PCB过孔全维度解析——从结构、类型到电气本质
来源：捷配
时间: 2026/02/27 09:13:01
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在高速 PCB、高密度 PCB、射频与电源板中，过孔（Via）都是最基础、却又最容易被忽视的关键结构。很多工程师把过孔简单理解为 “导电孔”，却不知道它本质是一个分布式电容 + 电感 + 电阻的复合元器件，直接影响阻抗、损耗、串扰、谐振、电源完整性与信号完整性。本文从结构、类型、电气模型、设计要点四个维度，对 PCB 过孔进行系统性深度解析。
从物理结构上看，过孔由三部分组成：孔壁铜层、焊盘（Land）、反焊盘（Anti-pad）。孔壁铜实现层与层之间的电气连接，焊盘提供与走线的过渡，反焊盘则保证与非连接层的绝缘隔离。这三者的尺寸、间距、铜厚、镀层质量，共同决定过孔的电气性能与可靠性。
PCB 行业中，过孔通常按功能与结构分为四类：通孔（Through Via）、盲孔（Blind Via）、埋孔（Buried Via）、微过孔（Micro Via）。通孔贯穿所有层，工艺最简单、成本最低，但 stub 最长、寄生参数最大；盲孔从表层连接到内层，不穿透整板，可节省布线空间；埋孔只在内层之间连接，表面不可见，多用于高阶 HDI 板；微过孔孔径一般小于 0.15mm，采用激光打孔，主要用于手机、服务器等极高密度互连。不同类型的过孔在寄生参数、加工成本、布线密度上差异巨大，设计时必须根据层数、速率、成本综合选择。
从高速设计角度，过孔最核心的问题是寄生电容与寄生电感。过孔焊盘与参考平面之间通过介质隔离，形成寄生电容；过孔孔壁电流的环流路径则形成寄生电感。这两个参数会带来三个直接后果：阻抗不连续、信号时延、谐振点。在低速信号中，这些影响可以忽略，但当速率超过 1Gbps，尤其是进入 5Gbps、10Gbps 以上时，过孔带来的阻抗突变会引发反射、抖动增大、眼图闭合。
工程上，过孔的阻抗通常低于走线特性阻抗。原因是过孔焊盘与地层形成的电容过大，导致局部阻抗下陷。典型表现为：仿真中走线阻抗 50Ω，而过孔位置跌到 40Ω 甚至更低，形成一个 “阻抗凹陷”。解决思路包括：缩小焊盘尺寸、增大反焊盘、优化背钻、缩短孔长、减少 stub 长度。
Stub（残桩）是高速过孔必须解决的致命问题。通孔未被使用的下半部分，相当于一根开路 stub，会在特定频率产生谐振，导致插入损耗急剧恶化，出现 “陷波点”。例如 10Gbps 信号，若 stub 长度超过 10mil，就可能在关键频点产生严重谐振。目前行业主流方案是背钻（Back-drilling），将多余的孔壁铜去除，使 stub 控制在 5mil 以内，甚至实现无残桩。
电源与地网络的过孔同样关键。电源过孔的 ** 直流电阻（DCR）** 直接影响压降与载流能力。过孔铜厚越厚、孔径越大、数量越多，导通电阻越小，载流能力越强。大电流设计中，通常采用多过孔并联，避免单点过流发热、熔断。同时，电源过孔的寄生电感会导致电源地环路阻抗升高，在高频开关噪声下产生更大纹波，因此去耦电容应尽量短过孔、靠近芯片电源引脚。
过孔对散热也有决定性作用。LED、功率器件、CPU 核心的散热过孔阵列，通过铜导体将热量传导至内层或背面铜皮，大幅提升散热效率。散热过孔一般采用大孔径、厚铜、满孔电镀或树脂塞孔，避免虚焊、漏气、氧化。
过孔不是简单的 “金属孔”，而是高速 PCB 中最小、最密集、影响最隐蔽的无源器件。理解过孔的结构、寄生参数、stub 效应、阻抗特性，是工程师从 “画板” 走向 “高速设计” 的必修课。
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