在印刷电路板设计中，谦逊通孔和镀层通孔（PTH）是基础元件，但其误用是导致现场失效、热问题和信号衰减的主要原因。虽然常被交替使用，但PTH和通孔在电气、机械和热方面各有不同用途。混淆它们会导致设计效率低下、成本膨胀和可靠性下降。本指南基于Jerico25年的制造经验，提供了权威的对比。我们超越了基本定义，探讨了先进技术——从高电流应用的填充孔到HDI的微孔——在解决电力电子、汽车系统和高速通信等现代挑战中的关键作用。
关键区别：穿孔电镀（PTH）与通孔
理解PTH与VIA的核心功能区别，是迈向制造设计（DFM）卓越的第一步。这种选择影响了从组装良率到长期可靠性的方方面面。
| 特征 | 电镀穿孔（PTH） | Via（穿过、盲目、埋藏） | 实用设计启示 |
|---|---|---|---|
| 主要功能 | 元件安装与电气连接.设计用于机械固定并电气连接贯孔技术（THT）部件，如连接器、大型电容器或电源设备。 | 仅限层间电气连接.仅提供PCB不同层之间的导电路径。从未用于元件引脚。 | 用通孔安装元件会失败。环形环不设计用于机械应力，焊锡的排汗可能导致电路开路。一定要在CAD库中指定THT零件的PTH值。 |
| 典型尺寸与宽高比 | 直径较大（例如0.8毫米至2.0毫米）。宽高比（板厚/孔径）通常保持在下方8:1为了可靠的装甲。 | 直径较小（例如通孔直径为0.2毫米至0.5毫米）。微孔厚度可≤0.1毫米。通孔的宽高比也保持可控，而微孔宽高比非常低。 | PTH占用的空间更多。滥用大型PTH而用小过孔就足够了，尤其是在密集设计中，会浪费宝贵的布线空间，增加层数和成本。 |
| 制造与成本关注 | 需要精确控制孔径以配合部件。成本驱动因素：钻更大孔，确保镀层完整性以增强机械强度。 | 重点关注电镀的可靠性和导电性。成本驱动因素：微孔/HDI的激光钻孔，盲孔/埋孔的额外层压步骤。 | 优化功能。纯路由时，使用最小且可靠的通孔。对于组件，使用尺寸合适的PTH测量器。Jerico的免费DFM检查会标记这个常见错误。 |
| 热能与当前角色 | 可以通过元件引脚本身传递大量电流/热量。PTH枪管提供了额外的热容量。 | 主要热管理工具（热通孔).除非特别设计（如填充通孔），否则电流容量受薄枪管电板限制。 | 对于热吸收，垫底下的热通孔阵列比单个PTH更有效。对于高电流，需要专用的填充通孔或多个并联通孔。 |
为什么做错会让你付出代价：现实场景
- 情景一（可靠性故障）：设计师使用标准通孔来安装接头销。在波焊过程中，焊锡会沿着过管筒滴入，在接头处留下空洞。场中的振动会导致脆性接头开裂。根本原因：Via被用作PTH。
- 情景二（成本与绩效影响）：为了“安全起见”，设计师在16层数字板上使用0.8毫米的PTH进行所有层变。这会消耗更多30%的布线面积，迫使交换机从8层叠加到10层叠加，板材成本增加25%，并为高速线路增加了不必要的寄生电感。根本原因：在合适的通管处过度使用PTH的部分。
先进通路技术：解决高电流、热能和人类发展影响（HDI）挑战
一旦掌握了基本的PTH/通路区分，下一阶段就是选择并指定右类型为您的电气和热需求提供VIA服务。标准通孔通常不足以满足高级应用需求。
1.高电流与热解：填充并封闭通孔
在电力电子（电动汽车充电器、电机驱动）和高功率LED应用中，标准通管是电流和热量的瓶颈。直径0.3毫米、铜壁25微米的通孔具有数毫欧姆的直流电阻和有限的热容量。
杰里科的工程解决方案：我们提供通过填充和铜塞作为核心能力，通常与我们的重铜PCB科技。
- 导热环氧填充：电源下的通孔组件填充特殊环氧树脂。就是这样1)防止组装过程中焊锡排汗，2)提供直接的热通路通往内层平面或对侧，3)增加了机械支撑。
- 铜塞通孔（VIPPO）：为了实现极致的载流和热导率，通孔被完全电镀封闭，并用铜封闭。这在板材中形成一根坚固的铜柱，电阻降低了50%以上，并作为出色的热柱。这一过程对IPC 3级机车以及IATF 16949符合标准的汽车板块，长期热循环可靠性不可谈判。
性能数据：对于1.6毫米板子上5A直流电的0.3毫米过孔：
•标准通行：~4.2 mΩ电阻，~0.8°C/W热阻。
•铜栓通管：电阻为~1.8 mΩ，热阻为0.3°C/W。
这可译为~降低60%的功率损耗以及~60%的热传递效率提升，允许更高的功率密度或更高的可靠性。
2. HDI与信号完整性解决方案：微孔与盲孔/埋孔
对于高速数字设计（服务器主板、FPGA板）和空间受限设备（智能手机、可穿戴设备）来说，传统的通孔是主要障碍。它们穿透所有层，形成长长的寄生“残根”，作为天线，以多吉比特速率反射信号并降低完整性。
Jerico的HDI专长：我们的HDI印刷电路板制造采用激光钻孔微孔和顺序层压来构建精确的互连。
- 微孔（⌀ ≤ 0.15毫米）：通过激光钻孔，这些接头仅连接相邻的两层（例如L1-L2或L2-L3）。它们完全消除了残头，大幅降低了寄生电容和电感。
- 盲孔与埋藏通道：盲孔连接外层与内层，但不会贯穿整块电路板。埋藏通道只连接内层。这些结构通过顺序层压建造，释放了未连接层的100%布线面积，从而实现更高的组分密度。
信号完整性影响：用无短管微过孔/盲孔组合替代10层100欧姆差分对中的通孔，可以在10 GHz时降低插入损耗0.5-1.0 dB，并显著减少不必要的共振，从而使PCIe 5.0或112G SerDes等协议的数据传输更干净。
杰里科优势：从设计审查到认证可靠性
如果制造商无法精确且可重复地执行，通过技术来指定权利是徒劳的。Jerico架起了设计意图与制造现实之间的桥梁。
工厂直达DFM合作伙伴关系
作为工厂直销制造商我们的工程师会在工具前审核您的设计。我们不仅仅是检查规则;我们提供可作的反馈：
- “你在2.4毫米动力平面上的0.2毫米通孔是12：1的宽高比。根据IPC-6012，为了实现可靠的铜板，我们建议孔径增加到0.25mm，或使用带填充的通孔垫。”
- “QFN下方的热通孔阵列可以从标准通孔的3×3栅极优化为铜插通孔的2×2栅极，以实现等效性能，节省空间。”
认证工艺，保证可靠性
我们的IATF 16949以及IPC 3级机车承诺通过形成直接应用于：
- 镀层厚度控制：我们通过桶确保铜材符合或超过IPC第三类要求（通常≥20微米），并通过截面法验证。
- 材料兼容性：对于高频或陶瓷板我们使用兼容的填充材料和工艺，考虑热膨胀系数（CTE）不匹配，防止枪管开裂。
- 无MOQ，快速原型制作：通过我们的策略测试你的高级策略一件订单以及24小时快速转弯服务。在确定数量前先验证性能。
通过免费的DFM分析优化您的VIA策略
不要让设计成为事后考虑的因素。请提交您的设计文件，由Jerico工程团队进行全面审核。获取关于设计中每个关键通路和PTH当前容量、热性能及制造性的详细报告。
通过DFM免费上传你的Gerber文件Via & PTH设计：专家常见问题解答
简单的经验法则对于高电流设计来说是不够的。当前容量取决于：
- 铜桶的横截面积：I_max ∝（π d*t），其中d是成品孔径，t是电镀厚度。
- 允许的温度上升：常见的标准是上升10°C。通孔对飞机/环境的热阻是关键。
- 并联通孔数量：对于5A电流，使用2-3个标准通孔并联通常比一个大通孔更安全可靠。
这两种技术都旨在去除未使用的通路存根以保证信号完整性，但它们有根本性的不同：
- 盲孔/埋管通孔（HDI）：通过顺序层压制造，它们物理上不要创建残头.这是最简洁、性能最高的解决方案，但增加了成本和复杂性。非常适合超高密度互连（HDI）设计和最高速度信号（>25 Gbps）。
- 回钻：二次钻孔作是在电镀后将导电短管从标准通孔中移除。这是更厚、层数较低的板材的经济替代方案其中HDI不需要其他用途。然而，它会在孔内留下非导电空气层，可能困住污染物，且并非所有可靠性标准（如某些汽车应用）都可接受。
遵守IPC标准是可靠性的基准。主要标准包括：
- IPC-6012： 刚性印刷板的资格认证与性能规范。定义了电镀厚度（例如，3类要求孔内至少20微米）、空洞和孔壁完整性的可接受性。这是整体的质量规范。
- IPC-A-600： 印刷板的可接受性。这是IPC-6012的视觉对应物，图像定义了通孔和PTH的可接受与缺陷条件（如电镀结节、裂纹、粗糙度）。
- IPC-4761： 通过结构保护印刷板的设计指南。通过帐篷、填充和堵塞方法进行保护，防止污染和焊锡棉流失。
- IPC-7093： BGA的设计与装配流程实施。包含关于通孔焊盘设计的重要信息，这对现代元件至关重要，且通常需要填充微孔。
