通孔是在 PCB 中钻孔的微型导电通路，用于在不同的 PCB 层之间建立电气连接。 基本上，通孔是PCB上的垂直轨迹。
什么是通孔？
在我们深入研究过孔之前，我将简要定义什么是PCB。 PCB是在受控参数下传输信号的艺术. 印刷电路板是组件互连的基础。 其主要目的是在有源和无源元件之间形成电气连接，而不会中断或干扰另一个信号或连接。 因此，基本思想是在不与另一个连接冲突的情况下形成连接网络。 因此，印刷电路板是零件之间的连接，它们的连接不会相互重叠。
为了满足这个标准，PCB由多层组成。 但是，这些多层板如何相互连接以建立电气连续性呢？这时，通孔就出现了。
如前所述，通孔是连接PCB不同层的微小导电隧道，允许信号流过它们。 在设计电路之前，了解制造商的能力非常重要。
PCB中过孔的纵横比
纵横比 （AR） 是决定 PCB 可靠性的参数。 在我们进一步讨论通孔之前，让我们先了解纵横比的概念。 纵横比是PCB的厚度与钻孔直径之间的比率。
纵横比（过孔）=（PCB厚度）（钻孔直径）。
由于微孔不会突出在整个电路板上，因此纵横比将是。
纵横比（微孔）=（钻孔深度）（钻孔的直径）。
纵横比在PCB制造过程中的电镀过程中起着重要作用. 电镀液必须在钻孔内有效流动，以达到所需的镀铜效果。 与电路板厚度相比，小孔会导致镀铜不均匀或不令人满意。 纵横比越大，在通孔内实现可靠的镀铜就越具有挑战性。 因此，纵横比越小，PCB越可靠。 百能云板，我们提供的纵横比为 15：1 微孔。
微孔板纵横比。
微孔纵横比图。
PCB中不同种类的通孔
通孔的类型。
根据其功能，在PCB上钻有不同类型的通孔。
通孔--孔从顶层到底层穿线。 连接是通过从上到下的线进行的。
盲孔--孔从外层引出，在内层结束。 该孔不会穿透整个电路板，而是将PCB的外层连接到至少一个内层。 要么从顶层到中间的一层，要么从底层到中间的一层。 层压完成后，孔的另一端就不可见了。 因此，它们被称为盲通孔。
埋孔（隐藏孔）。- 孔位于内层，没有通向外层的路径。 它们连接内层并隐藏在视线之外。
根据 IPC 标准，埋孔和盲孔的直径必须为 6 密耳（150 微米）或更小。
微型通孔
微孔的描述
最常见的通孔是微孔（通孔）。 在 PCB 制造过程中，微孔是激光钻孔的，与标准孔相比，它们的直径更小（小至 4 密耳）。 微孔在高密度互连或 HDI PCB 中实现。 微孔的深度通常不超过两层，因为在这些小孔内镀铜是一项繁琐的工作。 如前所述，过孔的直径越小，对于化学镀铜，镀液的喷射功率应越高。
微孔的类型
根据微孔在PCB层中的位置，它们可以分为层压通孔和交错通孔。 此外，还有一种称为跳孔的微孔。 跳跃层意味着它们穿过一层并且与该层没有电接触。 跳过的层不会与过孔形成电气连接。 因此得名。
微通道改善了电气特性，并允许在更小的空间内实现更高功能的小型化。 这反过来又为智能手机和其他移动设备中的高针数芯片提供了空间。 微孔减少了印刷电路板设计中的层数，从而实现了更高的布线密度。 这消除了对通孔通道的需求。 微孔在尺寸和功能方面相继提高了处理能力。 采用微孔代替通孔可以减少印刷电路板上的层数，并促进BGA的突破。 如果没有微孔，您仍然会使用大型无线**，而不是时尚的小型智能手机。
通孔
有时通孔被焊接掩模覆盖，这样通孔就不会暴露在外。 这被称为帐篷或有盖过孔。
现在我们对过孔有了更好的了解，让我们看一下最重要的部分，即焊盘中的通孔。 它有时也被称为焊盘上的通孔电镀。
通孔或通孔板电镀 （VIPPO）。
随着信号速度、电路板组件密度和 PCB 厚度的增加，这导致了孔中孔的实现。 除了内置或过孔电镀 （VIPPO） 之外，CAD 设计工程师还使用传统的过孔结构来满足可展开线性度和信号完整性的要求。
焊盘内通孔与传统通孔
那么，什么是垫内通孔？让我解释一下。 在传统过孔中，信号线穿过焊盘，然后进入过孔。 您可以在上图中看到这一点。 这样做是为了避免焊膏在回流过程中渗入通孔。 在"焊盘上的通孔"，钻孔出现在焊盘的正下方。 准确地说，通孔放置在表面贴装元件的焊盘内。
传统狗骨通孔和VIP通孔
首先，根据设计人员的要求，通孔填充非导电环氧树脂。 之后，该通孔被盖上盖子并镀上以提供导电性。 该技术缩短了信号路径的长度，从而消除了寄生电感和电容效应。
孔中孔可容纳更小的元件间距，并减小了 PCB 的整体尺寸。 该技术是 BGA 封装组件的理想选择，是 PCB 组装的重要组成部分.
为了使事情变得更好，背钻过程与孔中孔一起实施。 进行背钻是为了消除通孔未使用部分的信号反射。 钻出不需要的通孔树桩，以消除任何形式的信号反射。 这确保了信号的完整性。
通孔的快速 PCB 设计技巧
以下是在设计中采用通孔时可以考虑的一些快速提示：
除非设计绝对需要，否则避免盲孔和埋孔——这些孔需要更多的钻孔时间和额外的层压。 这可能会增加整个PCB的成本。
堆叠和交错通孔 – 选择交错通孔而不是层压通孔，因为层压通孔需要填充和平坦化。 这个过程既费时又昂贵。
将纵横比保持在最低限度。 这提供了更好的电气性能和信号完整性。 同时，这可降低噪声、串扰和 EMI RFI。
在高速设计中实现更小的过孔，因为杂散电容和电感会减少。
始终选择最简单的解决方案来满足您的设计需求。 降低通孔的复杂性可以缩短周转时间并降低制造成本。
非导电填料通常足以满足信号路由需求，并且更具成本效益。 因此，最好尽可能使用不导电的环氧树脂。
当您路由高速信号时，例如高清多路**（HDMI），最好使用盲孔或埋孔来消除短截线。
始终使用导热或大功率通孔导电填料。 较高的导热性将有助于大功率组件所需的散热。
使用填充通孔时，请确保填充焊盘表面平整，并且组件水平放置，以避免出现类似逻辑删除的缺陷。 墓碑缺陷是指组件的一侧在焊接过程中从电路板上脱落。
在差分对上使用通孔 – 差分对布线要求导线长度相等，以避免差分延迟偏移。 差分偏移是指一个信号比另一个信号更早到达接收器。 尽可能避免在差分对上设置通孔。 如果一个信号通过一个过孔，则差分对中的另一个信号也必须通过一个过孔。 在差分对中，每条线上的过孔数应相同。
高速信号的通孔 - 通孔往往会给电路带来电感和电容。 在低频信号中，该特性通常可以忽略不计。 当涉及到高速信号时，过孔会严重影响信号完整性。 因此，最好避免在高速信号上使用过孔。