PCB 中的 Via-in-Pad：優勢與挑戰

最初發布於 May 15, 2026, 更新於 May 15, 2026

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在印刷電路板（PCB）設計中，焊盤內導通孔（via-in-pad）已成為廣泛採用的技術，特別是在高密度互連（HDI）設計中。它特別適用於封裝間距為 0.8 mm 或更小的 BGA。此方法將導通孔直接置於元件的表面貼裝焊盤內，帶來多項設計與性能優勢，例如：將去耦電容更靠近 IC 接腳放置，提升旁路與雜訊性能。正確實施焊盤內導通孔可確保熱性能、RF 屏蔽與電源應用的相容性。然而，焊盤內導通孔在製造上帶來獨特挑戰，需在設計與生產階段審慎考量。本文探討在 PCB 設計中使用焊盤內導通孔的優點、挑戰與實務考量。

smd hole and via in pad

導通孔用於在多層 PCB 的不同層之間傳輸電氣訊號。與其將訊號從接腳拉出再放置傳統導通孔，不如直接在焊盤上製作導通孔。焊盤內導通孔可節省空間、簡化佈線、改善熱管理，並降低寄生電感。焊盤內導通孔通常比傳統導通孔更昂貴。設計者必須確認其 PCB 製造商的設計能力，並從 PCB 設計工具中提取所有必要檔案，以確保電路板順利製造。

什麼是焊盤？為何使用焊盤內導通孔？

焊盤是 PCB 上的導電區域，用於焊接元件。焊盤對於確保元件與電路板之間可靠的電氣與機械連接至關重要。在傳統設計中，導通孔放置在焊盤外部以連接不同 PCB 層。然而，在空間有限的 HDI 設計中，將導通孔置於焊盤內（即焊盤內導通孔）可最佳化空間利用率並提升電氣性能。

jlcpcb via in pad

焊盤內導通孔特別適用於：

高密度設計
BGA 封裝
高速設計
熱管理

還有許多其他優點，例如改善訊號完整性，我們將在下方獨立章節討論。

焊盤內導通孔的設計考量

實施焊盤內導通孔需遵循特定設計準則，以確保可製造性與可靠性：

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導通孔填塞與覆蓋：開放式導通孔可能導致焊料被吸入孔內，造成焊盤焊料不足。為防止此情況，導通孔必須以環氧樹脂填塞並覆蓋銅層。
焊盤定義：金屬定義焊盤應完全包覆導通孔以避免焊料擴散，而防焊定義焊盤則允許導通孔有限度地置於焊盤內。
熱與 RF 考量：對於電源應用，焊盤內的熱導通孔可增強散熱；對於 RF 設計，焊盤內導通孔可將阻抗不連續性降至最低。
銅厚度：確保導通孔電鍍銅厚度足夠，以承受機械與熱應力。
防焊層：適當的防焊層覆蓋可防止焊料橋接，確保焊點牢固。

焊盤內導通孔提升元件密度：

使用焊盤內導通孔的主要原因是提升 PCB 佈局的元件密度，但成本較高。正確使用焊盤內導通孔需將導通孔填塞並電鍍覆蓋，以提供 SMD 元件可焊接表面。只要遵循此做法，即可避免組裝問題。現在您可以試試 JLCPCB 的免費焊盤內導通孔製程，將 PCB 設計效率提升 200%。

由於焊盤內導通孔用於高密度 PCB 佈局，因此可大幅提升元件放置密度。若計畫使用焊盤內導通孔，必須將導通孔填塞，防止焊料被吸至板子另一側並造成組裝缺陷。只要遵循此首要準則，即可成功利用焊盤內導通孔提升 PCB 佈局的元件密度。

焊盤內導通孔的優點：

如前所述，使用焊盤內導通孔的主要原因之一是節省空間。讓設計者直接將導通孔置於焊盤下方，不僅騰出空間，也簡化佈線（特別是 BGA 封裝）。同時顯著提升 PCB 上熱源的散熱效果。焊盤內導通孔也讓設計者將旁路電容更靠近元件放置，將電感降至最低。對於高速設計與介面，這可改善訊號完整性。更具體地說，焊盤內導通孔技術的關鍵優點如下：

bga via in pad

空間最佳化：實現緊湊佈局，特別適用於 BGA 與小型元件。
改善訊號完整性：縮短走線長度，將訊號損失與干擾降至最低。
增強熱性能：焊盤內導通孔作為熱傳導通道，有效散熱。
簡化佈線：減少額外走線需求，便於密集設計佈線。
旁路電容更靠近：讓電容更靠近元件接腳，改善電源傳輸。

焊盤內導通孔的挑戰與缺點：

使用焊盤內導通孔有一些缺點，需事先了解以做出明智的設計選擇。PCB 設計者在選擇焊盤內導通孔設計前，最好先檢視以下要點。若導通孔未精確放置與填塞，會產生表面凸起。這些表面不規則會使元件焊接（特別是接點細小的小型元件）變得複雜。因此，製造商在製作焊盤內導通孔時，必須確保消除所有表面凸起。若缺乏適當的製造技術，焊盤內導通孔將難以設計與實現。

製造複雜度：需先進製程如導通孔填塞與平坦化，增加製造成本。
焊接問題：開放式導通孔可能導致焊料被吸入，形成弱焊點。
設計限制：導通孔放置不當可能導致立碑效應或焊膏擴散。
熱膨脹：材料間熱膨脹不匹配可能導致機械應力與失效。

實際應用：

焊盤內導通孔常與 BGA 封裝元件搭配使用，因為內部幾乎沒有空間放置其他導通孔。BGA 的焊球尺寸與鄰近接腳間距可能僅有零點幾毫米，使得表面佈線極為困難。可從每支接腳拉出極細走線至適當位置再製作導通孔。

pcb via in pad application

但這並非最佳做法。BGA 封裝元件的接腳以矩陣方式排列，每支接腳都有小型焊球。與其他常見封裝如雙列直插（DIL）相比，BGA 提供更高封裝效率與堅固性。替代方案是，與其將所有接腳拉出並在遠離元件處製作導通孔，不如直接在 BGA 焊盤下方製作導通孔，將元件接腳攜帶的訊號傳送至所需 PCB 層。採用此類設計的裝置包括：

智慧型手機與穿戴裝置，其中緊湊設計至關重要。
高頻 RF 電路，需將訊號衰減降至最低。
電源電子，需增強散熱。
醫療設備，可靠性與空間效率至關重要。

焊盤內導通孔 vs 傳統導通孔：

對於許多在日常應用中使用印刷電路板的產業人士而言，傳統導通孔與焊盤內導通孔（VIP）之間的選擇仍充滿神秘感。有人質疑是否值得花費成本嘗試 VIP，以及 VIP 是否會成為未來所有印刷電路板的標準。

若您仍不確定該選擇傳統導通孔還是焊盤內導通孔，Millennium Circuits Limited 可提供協助。我們是全球印刷電路板供應專家，對 PCB 設計瞭若指掌。我們擁有優秀的設計師、製造商與工程師，精通 PCB 設計的各個面向，包括導通孔放置。

JLCPCB 的焊盤內導通孔服務：

領先 PCB 製造商 JLCPCB 提供先進的焊盤內導通孔服務，滿足現代設計需求。其服務包含導通孔填塞、覆蓋與電鍍，將焊料吸入降至最低並確保可靠連接。憑藉最先進的製程，JLCPCB 為 HDI 設計提供高性價比解決方案，讓設計者以高精度與高效率實現焊盤內導通孔。請參閱我們關於 6-2- 層焊盤內導通孔設計的完整文章。

結論：

焊盤內導通孔是現代 PCB 設計的強大技術，提供空間效率、電氣性能提升與熱管理優勢。然而，它也帶來製造與設計挑戰，需仔細規劃並與值得信賴的 PCB 製造商（如 JLCPCB）合作。透過了解其優點與限制，設計者可利用焊盤內導通孔實現高性能且可靠的 PCB 設計。憑藉適當的設計實務與先進製造支援，焊盤內導通孔將持續在推進 PCB 技術中扮演關鍵角色。