作為 PCB 設計的新手，常常會遇到電源通道處理不當?shù)膯栴}，如過孔數(shù)量不足或電源通道路徑不夠?qū)?，導致設計不合格，最終產(chǎn)品報廢。那么，如何在 PCB 設計中正確處理電源通道過孔的布局？本篇文章將詳細介紹相關內(nèi)容。

過孔的定義

過孔，亦稱金屬化孔，是在雙面板和多層板中，為連通各層之間的印制導線，在需要連通的導線交匯處鉆上的公共孔。過孔的主要參數(shù)包括孔的外徑和鉆孔尺寸。

過孔的類型

根據(jù)應用需求，過孔可分為普通過孔、盲孔和埋孔。

普通過孔：連接不同層次的電路路徑。

盲孔：連接外層和內(nèi)層，但只鉆到一定深度。

埋孔：完全位于內(nèi)層，用于連接內(nèi)部電路。

IPC2 級標準

大多數(shù)常規(guī) PCB 板生產(chǎn)按 IPC2 級標準進行，生產(chǎn)的孔銅厚度一般為 0.8mil 到 1mil 左右（大家可以查一下 IPC2 級標準的具體內(nèi)容）。生產(chǎn)時大家以為的生產(chǎn)出來的過孔是這個理想的情況（如下圖示），孔的大小規(guī)整，孔銅厚度均勻。

實際我們生產(chǎn)出來的 PCB 上的過孔是這種情況（下圖示，生產(chǎn)質(zhì)量較好的情況下）。

大家可以看到，通常生產(chǎn)的 PCB 過孔孔壁的鍍銅厚度可能在上下部分較寬，而中間部分較窄，因此最窄處的厚度極限可能是 0.7mil?；诖俗钫足~厚度，我們可以計算出在常規(guī)使用情況下（溫升在 10 度以內(nèi)），不同尺寸過孔的載流能力，結(jié)果如下圖所示：

看到上面的表格，大家可能會產(chǎn)生疑問：在 PCB 設計中，為什么不直接使用較大的孔徑（如 16mil 或 20mil）來確保通流能力，而是通常使用 10mil 或 12mil 的過孔呢？

原因有以下幾點：1、對于常規(guī)板，10mil 和 12mil 的過孔已經(jīng)能夠滿足其承載電流的需求。2、使用 10mil 和 12mil 的過孔，可以提高 PCB 設計的效率，更方便設計工作。

我們知道單個過孔的載流能力，但是否可以直接根據(jù)電流設計值來計算所需的過孔數(shù)量，然后在設計時布置這些數(shù)量的過孔，以確保設計的安全性呢？我們來看一下某公司的仿真案例

假設有 20A 電流，通過 20 個 12mil 過孔，按每個過孔承載 1.2A 來計算，應該是非常安全的。然而，實際情況并非如此，電流并不會在所有過孔中均勻分配。

簡單的 DC 仿真就可以顯示出每個過孔的電流分布情況。有些過孔承載了 2.4A 的電流，而有些僅承載了 200mA。盡管 12mil 的過孔在溫升 30 度時可以承載超過 2A 的電流，但這種不均勻性可能會進一步放大。

電流分布受電流通道、過孔分布和數(shù)量等因素的影響。如果某個過孔承載了 3A 甚至 4A 的電流，會產(chǎn)生潛在風險。這時候增加過孔數(shù)量（如打 25 或 30 個過孔），如果沒有放在電流的關鍵位置，幫助也不會很大。電流分布并不均勻，同樣的結(jié)論適用于確定銅皮寬度時。

仿真結(jié)果表明，當單層銅皮無法滿足大電流設計需求時，即使增加多層來走電流，電流也不會均勻分配。因此，在設計時，我們通常會在電源通道上多打幾個過孔。雖然不能完全確保所有過孔都有效，但考慮到生產(chǎn)因素（如某個過孔因生產(chǎn)不合格而失效），多打一些過孔可以起到補充作用。

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