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摘要 ：
过孔的机械特性：
过孔直径：
过孔焊盘尺寸
摘要 ：
过孔这个词指得是印刷电路板（
PCB
）上的孔。过孔可以用做焊接插装器件的焊（
Through
hole)
，也可用做连接层间走线的线路过孔，二者唯一的不同点在于前者用于焊接芯片管脚，而后
者内部保持为空。二者的电气特性相仿，如以下所述。
过孔的机械特性：
小的过孔可以节省更多的走线空间，所以设计者都希望过孔越小越好。而且小过孔有更小
的寄生电容，所以可工作于很高速率。对于极高速率的设计，必须用小的过孔。
但小的过孔在制板时花费更多，所以设计者要对其性价比进行衡量。到现在，我们知道过
孔的三种特性：
小过孔占用更小空间；
小过孔有更小电容；
小过孔花费更高。
过孔尺寸的重要性不可低估，
7.1
章节余下部分讨论密度与花费之间的权衡。
过孔直径：
先讨论孔径，以后章节讨论过孔外的焊盘尺寸以及焊盘之间的布线空间。一个焊孔必须能
够容纳一条插件管脚，焊孔直径必须超过插入其中的导线尺寸。为了良好的焊接，余出的部分应
在
0.010
到
0.028
英寸之间（依赖于焊接工艺）。没有太多的方法缩小焊孔的的直径。
对于走线过孔而言，孔径的大小更难以确定，它的最小尺寸受限于钻孔与渡锡技术。 小孔
具有前面所介绍的优点，但需要小的钻头，而小钻头更容易折断。加工大过孔时，可以将许多印
制板堆叠在一起进行一次性加工，而对于小过孔，细小的钻尖难以钻透堆叠在一起的印制板而不
偏离过孔的中心，所以小孔必须小批量打钻，并且加工更长的时间。
电镀技术（
Electroplating action)
不能电镀深的孔（
skinny hole)
。孔深超过其直径六倍的孔
一般不会被电镀。对于
0.063
英寸厚的标准单板，孔径不应小于
0.010
英寸（也依赖于电镀车间对其
设备的调整以及单板的产量需求）。
所有这些因素增加了小过孔的成本。当与印制板制造商谈价格时，应将打孔、电镀性能与
线路蚀刻性能分开讨论，二者相互联系但又有区别。你需要一张图表显示钻孔成本相对于孔径的
函数，还需要一张图显示电路板每平方英寸的成本相对于线宽的函数。结合这两张表和下面的信
息来选择最佳的过孔、线宽、以及单板的层数。大部分印制板制造商的要价与层数成正比。
如何确定对孔尺寸的的合理的限制？军方定义
MIL-STD-275E
列出了三种可接受的公差数
据：优选（
preferred)
、标准
(standard)
、降产
(reduced producibility)
。优选定义（
specification)
对制造
商来说最为容易，而降产定义很难满足并且成本高昂。有一个相关的文档
IPC-D-300G
（
Interconnections Packaging Circuitty Standard),
说明了关于商业产品的类似信息，与军方定义的略
有不同。表
7.1-7.3
显示出了
MIL-STD-275
的简化内容。
过孔焊盘尺寸
每一个过孔都需要在印制板表面留出额外空间来置放焊盘，焊盘连接过孔内部的电镀面与
与印制板表层的走线。焊盘的适当尺寸由
4
种因子决定，表
7.2
列出了这类参数的典型值。
●电镀容量
(allowance)
●孔直径公差
●孔对齐容量
●所需关键环区。
过孔在电镀前必须先要钻孔，钻孔工艺在过孔内壁镀上
0.001-0.002
英寸厚的焊墙，使过孔
导电，这样过孔电镀后的直径比电镀前小了
0.002-0.004
英寸。钻孔与电镀孔孔径之差为“电镀容
量”，电镀容量是最大焊墙厚度的两倍。图
7.1
说明了完孔（
Finished hole)
尺寸与钻孔尺寸的参
数。电镀容量有一定公差，这样焊盘厚度就不需保证得绝对精确。
钻孔直径无法被保证的绝对精确，一定有钻孔公差存在。孔径与公差往往结合表示为
0.032
±
0.003in
。孔径公差引入了两种限制。首先钻孔时孔径必须比正常情况稍大一点。这样可以
确保最小的孔也有足够的空间容纳元件管腿，并且能满足电镀所要求的深宽比。另一方面，最大
的钻孔孔径不能覆盖其周围的焊盘空间，焊盘因此也要画得大一点。
孔排列容量针对的是钻孔机的机械偏差。钻孔机钻孔时用板上的某些特殊的钻孔作为参考
点，在板上蚀刻铜皮也同样需要这些参考点。机械上的不精确性使这种对齐方式不是完全精确
的。制造商因而引入了孔排列容量（
Hole alignment allowance)
来表示所钻的孔与与焊盘中心的偏
差。排列公差包括钻孔和排列偏差。
参考图
7.2
，钻孔后覆铜环区所剩的最薄的部分被称为关键环区（
Annular ring)
。如果孔区
偏离中心，关键环区会变薄甚至从边界偏出，这种情况被称为‘出界’（
breakout)
。如果在焊盘接
铜线处发生出界现象，会危害铜线与过孔内部的电接触性。下限关键环区（
required annular ring)
，
定义了当出现孔偏差时关键环区的下限厚度。如果你的布线工具能够在焊盘接铜线侧留一突出部
（焊盘画大一些），即使关键环区为
0
甚至副值，也不一定会对你的设计造成影响（如图
7.3
所示）
不过这种做法只适用于商业产品，在军工产品和高可靠性产品中是不能这样做的。
