印制電路發(fā)展至今已經(jīng)有80多年了。早期的電路很簡單，通常只需要一層電路，用絲網(wǎng)或模板印刷導電油墨形成電路圖形，因此而得名“印刷電路”。一直關注技術發(fā)展趨勢的人會發(fā)現(xiàn)近來人們對利用導電油墨制作電路圖形，以形成各種撓性電路的興趣激增，市場將其稱為撓性混合電子產(chǎn)品（flex hybrid electronics，簡稱FHE）。

技術發(fā)展到將薄銅箔施加到絕緣層壓板上，印刷再次被用于印制電路圖形，只是這次是印刷蝕刻抗蝕劑，在經(jīng)受蝕刻時保護所需的電路圖形。在需要與電子元件引線連接之處，通常會在銅箔和基板上鉆孔，采用焊料使之形成互連。隨著電子產(chǎn)品的日益復雜，第二層銅被層壓在絕緣材料的背面。在需要頂部和底部電路之間形成互連之處，通常被稱為Z線（圖1）的金屬線穿過這些孔，在相對的兩面焊接端部。這可以說是PCB導通孔（PCB過孔）的第一種形式。

圖1：導通孔類型，包括（A）Z線、（B）鉚釘、（C）電鍍導通孔、（D）埋孔、（E）盲孔、（F）堆疊孔，以及（G）錯孔。

有進取心和細心的工程師利用了金屬化孔實現(xiàn)面與面互連，推出了第二代替代品。不久之后，工程師看到了一個一個形成導通孔的局限性，意識到通過一次電鍍實現(xiàn)層壓板上所有孔互連的潛在優(yōu)勢。那時是在20世紀50年代，而如今該技術依然是最基本的。

隨著性能需求的增加，在20世紀60年代末和70年代，改進和標準化的元件如雙列直插式封裝（DIP），以及電路復雜性的增加，導致了多層PCB的發(fā)展。導通孔不僅用于實現(xiàn)電路板一面到另一面的連接，以連接DIP和其他分立元件，還用于互連穿過多層板內(nèi)層的電路，同時連接到內(nèi)部電源層和接地層。

再次通過化學鍍銅和電解鍍銅將暴露在鉆孔壁上薄銅環(huán)進行連接。它不僅可以連接到元件引線，還可以連接導通孔。因為導通孔不需要固定元件引線，可以將其做得更小，這有助于減少所需的電路板空間，同時還可提高性能。然而，越來越明顯的是，隨著I/O數(shù)的增加，有引線元件不僅需要更大的空間，其更大的尺寸限制了電子器件的有效性能。

20世紀80年代是表面貼裝技術時代，元件引線首先被放置在元件本體的邊緣，再安裝在PCB表面。元件通過焊膏暫時附著在焊盤圖形上，然后通過高溫回流焊爐焊接到匹配的焊盤圖形上，形成永久的連接。SMT使電子產(chǎn)品的尺寸顯著減小，同時由于元件引線的間距變細，增加了引線數(shù)。很大程度上便攜式電子產(chǎn)品時代的到來依賴于SMT，迄今仍在不斷發(fā)展。電子產(chǎn)品的小型化也推動了導通孔設計和制造的發(fā)展，但由于焊接高溫，也引發(fā)了人們對焊點和電鍍互連可靠性的擔憂。

為了應對所需互連的增加，制造商開始增加可實現(xiàn)一層或多層互連的導通孔的使用，以及層壓工藝前創(chuàng)建電路層的埋孔。同時，也有可能創(chuàng)建盲孔和“半埋/半盲”導通孔，它們從表面延伸到次表層，但并不會徹底貫通電路板。機械鉆孔在這個時候仍然是制造導通孔的最常用方法，但是激光們更適合微小孔，如今激光在鉆孔工藝中起著重要作用。

上世紀90年代初，出現(xiàn)了更大的BGA和更小的CSP形式的面陣列元件。它們的開發(fā)是為了適應不斷增長的I/O需求，同時也是出于成本和性能的考慮，以保持PCB尺寸不變。這一發(fā)展促進了導通孔技術的大幅度發(fā)展，并引入了新的制造工藝，包括東芝開發(fā)的埋置凸緣互連技術（buried bump interconnection technology ，簡稱BBIT）和松下公司開發(fā)的任意層間導通孔（any layer interstitial via hole，簡稱ALIVH）（圖2）。

圖2：專有微通孔工藝與傳統(tǒng)微通孔工藝的簡要對比

采用這些專有微通孔技術需要授權，因此，與更傳統(tǒng)和更通用的電鍍技術相比，尚未廣泛使用。這兩種新技術都涉及到使用導電膏實現(xiàn)層與層之間的導通孔連接。BBIT（也稱為B2IT）工藝的獨特之處在于，它包括以錐形圖形的形式連續(xù)模板印刷導電膏，在層壓過程中穿透用于連接電路層的黏結聚合物。

隨著I/O數(shù)的不斷增加和觸點間距的不斷減小，在當今最先進的設計中，微導通孔（標稱直徑小于75μm）已越來越多地被用于緩解布線擁擠。隨著時間的推移，這些微導通孔通常在積層過程中按順序堆疊。從可靠性的角度來看，這種方法受到了質(zhì)疑；一些人認為導通孔交錯排布的替代方法是構建此類設計的更可靠方法（圖1G）。不管采用何種設計方法，所有這些都得益于孔形成和鍍銅化學/技術的不斷進步，前者是通過各種用于鉆微通孔的激光器其穩(wěn)步改進而實現(xiàn)的。

為了更全面地介紹導通孔，值得一提的是實踐中有趣的變化。一個過去是（現(xiàn)在也是）走線中的導通孔概念，這一概念在20世紀80年代早期就已經(jīng)被證明了，現(xiàn)在也有可能使用光成像工藝制成導通孔，這可能大大降低制造復雜性，提高生產(chǎn)率。之所以提到這些技術，是因為那些曾經(jīng)被認為早已過時的技術方法，在條件成熟時，會再次進入行業(yè)。

希望這篇簡短的總結可使那些不熟悉導通孔發(fā)展歷程的人有全面的了解，包括電路導通孔技術的發(fā)展路徑、發(fā)展原因，及其未來的發(fā)展方向。