000年代用于計算機塔的大型主板上經(jīng)常可以看到通孔。在插入這些舊主板的舊外圍組件互連（PCI）卡中也可以看到帶有通孔組件的PCB。例如，連接到塔內(nèi)PCI插槽的聲卡通常會具有通過通孔連接到板上的組件。在比今天的多合一平板設備還早的舊計算機中的圖形卡上可以找到類似的功能。

隨著小型，緊湊型移動計算設備和電子產(chǎn)品的日益普及，PCB設計中幾乎沒有通孔組件。因此，PCB設計人員幾乎沒有理由繼續(xù)使用包含大通孔的板，因為這些通孔會占用板上的大量空間，而這些空間可用于微通孔，從而更有效地使用通孔。實際上，為了使設計人員保持其電路板較小，應盡可能使用微孔和表面貼裝。隨著趨勢的繼續(xù)，通孔可能會在未來幾年完全淘汰。

2.BGA

當今印刷電路板更流行的設計之一是在球柵陣列（BGA）焊盤上應用過孔，也稱為過孔焊盤。在過孔焊盤設計中，過孔位于PCB的BGA焊盤上。該設計之所以流行，是因為它使制造商可以最小化通孔所需的空間。這樣，焊盤中通孔允許制造商制造更小的印刷電路板，從而需要更少的空間來路由信號。墊上通孔是當今緊湊型電子和計算設備的最佳技術，制造商已將其設計為適合放在口袋中，有時還可以放在手腕周圍。

焊盤內(nèi)通孔設計特別方便布線，因為這些孔直接連接到位于組件下方的層，從而可以布線信號，而不會超出器件尺寸的范圍。

當然，并非所有制造商都接受在BGA焊盤上放置過孔的做法。對于某些PCB制造商而言，主要缺點之一是您必須用純銅或某些非導電材料覆以銅填充焊盤。否則，焊料將從焊盤上滲出并導致PCB失去連接。

對于某些制造商而言，另一個阻礙因素是通孔需要額外的步驟，這通常是昂貴且費時的。一些設計師根本不希望增加PCB制作的成本。此外，將過孔放入焊盤中時，它會改變所需的鉆頭直徑。

盡管存在這些問題，在BGA焊盤上放置過孔仍具有各種優(yōu)勢。除了成本之外，您還可以使用通孔焊盤制造更小的電路板，并最終制造更小的設備。對于某些現(xiàn)代小工具和移動設備，“墊中通孔”設計可能是您唯一的選擇。

在標準的通孔布局中，可以使用阻焊劑以阻止焊料流入通孔。使用焊盤內(nèi)通孔設計時，您無法使針筒無法注滿，因為空氣可能會被截留，從而在生產(chǎn)PCB時導致放氣。因此，將過孔放置在BGA焊盤上時需要填充。為了使設計正常工作，您還必須具有平坦的平面，因為這將使連接細間距的BGA幾乎沒有復雜性成為可能。

焊盤內(nèi)過孔可以填充環(huán)氧樹脂。這應該在鉆孔和電鍍步驟之后完成。另一種選擇是用銅填充通孔。如果通孔是激光燒蝕的，這將起作用。無論選擇哪種方法，都需要確保焊盤足夠大以適合孔的直徑，并且還具有足夠的公差。此外，設計將需要滿足IPC 2級和3級標準。

如果您仍然不確定焊盤內(nèi)通孔是否比標準通孔布局更好，請與PCB制造商聯(lián)系，看看較新的技術如何改變了他們的電路板。

3.微孔

在PCB設計中，小于150微米的通孔稱為微通孔，可用于許多高密度互連（HDI）板上。設計人員更喜歡微孔，因為孔的尺寸很小，與需要更多鉆孔的孔相比，它占用的電路板空間要少得多。在微孔中，各層通過鍍銅相互連接。

微型過孔的形狀為圓錐形，這使得通孔側面易于鍍銅。一條微孔可以穿過兩個相鄰的層，但不能穿過任何其他層。如果電路板設計需要穿過多層的通孔，則需要相應地堆疊多個微孔。

從制造的角度來看，創(chuàng)建堆疊的微孔可能是一個昂貴且耗時的過程。在需要一個微孔與另一個微孔的板上，最常見的設計將具有兩個微孔。就堆疊而言，最終極限是四個微孔。但是，由于成本高昂，很少在PCB制造中使用四個微孔。

堆疊式微孔的另一種選擇是交錯式微孔，其設置方式類似于樓梯，其中第二個或第三個微孔被放置在上方一個微孔的下方。與堆疊式微孔一樣，交錯的微孔在多層PCB上生產(chǎn)可能很困難且成本很高。

如果微孔通過電路板的外層進入并在停止前切成內(nèi)層，則可以視為盲孔。使用盲孔，可以增加印刷電路板上布線的密度。如果必須將外層的信號路由到下層，則盲微通孔特別有利，因為盲微通孔將提供最短的距離。在HDI板上，盲孔可以優(yōu)化多層板上的空間，例如在具有四層的PCB中，可以在上兩層或下兩層上放置微孔。

在某些情況下，微孔會穿透兩層。符合此描述的盲孔稱為跳過孔。但是，制造商不建議使用跳過孔，因為孔的性質會導致電鍍復雜化。

連接PCB中兩個內(nèi)層的微孔稱為埋入式微孔。為了使掩埋的微孔包含在PCB設計中，必須先鉆出包含孔的層，然后再應用外層。使用掩埋的微孔，您可以連接印刷電路板上的兩個內(nèi)層。鉆孔可以通過機械工具或激光來完成。

當在PCB上放置微孔時，至關重要的是要注意孔尺寸的長寬比，否則，可能無法正確地電鍍該板。

如何確定PCB的正確通孔要求

您為PCB設計選擇的過孔類型應基于電路板的尺寸和用途。如果該板是供較舊的大型計算設備使用的，則您可能需要具有符合較早標準的PCB設計，因為任何較新的產(chǎn)品都可能與所討論的設備不兼容。對于其中一些較舊的設備，您唯一的選擇可能是帶有通孔組件的更大PCB。

如果您要為較小的設備設計PCB，則實際上沒有理由使用通孔組件，因為您將需要在適合該設備的小板上最大化少量空間。例如，如果您的PCB設計只有平方英寸大小，那么您將沒有足夠的空間容納大通孔，因為在允許的小空間內(nèi)傳導的信號太多。這種尺寸的電路板最好與盲孔配合使用，這樣可以在拇指大小的電路板上短距離之間傳遞強大的信號。

誠然，由于這種板需要人工，用微孔制造更小的PCB的過程可能需要更多的投入。但是，這些較小的板的優(yōu)點可以輕松地償還投入，特別是如果您要銷售一種新的突破性設備，而該設備最終可能會成為大賣家。