【干货】PCB过孔设计的注意事项
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出色的PCB不仅需要创新的设计理念，更依赖于对PCB工艺的深刻理解。过孔设计作为PCB设计中的关键环节之一，对PCB的性能和制造效率至关重要。
过孔能设计成任意大小吗？
为回答上述问题，我们先来看看PCB上的孔是如何来的。首先，开料，PCB制造商利用自动开料机将大尺寸的覆铜板切割成符合生产需求的特定尺寸的基材。在开料前，覆铜板如下图所示：
然后，用数控钻孔机在覆铜板的指定位置精确钻孔。由于钻孔机的钻头是圆形的，因此只能钻出圆形的孔，无法加工出方形的孔。
举个例子，如果把一个圆形的兵乒球放在直角的墙角，球的圆弧部分和墙角之间会有一定的间距，这种间距可以理解为所谓的“R角”。同理，由于钻头是圆形的，所以无法实现方形孔的加工。
以嘉立创为例，加工PCB的钻咀采用机械钻孔，钻咀规格以0.05mm为最小递增或递减单位，其圆孔钻刀的规格为0.15mm-6.30mm，其最小槽孔钻刀规格为0.65mm（适用于加工金属化槽孔），其最小槽孔锣刀为1.0mm（适用于加工非金属化槽孔）。
因此，在设计PCB时，过孔是不能设计成任意大小的。
小孔设计的注意事项
多大的孔被称为小孔？一般来说，以0.3mm为分界点，小于0.3mm的孔被称为小孔。过孔越小，加工越难，尤其是过孔尺寸接近工艺极限时。这涉及到行业中的一个“纵深比”问题。什么是纵深比？简单说就是板厚与过孔直径的比值。纵深比越大，意味着加工难度越高。换句话说，过孔越小越难加工。
第一，难电镀。随着过孔变小，孔径的缩小会导致电镀过程中铜层难以均匀沉积，容易出现孔无铜或坏孔问题。简言之，过孔越小，沉铜直通率越低。
为保证PCB质量，嘉立创通过四线低阻测试检测孔壁镀铜情况。与传统检测方法相比，四线低阻测试检测精度更高，可以更好地发现坏孔问题，从而保证产品的可靠性和品质。
第二，加工效率低。小孔钻刀的有效长度越短，加工时同一批次能钻孔的板数越少，直接影响生产效率。为防止钻头断裂，钻小孔时需要降低进刀速度并提高转速。这种工艺不仅增加了加工时间，还加速了钻头的磨损率。
因此，在PCB设计时，尽量将过孔尺寸设计为大于0.3mm，以确保加工效率和降低成本。只有在空间受限的情况下，才考虑使用小孔。
第三，外径尺寸的问题。在设计导通孔或焊接孔时，需要考虑内径和外径的尺寸要求。这些参数直接影响PCB的制造工艺。以嘉立创为例，双面板和多层板最小加工参数的内径为0.15mm，外径为0.25mm。
嘉立创如今可以生产6-32层的高多层板。凭借自研的超高层工艺、盘中孔工艺等技术，嘉立创生产的PCB最高层数可达32层，最小孔径达0.15mm，最小线宽线距可达0.0762mm，并支持数百种层压结构。尤其是盘中孔工艺，6层以上高多层板全部采用树脂塞孔+电镀盖帽工艺，使过孔可以直接打在焊盘上，且成品焊盘表面更平整，布线空间更大。
此外，如果焊环偏小，在加工过程中，PCB可能因为钻孔设备的偏差和对位公差，导致钻孔与菲林上的焊盘中心位置发生偏移，出现偏孔现象。
这种偏移会降低焊盘的有效面积，增加制造缺陷的风险，甚至导致电气连接失败。因此，合理设计焊环尺寸并考虑加工公差，对于保证PCB的质量和可靠性很重要。
槽孔设计的注意事项
除了小孔，槽孔的设计也不容忽视。在一些特殊封装中，槽孔是必不可少的设计元素。在设计槽孔时，需要注意以下两个关键点：
一是短槽是PCB钻孔中最难加工的。什么是短槽？就是槽长小于槽宽两倍的槽孔。由于槽长小于槽宽两倍，所以钻了首孔再钻尾孔时，会导致钻刀部分在基材上，部分悬空，在受力不均的情况下，导致槽孔钻歪或偏短。因此，建议槽孔设计的最佳长宽比为长/宽≧2.5。
二是长槽采用喷锡工艺。设计槽孔时，建议选择喷锡工艺，尤其是槽孔长度超过5mm，槽孔两面环宽最好大于0.3mm（极限为0.2mm），或者采用沉金工艺。如果槽孔环宽小于0.3mm，在喷锡过程中，焊环的附着力不足以抵抗热应力，容易出现爆孔问题。如果一面孔环铜皮符合要求，另外一面没有铜环，这种单边铜环的槽孔也容易出现爆孔。
当槽孔密集排列时，基材的经纬线可能在钻孔过程中被破坏，进而导致喷锡时出现爆孔问题。这种特殊形态的设计，建议使用沉金工艺。
过孔（Via）和元件孔（Pad）的区别
在PCB中，孔径分为过孔（Via）和元件孔（Pad），两者的功能和加工要求不同，绝不能混用。过孔主要用于层间信号的导通，加工过程中通常选择盖油处理。元件孔（Pad）通常设计为插件孔，用于元器件的安装和焊接。
混用过孔（Via）和元件孔（Pad）有两种情况：一种是误将过孔（Via）属性用于插件封装，作为元件孔使用。这种情况下，如果选择过孔盖油，插件孔会被油墨覆盖或堵塞，导致元器件无法正常安装。另一种是误将元件孔（Pad）当作过孔使用。元件孔被错误地设置为过孔，若订单选择过孔盖油，会导致本应暴露铜面的元件孔被阻焊层覆盖，影响焊接质量。
总结
1.在设计PCB时，过孔是不能设计成任意大小的。
2.从PCB制造角度来说，小于0.3mm的孔被称为小孔。过孔小不仅让PCB难电镀，而且加工效率变低。如果焊环偏小，可能出现偏孔现象。
3.短槽难加工，建议设计槽孔的最佳长宽比为长/宽大于或等于2.5。
4.设计槽孔时，环宽最好大于0.3mm（极限为0.2mm）。若受空间限制，无法满足焊环宽度要求，可选择沉金工艺。
5.不要混用过孔（Via）和元件孔（Pad）