过孔是PCB设计中不可避免的组成部分。在布局过程中，避免所有交叉线通常极具挑战性。为了解决这个问题，人们使用过孔来实现层间连接，从而发展出双面和多层PCB。因此，过孔已成为PCB设计中的关键要素。
从设计角度来看，过孔主要有两个用途： 电气连接 和 机械支撑或定位这些作用满足电气要求或物理需求。因此，过孔通常进一步分类为： 电气过孔 和 机械支撑孔其中后者又分为 焊盘孔 （通常镀层） 安装孔 （通常未镀层）。
过孔主要由两部分组成：
- 钻孔中心孔。
垫区钻孔周围的区域。
- 这两个组件的尺寸决定了过孔的整体尺寸。
在高速、高密度PCB设计中，设计人员通常力求使用尽可能小的过孔，以最大化布线空间并最小化寄生电容，使其更适用于高速电路。然而，减小过孔尺寸会增加制造成本，并面临技术限制：
- 较小的孔需要更长的钻孔时间，并且容易出现中心错位。
- 当孔深超过钻孔直径的六倍时，孔壁上均匀镀铜就变得困难。
平衡设计与生产涉及诸多考量。有些设计可以直接投入生产，而另一些则需要额外的工程检查来解决潜在问题，从而避免延误、良率下降和可靠性问题。
鉴于设计决策对总体成本和进度有着重大影响，这些挑战是可以避免的。作为一家高可靠性多层PCB制造商， Wonderful PCB 我们专注于PCB研发和制造，提供快速交付、高可靠性的PCB产品。我们的使命是“降低电子行业成本，提高效率”，这凸显了早期设计考量的重要性。以下是基于实际案例的孔槽设计优化专家解决方案，旨在支持高效且经济的制造。
孔设计案例
案例 1：PTH/NPTH 设计标准化
问题:
- 如左图所示，焊盘设计有电气连接，但实现方式为非镀层孔。
- 如右图所示，焊盘设计上没有电气连接，但通过镀层孔实现。
专家建议:
- 对于非镀层孔确保相应焊盘之间没有电气连接。焊盘和孔径必须匹配，否则不应设计焊盘。
- 镀层孔确保与相应的焊盘进行电气连接，焊盘尺寸比孔径大约 5 mil。
避免设计没有焊盘的镀孔，因为这需要正向电镀工艺，会将交货时间至少延长一天。
正确设计:
（左侧为非金属孔，右侧为金属孔）
- 提供孔表，明确区分镀层孔和非镀层孔，以减少 EQ 沟通和潜在的设计误解。
正确设计:
案例二：区分金属槽和非金属槽
问题:
- 该设计包含七个插槽，其中三个设计为非金属插槽，四个设计为金属插槽。然而，所有插槽都位于同一位置。 GDD 层，默认为非金属槽。为防止铣削过程中铜暴露，非金属槽的电镀焊盘会被移除。
专家建议:
- 将非金属槽分开放入 GDD or GM1 层和金属槽插入 博士升 层或专用层 老虎机 层。
正确设计:
案例 3：清晰一致的孔标注
问题:
- 过大的孔符号会使孔与其符号难以匹配，从而导致难以识别不匹配的孔位置或尺寸。
- 插槽隐藏在角落注释中或未出现在孔表中，增加了遗漏的风险。
专家建议:
- 使用尺寸合适的孔符号，以便与钻孔一一对应。
- 包括标明孔位和参数的孔表，或者将孔直接集成到…… 博士升 层。
正确设计:
案例四：避免孔和槽之间的冲突
问题:
- 没有明确说明，同一个位置既可以用于孔，也可以用于槽。
专家建议:
- 不要在同一位置同时设计孔和槽。
- 提供孔表，标明槽的位置和参数，并将槽直接放置在 博士升 层。
正确设计:
案例 5：防止 PCB 文件中出现锁定插槽
（图-PCB制造性孔和槽-9）
问题:
- 在 PCB 文件转换为 Gerber 文件的过程中，插槽可能会被“锁定”，导致插槽设计丢失。
专家建议:
- 对于使用的设计 Altium Designer 16 或者更早一些，在文件转换之前解锁插槽设计，以确保包含插槽数据。
正确设计:
案例 6：阻焊层过孔填充公差不应超过 0.2 毫米
问题:
- 焊锡掩膜填充公差的较大变化会导致大过孔填充不足或小过孔焊锡掩膜溢出过多。
专家推荐:
- 设计带有阻焊层填充的过孔时，确保公差不超过 0.2 毫米。
正确设计:
过孔(最大) – 过孔(最小) ≤ 0.2mm
结语
这六个案例说明了在设计阶段应用最佳实践和遵循标准步骤的重要性，可以节省时间、防止出现问题，并确保更高的产量和更快的生产速度。
作为一家致力于改善传统电子行业工作流程的数字化服务平台， Wonderful PCB 在与客户的互动中，我们已成功解决这些实际案例。通过提供高可靠性的产品、透明的交付体验和值得信赖的服务，我们履行了对全球客户的承诺，实现了我们的使命：“降低电子行业成本，提高效率”。
