通孔 (電學)

通孔（英語：via）是指印刷電路板或集成電路中兩個或多個金屬層之間的電連接。本質上，通孔是一個貫穿兩個或多個相鄰層的小孔，該孔通過金屬（通常為銅）電鍍形成，進而穿過絕緣層實現電連接。

不同類型的通孔： （1）通孔。 （2）盲孔。 （3）埋孔。 灰色與綠色層為非導電層，橙色薄層與紅色通孔為導電層。

在印刷電路板製造過程中，通孔是一個重要的考量因素。^[1]作為穿越多個層的垂直結構，通孔的設計方式與大多數電路板其他部分不同，這增加了出錯的風險。通孔對層間對準（即「對準精度」）的要求最為嚴格。其製造採用與其他功能不同的工具，而這些工具通常具有較低的公差。如果孔位或任一層稍有偏移，就可能造成錯誤的電連接，而這種問題往往在表面不可見。在鑽孔完成後，還需在其內壁敷設導電材料，而不是僅僅在銅層上留下導電材料。即便電路板在最初階段質量良好，通孔也可能因對熱的反應不同於周圍基材而在後期出現問題。此外，通孔在電阻抗上也構成不連續，可能影響信號完整性。

在印刷電路板中

PCB通孔的電流承載能力圖表，顯示在1.6毫米PCB上，1mil電鍍通孔的電流容量與電阻隨孔徑的變化。

在印刷電路板（PCB）設計中，通孔由兩個分別位於不同銅層上的焊盤構成，這兩個焊盤通過電路板上的一個孔電連接。^{[來源請求]}該孔通過電鍍方式導電，或使用金屬管或鉚釘襯套。^{[來源請求]}高密度多層PCB可能包含微通孔（英語：Microvia）：盲孔僅在電路板一側暴露，而埋孔則連接內部層，並不在任一表面可見。熱通孔用於從功率器件中導出熱量，通常以一組約十個的方式布置。^[2][3]

通孔通常由以下部分組成：

1. 孔壁（Barrel）——填充鑽孔的導電管
2. 焊盤（Pad）——連接孔壁與元器件、平面或線路
3. 防焊墊（Antipad）——孔壁與非連接金屬層之間的避空孔

帶有半孔的樹莓派Pico

通孔有時也被稱為PTV（鍍通孔），但不應與「鍍通洞」（PTH）混淆。通孔用於PCB銅層之間的連接，而PTH通常比通孔大，用於插入非表面貼裝（SMT）元件的引腳，如電阻、電容或雙列直插式封裝（DIP）IC。PTH也可用於機械連接孔，而通孔通常不可。PTH的另一種用途是半孔（castellated hole），即將PTH設置在電路板邊緣，面板化過程中將其切割為一半，這樣一塊電路板便可焊接至另一塊電路板，實現機械與電氣連接。^[4]

右圖展示了三種主要類型的通孔。製造PCB的基本步驟包括：製作並層疊基材材料；鑽孔並電鍍通孔；使用光刻和蝕刻形成銅線路圖案。按照此標準流程，可實現的通孔配置通常限於通孔。^[a]使用雷射等深度控制鑽孔技術，可實現更多樣化的通孔類型。雷射鑽孔還能打出更小、更精確的孔，優於機械鑽孔。PCB製造通常從所謂的「核心層」開始，即一塊基本的雙面PCB。其餘層數在此基礎上疊加構建。如果從核心層底部連續堆疊兩個新層，即可形成1-2通孔、1-3通孔及通洞。每一層堆疊時都需單獨鑽孔以製造通孔。如果一個層在核心層上方堆疊，另一個層從底部堆疊，則可能的通孔配置為1-3、2-3和通孔。用戶需了解PCB製造商所支持的疊層方式及通孔類型。對於低成本電路板，通常僅使用通洞，在不應連接通孔的層上添加防焊墊（或避空孔）以隔離。

IPC 4761

IPC 4761標準定義了以下幾種通孔類型：

• 類型I：覆蓋通孔（Tented via）
• 類型II：覆蓋與遮蔽通孔（Tented & covered via）
• 類型III-a：一側封堵（非導電材料）的封堵通孔（Plugged via）
• 類型III-b：雙側封堵（非導電材料）的封堵通孔
• 類型IV-a：一側封堵並遮蔽（濕式阻焊劑）的封堵通孔
• 類型IV-b：雙側封堵並遮蔽（濕式阻焊劑）的封堵通孔
• 類型V：填充通孔（使用非導電膏體填充）
• 類型VI-a：一側遮蔽（干膜或濕式阻焊劑）的填充通孔
• 類型VI-b：雙側遮蔽的填充通孔
• 類型VII：雙側加蓋（銅覆蓋）並填充（非導電膏體）的通孔

失效行為

在製作良好的前提下，PCB通孔主要因銅電鍍層與PCB在垂直方向（Z軸）上的熱膨脹/收縮差異而失效。該差異會在銅電鍍層中引發循環疲勞，最終導致裂紋擴展並形成電開路。多種設計、材料與環境參數都會影響這一退化過程的速率。^[5][6]為確保通孔的可靠性，IPC組織了一項循環測試項目，開發了通孔失效時間計算器。^[7]

集成電路中的通孔

主條目：矽穿孔

在集成電路（IC）設計中，通孔是位於絕緣氧化層中的小開口，用於實現不同金屬層之間的導電連接。貫穿整個矽晶圓或晶粒的通孔稱為晶片通孔或矽通孔（TSV）。玻璃通孔（TGV）因其在封裝中的電損耗小於矽材料而被康寧公司研究應用於半導體封裝。^[8]連接最底層金屬至擴散層或多晶矽的通孔通常被稱為「接觸」（contact）。

圖集

• 
  多層電路板上的鍍通孔（放大）
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  CAD中的雙層電鍍示意圖。通孔使EDA布圖成為可能。
  底層 – 紅色
  頂層 – 藍色
• 
  鍍通孔的電鍍結構：
  上 – 頂層
  下 – 底層

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  多層通孔的截面圖
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  小金屬圓點即為通孔
• 
  無可見孔的填充通孔

相關

• 通孔技術（THT）
• 表面貼裝技術(SMT)
• 矽通孔(TSV)
• 通孔圍欄（英語：Via fence）
• 引線穿通封裝（英語：Feedthrough）