一、Via-in-Pad (盤中孔) 是什麼？

Via-in-Pad 顧名思義，就是將導通孔（Via）直接打在表面黏著元件（SMD）的銲盤（Pad）上的設計。這種設計可以直接在銲盤內部實現層間導通，大幅節省板面空間。

二、Via-in-Pad 與一般導通孔有什麼區別？

1. 一般導通孔

對於一般的導通孔設計，訊號會從銲盤拉出一小段走線（Trace），然後才連接到導通孔。這種做法可以在兩者之間塗佈防銲層（Solder Mask / 綠漆），防止錫膏在迴銲（Reflow）過程中因毛細現象（Wicking）流失到導通孔內，避免因錫量不足導致銲接空焊。

2. Via-in-Pad (銲盤內導通孔)

在 Via-in-Pad 設計中，鑽孔直接位於銲盤內部，因此無法使用防銲層來阻擋錫膏流失。業界標準的做法是採用 POFV (Plated Over Filled Via，樹脂塞孔鍍銅蓋平) 工藝，將孔洞填滿後表面鍍平，讓銲盤保持平整且具備導通功能。

三、什麼時候該使用 Via-in-Pad？

當您在評估是否要使用 Via-in-Pad 時，主要考量您的設計是否符合以下需求：

1. 增加佈線密度： 當您需要在極小的區域內放置大量元件和走線時，Via-in-Pad 可以省去拉出導通孔的空間，大幅減少電路板表面的佔用面積。
2. 改善散熱性能： 藉由提供直達內層銅箔（Copper Plane）的散熱路徑，能有效將大功率元件（如 Power IC）產生的熱量快速導出。
3. 優化電氣性能： 縮短了元件與 PCB 內層之間的傳輸路徑，能提供極低的阻抗連接。
4. 高頻訊號應用： 對於高頻應用而言，Via-in-Pad 有助於控制走線阻抗，減少寄生電感，並顯著提升訊號完整性（Signal Integrity）。

四、PCB Via-in-Pad 設計實例與注意事項

1. 突破 0.5mm Pitch 封裝的佈線瓶頸

若嘗試用傳統佈線方式對 0.5mm Pitch 的 BGA 封裝進行走線，通常會因為線寬、孔環（Annular Ring）和鑽孔尺寸的限制，導致 DRC (設計規則檢查) 報錯。對於這類微小間距的元件，在銲盤內使用電鍍蓋平的 Via-in-Pad 是最有效率的做法。

2. 簡化 BGA 和 LGA 封裝的佈線

訊號可以直接垂直進入 PCB 內層，將表層的走線需求降到最低。這允許旁路電容（Bypass Capacitor）等元件能盡可能靠近 IC 放置，從而最小化寄生電感，並縮短電源與接地的回流路徑，有效降低高頻設計中的 EMI 輻射。

3. 注意孔環 (Annular Ring) 尺寸

必須確保銲盤中的通孔滿足製造廠的最小孔環要求。如果 BGA 銲盤直徑小於「通孔直徑＋孔環」的組合，則建議採用 防銲定義銲盤（SMD - Solder Mask Defined Pad） 來設計。

4. 散熱孔（Thermal Vias）的例外情況

在 QFN 封裝的底部接地銲盤，或是大功率元件的散熱銲盤上，通常會設計多個散熱孔。對於這些散熱孔，有時不一定需要完全蓋平，但要注意迴銲時可能會產生氣體包覆（Outgassing/Voiding）導致元件傾斜。若預算允許，將散熱孔填平能提供更好的導熱面積與共面性。

五、PCB Via-in-Pad 到底用什麼製程工藝？

1. 間距 (Pitch) 要求

一般來說，Via-in-Pad 解決方案的常規最小間距約為 600µm（包含：最小 200µm 鑽孔直徑、最小 400µm 銲盤尺寸、50µm 防銲間隙、100µm 防銲橋）。若是採用雷射盲孔（Microvias），鑽孔直徑可縮小至 100µm，間距可達 500µm 甚至更小。

2. 核心工藝流程 (POFV)

要做出完美的 Via-in-Pad，PCB 廠需要經過比一般板子更複雜的工序：

鑽孔 (Drilling) ➔ 電鍍 (Plating) ➔ 樹脂塞孔 (Selective Plugging) ➔ 烘烤固化 (Curing) ➔ 研磨平整化 (Planarization/Polishing) ➔ 表面鍍銅蓋平 (Plating over via) ➔ 蝕刻 (Etching) ➔ 塗佈防銲 (Solder Mask)。

六、總結：Via-in-Pad 的 5 大優勢

Via-in-Pad 將導孔直接隱藏於接觸銲盤下方，為硬體工程師與 Layout 人員帶來了無與倫比的空間彈性。與傳統過孔相比，它具備以下絕對優勢：

1. 完美適用於細間距 (Fine-pitch) BGA 與高密度 PCB，大幅節省板面積。
2. 提供直達內層的散熱通道，改善熱管理。
3. 為 SMT 零件提供平坦且共面的銲接表面，提高良率。
4. 消除傳統「狗骨頭」走線，大幅降低高頻寄生電感。
5. 增強導通孔的耐電流與耐壓能力。