過孔是PCB設計中不可避免的環節。在佈局過程中，避免所有交叉線通常是一項挑戰。為了解決這個問題，人們使用過孔來實現層間連接，從而推動了雙面和多層PCB的發展。因此，過孔已成為PCB設計中的關鍵元素。
從設計角度來看，過孔有兩個主要用途： 電氣連接 以及 機械支撐或定位這些角色滿足電氣要求或物理需求。因此，過孔通常會進一步分為 電通孔 以及 機械支撐孔，後者又分為 焊盤孔 （通常鍍層）和 安裝孔 （通常不鍍層）。
過孔主要由兩部分組成：
- 鑽孔：中央孔。
焊盤面積：鑽孔周圍的區域。
- 這兩個組件的尺寸決定了整體通孔的尺寸。
在高速、高密度PCB設計中，設計人員通常希望使用盡可能小的過孔，以最大化佈線空間並最小化寄生電容，使其更適合高速電路。然而，縮小過孔尺寸會增加製造成本，並面臨技術限制：
- 較小的孔需要較長的鑽孔時間，容易出現中心錯位。
- 當孔深超過鑽頭直徑的六倍時，孔壁上均勻鍍銅就會變得困難。
平衡設計和生產需要考慮許多因素。有些設計可以直接投入生產，但有些設計則需要進行額外的工程檢查，以解決潛在問題，避免延誤、良率問題和可靠性問題。
鑑於設計決策對整體成本和進度的重大影響，這些挑戰是可以避免的。作為一家高可靠性多層PCB製造商， Wonderful PCB 專注於 PCB 研發與製造，提供快速交付、高可靠性的 PCB。我們的使命是“降低電子行業成本，提高效率”，這強調了早期設計考慮的重要性。以下是基於實際案例的孔槽設計優化專家解決方案，旨在支援高效且經濟的製造。
孔設計案例
案例1：標準化PTH/NPTH設計
探讨问题:
- 如左圖所示，焊盤設計有電連接，但以非鍍孔的形式實現。
- 如右圖所示，焊盤設計沒有電連接，而是以鍍孔的形式實現。
專家建議:
- 對於非鍍層孔：確保相應焊盤無電氣連接。焊盤與過孔尺寸應匹配，或不設計焊盤。
- 對於鍍孔：確保與相應焊盤的電氣連接，焊盤尺寸比孔直徑約 5mil。
避免設計沒有焊盤的鍍孔，因為這需要正向電鍍工藝，從而將交貨時間延長至少一天。
正確的設計:
（左非金屬孔，右金屬孔）
- 提供清楚區分鍍孔和非鍍孔的孔表，以減少 EQ 溝通和潛在的設計誤解。
正確的設計:
案例 2：區分金屬槽和非金屬槽
探讨问题:
- 設計包含七個插槽，其中三個為非金屬插槽，四個為金屬插槽。但是，所有插槽都位於相同的 GDD 層，預設為非金屬槽。為了防止銑削過程中露出銅，非金屬槽的電鍍墊會被移除。
專家建議:
- 將非金屬槽分離到 GDD or GM1 層和金屬槽進入 博士升 層或專用 槽 層。
正確的設計:
案例 3：清晰一致的孔註釋
探讨问题:
- 過大的孔符號使得孔與其符號難以匹配，從而為識別不匹配的孔位置或大小帶來挑戰。
- 槽口隱藏在角註釋中或不在孔表中，增加了遺漏的風險。
專家建議:
- 使用適當大小的孔符號與鑽孔一一相符。
- 包括標記槽位置和參數的孔表，或將槽直接整合到 博士升 層。
正確的設計:
案例四：避免孔槽衝突
探讨问题:
- 孔和槽使用相同的位置，沒有明確的指示。
專家建議:
- 不要在同一位置同時設計孔和槽。
- 提供標明槽位和參數的孔表，並將槽直接放置在 博士升 層。
正確的設計:
案例5：防止PCB檔案中的鎖定插槽
（圖-PCB可製造性孔和槽-9）
探讨问题:
- 在 PCB 到 Gerber 檔案轉換期間，插槽可能會被“鎖定”，導致插槽設計遺失。
專家建議:
- 對於使用的設計 Altium Designer 16 或更早版本，在檔案轉換之前解鎖插槽設計以確保包含插槽資料。
正確的設計:
案例6：阻焊通孔填充公差不得超過0.2mm
議題:
- 阻焊層填充公差的較大變化會導致大通孔填充不足或小通孔中阻焊層溢出過多。
專家推薦:
- 設計帶有阻焊填充的過孔時，請確保公差不超過0.2毫米。
正確的設計:
通孔（最大）-通孔（最小）≤0.2mm
結語
這六個案例說明了在設計階段應用最佳實踐和遵循標準步驟的重要性，以節省時間、預防問題並確保更高的產量和更快的生產。
作為致力於改善傳統電子產業工作流程的數位化服務平台， Wonderful PCB 在與客戶互動的過程中，我們成功解決了這些實際案例。透過提供高可靠性的產品、透明的交付體驗和值得信賴的服務，我們履行對全球客戶的承諾，實踐「為電子產業降本增效」的使命。
