PCB半孔结构设计从尺寸到工艺规范

来源：捷配时间: 2026/01/28 10:24:23 阅读: 62

半孔又称卡齿孔、邮票孔，是在 PCB 板边缘完成金属化通孔后，通过精密成型工艺切除一半孔体，保留半圆形金属孔壁的特殊结构。它能实现板对板无缝对接、节省安装空间，广泛应用于蓝牙模块、传感器子板、穿戴设备等产品。但半孔属于非标工艺，设计稍有偏差，就会引发装配断裂、接触不良、批量报废等问题。本文结合 IPC 行业标准与一线生产经验，详解 PCB 半孔结构设计核心规范，帮设计人员避开高频陷阱。

一、半孔结构基础设计原则

半孔设计的核心是平衡机械强度、电气性能、生产适配性三大指标，不能单一追求尺寸迷你化。首先要明确应用场景，消费电子类产品优先兼顾小型化与量产良率，工业控制、医疗设备则需把可靠性放在首位，放宽尺寸冗余。其次，所有设计参数必须提前和 PCB 厂家确认工艺能力，不同厂家的 CNC 铣切精度、电镀水平存在差异，极限参数不能照搬通用规范。最后，设计文件中必须单独标注半孔的孔径、深度、焊环、公差等参数，避免生产端误判。

普通金属化通孔以导通电气信号为核心，半孔则同时承担电气连接与机械固定的双重功能。在设计初期，就要区分半孔的使用场景。用于信号传输的半孔，重点控制阻抗匹配与接触电阻；用于电源供电的半孔，需强化铜厚与镀层厚度，提升载流能力；用于频繁插拔的模块接口，必须加大机械强度设计冗余。这是半孔设计和常规通孔最本质的区别，也是很多初级设计师容易忽略的要点。

二、核心尺寸参数设计规范

尺寸是半孔设计的灵魂，偏差超过公差范围，直接导致产品失效。结合行业通用标准与生产实测数据，核心尺寸规范如下。

孔径设计规范。半孔成品孔径建议≥0.6mm，极限工艺可做到 0.5mm，但不推荐批量使用。孔径需和对接结构精准匹配，通常比对接引脚 / 凸台直径大 0.05-0.1mm，预留装配间隙。孔径公差严格控制在 ±0.03mm，远高于普通通孔的 ±0.05mm。比如对接凸台直径 0.8mm，半孔孔径应设计为 0.85-0.9mm，若孔径偏差超过 0.05mm，会出现对接松动或无法装配的问题。某智能手表项目曾因孔径公差超标，导致 15% 的模块出现振动脱落，重新校准公差后问题彻底解决。
半孔深度规范。半孔深度是指保留在 PCB 板内的孔壁高度，直接决定机械强度。标准规范为 PCB 板厚的 50%-70%。以行业最常用的 1.6mm 板厚为例，半孔深度应控制在 0.8-1.12mm，推荐取值 0.9-1.0mm。深度不足 37.5%，装配受力时极易断裂；深度超过 80%，会阻碍对接结构嵌套。2.0mm 厚的工业控制板，半孔深度推荐 1.2mm，既保证强度，又不影响装配。
孔壁与间距规范。孔壁金属化镀层厚度≥25μm，高于普通通孔的 20μm，基材壁厚≥0.12mm，整体孔壁厚度≥0.15mm。相邻半孔孔壁间距≥0.45mm，中心距≥1.2 倍孔径，最小不低于 0.8mm。间距过小，不仅会加剧高频信号串扰，还会导致铣切加工时相邻孔壁崩边。2.4GHz 蓝牙模块的半孔阵列，间距建议设置为 1.2-1.5mm，可将信号串扰控制在 - 45dB 以下。

三、位置布局与焊盘设计规范

半孔的布局直接影响生产良率和产品可靠性，严禁随意摆放。半孔必须设置在 PCB 板边，孔中心线与最终板边重合，半孔中心到 PCB 原始板边的距离，等于半孔深度，公差控制在 ±0.02mm。距离过近，PCB 边缘易崩裂；距离过远，半孔无法完成对接。

半孔焊盘设计有特殊要求。常规焊盘直径为孔径的 1.5-2 倍，半孔焊盘一半需延伸至板外，延伸宽度不小于 0.3mm，防止铣切板边时焊盘被带掉。单边焊环宽度推荐 0.25mm，极限不小于 0.18mm，焊环过窄会导致孔壁铜层脱落。同时，半孔焊盘需避开 PCB 的应力集中区域，比如螺丝孔、拼接槽、板角位置。板角的半孔建议增加补强设计，或改用圆角过渡，降低运输、装配过程中的破损率。

半孔与周边线路、元器件的安全距离也有严格要求。半孔与高频信号线、射频线路的距离≥0.3mm，与贴片电阻、电容等元器件的距离≥0.5mm。避免 CNC 铣切半孔时，产生的应力和碎屑损伤周边线路与元器件。某物联网射频板项目，曾因半孔与 50Ω 射频线间距仅 0.2mm，导致铣切后线路阻抗偏差超标，调整间距至 0.35mm 后，阻抗偏差控制在 ±1Ω 以内。

四、材料与工艺适配规范

材料选型是保障半孔性能的基础，不同应用场景需匹配对应的基材与铜箔。常规产品优先选用 Tg≥150℃的高 Tg FR-4 基材，抗折强度更高，避免装配时半孔开裂。柔性 PCB 半孔，必须选用 PI 基材，基材厚度≥0.2mm，耐弯曲次数≥1000 次，防止反复弯折后孔壁断裂。

铜箔厚度直接影响半孔的载流能力。普通信号半孔，内外层铜箔厚度≥1oz（35μm）；电源类大功率半孔，铜箔厚度≥2oz（70μm），镀层厚度提升至 30μm，确保大电流通过时不发热、不烧蚀。

工艺适配是设计落地的关键。阻焊层设计必须避让半孔金属壁，避让距离≥0.1mm，严禁阻焊油墨覆盖孔壁，否则会导致接触电阻飙升。半孔区域阻焊厚度控制在 20-25μm，低于常规区域的 25-30μm，避免对接时产生间隙。成型工艺优先选用 CNC 精密切割，机械铣切的半孔边缘需设计 0.1-0.2mm 的圆角，消除应力集中，减少边缘裂纹。电镀工艺推荐采用全板电镀 + 图形电镀的组合，杜绝化学沉铜工艺，保证孔壁镀层均匀、无针孔、无漏镀。