连接PCB层的微小导电隧道是什么样子的

过孔是钻入PCB的微型导电通路，用于在不同层之间建立电连接。基本上，通孔是PCB中的垂直走线。

在深入探讨通孔之前，我将简单地定义一下PCB是。 PCB是受控参数下的信号传输技术。印刷电路板是组件互连的基础。主要目的是在有源和无源组件之间形成电连接，而不会中断或干扰另一信号或连接。因此，基本思想是形成连接网络而不与另一个连接冲突。因此，PCB是连接彼此不重叠的组件的连接。

为了达到这个标准，PCB由多层组成。但是这些多层膜如何相互连接以建立电气连续性？这是一个通道弹出到图片中。

如前所述，过孔是微小的导电隧道，连接PCB的不同层并允许信号流过它们。制造商可以精确地钻取符合设计者要求的通孔，使该PCB制造商成为业界最佳制造商。在设计电路之前找出制造商的能力始终是一个好习惯。

宽高比

方面比率（AR）是决定PCB可靠性的参数。在讨论有关过孔的更多信息之前，让我们先了解宽高比的概念。纵横比是PCB厚度与钻孔直径之比。

纵横比（通孔）=（PCB厚度）/（钻孔直径）

由于微孔不会突出整个电路板，因此纵横比为：

纵横比（微孔）=（钻孔深度）/（钻孔直径）

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，以实现所需的镀铜。与板厚度相比较小的孔可导致不均匀或不令人满意的铜镀层。纵横比越大，在通孔内实现可靠的镀铜越具挑战性。因此，纵横比越小，PCB可靠性越高。在Sierra Circuits，我们为微孔提供0.75：1的宽高比。

Microvias纵横比。图片来源：Roozbeh Bakhshi

纵横比图表

不同种类的过孔

过孔类型

根据其功能，在PCB上钻有不同类型的过孔。

• 通孔过孔 - 孔从顶部穿透到底层。连接是从顶层到底层建立的。
• 盲孔 - 孔从外层穿透并终止于内层。孔不会穿透整个板，而是将PCB的外层连接到至少一个内层。连接是从顶层到中心的层，或从底层到中间的某个层。一旦层压完成，就不能看到孔的另一端。因此，它们被称为盲孔。
• 埋设过孔（隐藏过孔） - 这些过孔位于内层，没有到外层的路径。它们连接内层并远离视线。

根据IPC标准，埋入式过孔和盲孔的直径必须小于或等于6密耳（150微米）。

Microvias

Microvia说明。图片来源：Roozbeh Bakhshi

最常见的过孔是微孔（μvias）。在PCB制造期间，微孔通过激光钻孔并且与标准通孔相比具有更小的直径。 Microvias在高密度互连（HDI）PCB中实现。微孔的深度通常不超过两层，因为在这些小通孔内镀铜是一项繁琐的工作。如前所述，通孔直径越小，电镀槽的抛光能力就越高，以实现化学镀铜。

微孔类型

Microvias可分为堆叠过孔和交错过孔在PCB层的位置。此外，还有另一种称为 skipvias 的微虚拟。 Skipvias跳过一层，这意味着它们通过一层不与该特定层电接触。跳过的层不会与该通路形成电连接。因此，名称。

Microvias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。这反过来为智能手机和其他移动设备中的大引脚数芯片提供了空间。 Microvias减少了印刷电路板设计中的层数，并实现了更高的布线密度。这消除了对通孔过孔的需要。微孔微尺寸和能力连续增加了处理能力。实现微通孔而不是通孔可以减少PCB的层数，并且还可以简化BGA突破。没有microvias，你仍然会使用一个大胖无绳电话，而不是你的时尚小智能手机。

通过

有时，通孔覆盖有焊接掩模，因此通孔不会暴露。这被称为帐篷或覆盖的通道。

由于现在我们对通孔有了更好的理解，让我们来看看最重要的部分，焊盘中的通孔。有时也称为焊盘上的焊盘。

焊盘中的焊盘或焊盘上的焊孔（VIPPO）

信号速度，电路板元件密度和PCB厚度的增加导致了焊盘内部的实现。 CAD设计工程师实施VIPPO以及传统的通孔结构，以实现可布线性和信号完整性要求。

Via In Pad Vs Traditional Via

那么，什么是焊盘？让我解释。在传统的过孔中，信号迹线远离焊盘然后到达通孔。您可以在上图中看到这一点。这样做是为了避免在回流过程中焊膏渗入通孔。在焊盘中的通孔中，钻孔位于焊盘正下方。确切地说，通孔放置在表面贴装元件的焊盘内。

传统Dog Bone和VIPPO Vias。图片来源：Cisco Systems，Inc。

首先，根据设计人员的要求，通孔填充有非导电环氧树脂。之后，该通孔被加盖并镀覆以提供导电性。这种技术缩短了信号路径长度，从而消除了寄生电感和电容效应。

焊盘中的焊盘可适应更小的元件间距尺寸，并缩小PCB的整体尺寸。该技术非常适用于BGA封装元件。

为了使事情变得更好，背钻工艺与焊盘一起实施。执行后钻以消除通孔的未使用部分内的信号反射。钻出不需要的通孔根部以去除任何类型的信号反射。这确保了信号的完整性。

带背钻的Vippo。图片来源：Cisco Systems，Inc。

总之，过孔基本上都是井，但不足以放弃硬币并许愿。 PCB制造商实施的过孔技术可能会影响您的产品。下次遇到许愿井时，请记得希望获得完美的通道。

快速PCB设计提示

以下是您在设计中使用过孔时可以考虑的一些快速提示：

• 避免盲孔和埋孔 - 这需要更多的钻孔时间和额外的叠片。这会增加整个PCB的成本。
• 堆叠和交错的过孔 - 选择交错而不是堆叠的过孔，因为堆叠的过孔需要填充和平面化。此过程既费时又昂贵。
• 保持纵横比最小。这提供了更好的电气性能和信号完整性。降低噪声和串扰，降低EMI/RFI。
• 实现更小的过孔。这可以帮助您构建高效的HDI PCB，因为杂散电容和电感会减少。