PCB Bolg - PCB過孔的作用說明

過孔（via）是多層PCB的重要組成部分。 PCB過孔是用於將不同層的銅箔線路連接起來的導電通道。通常為多層結構，常見的如雙層板、四層板，甚至可以達到數十層。在這些層之間，過孔起到導電橋樑的作用。它是透過在電路板上鑽孔，再在孔壁上鍍銅而形成的導電通道。過孔的形狀可以是圓形、橢圓形等，但最常見的是圓形。

PCB上的過孔從製程製程可分為三類：盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。

盲孔：

盲孔是一種只連接PCB表面層和中間某一層的過孔，它並不賈穿整個PCB。因此，盲孔在多層板設計上非常實用，特別是在高密度互連(HDI)設計中可以節省空間。不過，由於盲孔的鑽孔製程更加複雜，因此相對於通孔成本較高。

埋孔：

埋孔完全隱藏在 PCB 的各層內部，連接 PCB 的 2 個或多個內部銅層。非常適合空間限制比較高的高密度PCB。

通孔：

通孔是 PCB 中最常見的通孔類型。透過在 PCB 上鑽一個孔並用導電材料（例如銅）填充來創建的。

通孔通常用於將組件連接到 PCB 的其他層，並且提供結構支撐。通孔是從 PCB 頂層鑽到底層。當你把裸板 PCB 對著太陽，通孔可以讓太陽光可以穿透。

PCB過孔

PCB通孔作用

訊號佈線

大量 PCB 板使用通孔進行訊號佈線。較厚的板使用埋孔或盲孔，輕板使用微孔。

電源佈線

也可以使用盲孔，但大多數 PCB 板中的通孔都限制使用用於電源和接地網路佈線的寬通孔。

逃逸佈線

較大表面黏著( SMT ) 的元件大多使用通孔進行逃逸佈線。微通孔或盲通孔最常用於逃逸佈線，但焊盤內通孔可用於固體封裝，例如高引腳數 BGA 。

連接

通孔或盲孔可用於提供與平面的多個連接。例如，一條帶有縫合過孔的金屬條會圍繞電路敏感區域，將其與接地層連接起來以提供 EMI 保護。

熱傳導

通孔可用於從組件透過其連接的內部平面層向外傳導熱。通常，熱通孔需要密集的盲孔或通孔，其中這些通孔必須位於這些裝置的焊盤中。

過孔(Via)和元件孔(Pad)有何差別?

在PCB中，孔徑分為過孔(Via)和元件孔(Pad)，一定不要混用。

過孔一般是起到兩面導通的作用，加工過程常規是選擇蓋油處理。元件孔(Pad)通常是設計成插件孔，在插件焊接時使用。如果混用過孔 (Via)和元件孔(Pad)，一種情況是誤將過孔 (Via)屬性用於插件封裝中當做元件孔。選擇過孔蓋油時，插件孔會被油墨蓋住或堵住，且大小無法達到有效控制。

另一種情況是誤將元件孔(Pad)當做過孔使用，那麼軟體自動關閉過孔開窗時，無法有效識別，會導致需要蓋油的過孔無法蓋油。

高速PCB中的過孔設計

在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往也會為電路的設計帶來很大的負面效應。為了減少過孔的寄生效應帶來的不利影響，在設計上可以盡量做到：

（1）選擇合理的過孔尺寸。對於多層一般密度的PCB 設計來說，選用0.25mm/0.51mm/0.91mm（鑽孔/ 焊盤/ POWER 隔離區）的過孔較好；對於一些高密度的PCB 也可以使用0.20mm/0.46 mm/0.86mm 的過孔，也可以嘗試非穿導孔；對於電源或接地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗；

（2）POWER隔離區越大越好，考慮PCB 上的過孔密度，一般為D1=D2+0.41；

（3）PCB 上的訊號走線盡量不換層，也就是說盡量減少過孔；

（4）使用較薄的PCB有利於減少過孔的兩種寄生參數；

（5）電源和接地的管腳要就近過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好，因為它們會導致電感的增加。同時電源和接地的引線要盡可能粗，以減少阻抗；

（6）在訊號換層的過孔附近放置一些接地過孔，以便為訊號提供短距離迴路。

此外，過孔長度也是影響過孔電感的主要因素之一。對用於頂、底層導通的過孔，過孔長度等於PCB厚度，由於PCB層數的不斷增加，PCB厚度常常會達到5 mm以上。然而，高速PCB設計時，為減少過孔帶來的問題，過孔長度一般控制在2.0mm以內。對於過孔長度大於2.0 mm過孔，透過增加過孔孔徑，可在一定程度上提高過孔阻抗連續性。當過孔長度為1.0 mm及以下時，最佳過孔孔徑為0.20 mm ~ 0.30 mm。