成品孔径与钻径:钻孔文件到底声明了哪一个

资料发出去三天后,你收到的不是报价
Gerber 导好了,Excellon 钻孔文件导好了,BOM 附上了,RFQ 发出去。三天后回信不是价格,是一个问题:
> "请确认:钻孔文件里的孔径是成品孔径还是钻径?另外请确认哪些孔是非镀孔。"
这三天是白花的。而这个问题其实和你的板子没关系 —— 它问的是你的文件里装的是两个数字中的哪一个,
而这件事只有你能回答。
让它成为钻孔类板子最高频澄清项的,是下面这个不对称:
| 它是什么 | 归谁定 | 什么时候才存在 | |
|---|---|---|---|
| 钻径(drill size) | 进入基材的那把钻头的直径 | 工厂的刀具表 | 电镀之前 |
| 成品孔径(FHS) | 元件引脚或压接针实际要穿过的孔径 | 你,写在规格里 | 电镀与表面处理之后 |
两种标注方式都合法,没有对错。但一个 CAM 工程师收到一个没有标签的数字时必须二选一,而多数
CAM 流程的默认读法是钻头直径 —— 因为 Excellon 文件本来就是为描述"一张刀具表加一组坐标"设计的。
如果你给的是成品孔径却没说明,板子会按你的数字下钻、向内电镀,到手比你需要的小。这里没有人违约,
文件写的就是它写的那个意思。
两个数字之间被吃掉了什么
这个差值不是随机的。下钻之后有三件事在消耗孔径,而且它们是三道独立工序:
一、孔铜。 镀通孔先化学铜再电镀铜,铜层从孔壁两侧向内生长,孔径大约要减去两倍铜厚。这就是
成品孔永远比钻径小、而不会更大的原因。
二、表面处理。 PCB168 制造能力页列出的 HASL、ENIG、OSP、沉锡与沉银,
都沉积在裸露铜面上,包括孔口焊环区域;视工艺不同也会进入孔内。厚的热风整平层比薄的化学沉积层
吃掉更多配合间隙。如果这个孔有紧配合的机械要求,表面处理就是配合链的一环,不是外观选项。
三、塞孔与盖帽(如果指定了)。 /zh/capabilities/ 的 HDI 栏位写的是 via-in-pad
Filled and capped。一个树脂塞孔并盖帽电镀的孔,最终根本没有可用的孔径 —— 它被设计成一个实心
特征。对焊盘下的过孔来说这是正确行为;如果同一个孔本来要插元件引脚,就是灾难。所以**哪些孔要塞、
要盖,必须声明在你的孔表旁边**,不能当作下游工艺细节。填充与盖帽的分别声明在
via-in-pad:填孔与盖帽是两件事里单独讲。
实际结论:你无法在不知道工厂电镀补偿量的前提下,从一个数推出另一个数。 这个补偿量你手上没有,
也不该去猜。你能做的是声明自己给的是哪一个,让工厂套用他们自己的补偿。修正就这么一步。
一句话把这个澄清关掉
把下面这段同时放进 fabrication notes、钻孔文件头部注释和随 RFQ 附上的规格表:
```
钻孔文件中所有孔径均为成品孔径(电镀后)。
电镀补偿由制造方套用。
非镀孔(NPTH)已置于独立文件/独立刀具号,按标注尺寸执行,不镀铜。
```
三句话。如果你给的其实是钻径,就把第一句反过来写清楚。重点不在你选哪种约定,而在于
这个约定由知道设计意图的一方写出来。
一份文件里同时有 PTH 和 NPTH:分开不是可选项
那封澄清邮件的后半句问的是镀与不镀,它比孔径更难,因为镀不镀这件事没法用数字表达。一个 3.2mm
安装孔和一个 3.2mm 镀通孔,在 Excellon 刀具表里完全一样,坐标数据里没有任何东西能区分它们。
三种可行的分离方式,按"经得住 CAM 交接"的程度从高到低:
一、拆成两个钻孔文件。 导出两份、文件名不可能看错 —— board-PTH.drl 与 board-NPTH.drl。
这是最稳的方式,因为即使所有文档都丢了,区分仍然在。所有 ECAD 工具都能做到。
二、一份文件内分刀具号,另附孔表。 一个文件,但 NPTH 尺寸分配到自己的刀具号,加工图上带一张
表,把每个刀具号映射到尺寸、数量与 PTH/NPTH 状态。效果好,但依赖那张图被读到。
三、一份文件加一条注释。 "3.2mm 的孔为非镀孔。" 这是最弱的方案,它依赖一个赶工的人把文字和几何
对应起来。而这恰恰是多数 RFQ 实际的做法。
为什么这是商务问题而不只是技术问题:一个被误镀的 NPTH 可能仍然装得上、仍然通得过电测,然后在你的
装配环节失效 —— 因为孔壁现在和它本该避开的内层铜连通了。这个失效在你付款之后才浮现。而且
不存在任何一道检验能发现"这个孔本不该镀",除非验收文件写明了哪些孔不镀 —— 又绕回你有没有声明。
还有一类值得单独点名:穿过内层铜的非镀孔。NPTH 若穿过带铺铜的层,该层需要一圈避让。这个避让是
设计义务,不是制造义务。交一个没有避让的 NPTH、指望工厂替你加,等于让别人替你的板子做一个电气决定。
孔径公差写在哪里才算数
公差可以写在三个位置,它们的权重不一样。
写在钻孔文件头部或 CAD 注释里。 权重最低。CAM 导入的是几何;钻孔文件里的注释在导入环节经常被
剥除或忽略。这里的东西只当便利提示,绝不能当作合约陈述。
写在加工图/规格表上。 公差该待的地方。一张含刀具号、标称尺寸、公差、镀层状态与数量的孔表,
才是 CAM 真正据以作业、也是报价真正据以计算的文件。规格表与钻孔文件冲突时规格表优先 ——
但前提是它随 RFQ 一起附上,而不是后补。规格表的哪些字段会在报价时变成约束,在
让报价产生约束力的规格表里逐项拆过。
写在采购订单上。 权重最高、范围最窄。PO 是来料检验计划的书写依据。一个只在图纸上、没进 PO 验收
条款的公差,是设计意图,不是验收标准。如果某个孔径真的关键 —— 压接、轴承配合、带定位柱的连接器 ——
它应当同时出现在图纸和 PO 两处。
有一件事要特别小心:不要自己编一个公差值、然后当成"工厂告诉过我的能力"写在图纸上。
PCB168 能力页公布的是最小孔径 0.1mm(机械钻)与 0.075mm(激光钻),以及层间对准 ±25μm,
它没有公布孔径公差。如果你的配合需要特定公差,正确做法是提出要求并在 PO 之前取得确认,而不是从
一张通用表格里抄一个数、假设它已经被同意。一个从未被确认的公差,是等着在首件报告上爆发的争议。
尺寸标注的通用实践可引用 IPC-2221(孔与焊环关系)与 IPC-6012(刚性板性能等级,含镀覆孔要求);
想要一个等级层面的基线,就在规格表里按标准名引用。但它们做不到的事是:**告诉工厂*你的*数字是钻径
还是成品孔径。**
只给一个直径不够的三类孔
压接孔。 配合对象是针,不是标称值。给出连接器料号,让工厂按连接器公布的推荐孔径(含镀层)执行。
把压接孔当普通 PTH 按同一直径报价,报的是另一个要求。
沉头孔与沉孔。 需要深度和角度,还需要说明沉孔部分是否镀铜。钻孔文件里的一个直径承载不了这些,
它们属于图纸,且需要剖视。
按钻孔路径输出的槽与异形孔。 有的工具把槽输出成钻孔路径,有的输出成铣削路径。如果一个槽到手是
两个坐标加一个刀具直径,它的端部几何是不确定的。说明哪些特征是铣的,并在图纸上给槽的尺寸。
HDI 例外:激光孔不在钻孔文件这套语义里
上面讲的全部是机械钻孔。HDI 微孔的行为不同,而这个不同改变了你需要交什么。
PCB168 能力页列出 HDI 叠构 1+N+1 至 4+N+4、微孔孔径 ≥0.075mm、激光钻最小 0.075mm、
最小线宽 2mil。这个范围内的激光微孔是:
- 盲孔,不是通孔。 它连接外层与紧邻的下一层,没有机械孔意义上的"成品孔径",因为没有东西穿过它。
- 由叠层定义,不由刀具表定义。 哪些层对之间做微孔,是从叠构推出来的。一份只列了 0.075mm 刀具、
却没说明它服务于哪个层转换的钻孔文件,无论直径标签写得多清楚都是不完整的。
- 经常是被填的。 微孔若落在焊盘下,
filled and capped生效,成品板上根本没有开孔。
所以对 HDI 来说,"成品还是钻径"是个提错的问题。该给的输入是:叠构等级(1+N+1、2+N+2 等)、哪些层
转换带微孔、是叠孔还是错孔、是否填充。随这些选择而来的纵横比与板厚约束,在
里讲;HDI 能力档位在 HDI 板产品页。如果你还在这一切之前挑孔型,
PCB 过孔类型指南是更早的那一步。
混合板 —— 机械通孔加激光微孔 —— 两套声明都要给。 机械孔要成品/钻径声明加 PTH/NPTH 分离,
微孔要叠层与填充声明。只处理一半,是 HDI 类 RFQ 退回到你邮箱的最常见原因。
RFQ 包里该放什么
一份不会引发澄清邮件的孔位规格,包含这些字段:
- 孔径约定:只说一次,不含糊 —— 成品孔径,还是钻径。
- 孔表:刀具号、标称尺寸、PTH/NPTH、数量,以及真正必需处的公差。
- PTH/NPTH 分离方式:独立文件,或独立刀具号加孔表。
- 塞孔与盖帽声明:覆盖所有焊盘下过孔,并标明受影响的焊盘。
- 特殊孔逐个点名:压接孔给连接器料号,沉头孔给深度与角度,槽给铣削尺寸。
- HDI 部分:叠构等级、微孔层转换、叠孔或错孔、是否填充。
- 表面处理:它是任何紧配合的一环 —— 从能力页列出的处理方式里选定,不要留空。
以上没有一项要求你知道工厂的电镀补偿、蚀刻补偿或刀具表。这正是分工的意义:
你声明意图,他们套用工艺补偿。 打破分工的,是一个没有标签的数字。
字段填齐后即可把资料交给 PCB168 报价与生产评审。若某字段确实还定不了,
标注"待确认"而不要留空 —— 明确的待办会在报价里换回一个问题,留空只会换回一个默认值。
FAQ
钻孔文件里通常是成品孔径还是钻径?
Excellon 的设计目的是描述刀具与坐标,所以多数 CAM 流程的默认读法是钻头直径。许多 ECAD 工具两种
约定都能导出,部分工具默认导成品孔径。正因为约定取决于你的工具和设置,它必须被显式写出来 ——
不能指望工厂的默认值刚好和你一致。
我能不能只给成品孔径、让工厂自己算?
可以,而且这是推荐做法。声明所有尺寸为成品(电镀后)孔径、电镀补偿由制造方套用。不要自己预先补偿,
因为补偿量取决于他们的电镀工艺和你板上的铜分布。
成品孔会不会比钻径大?
镀覆孔不会。电镀向内生长,所以 PTH 的成品孔永远小于钻径。非镀孔 NPTH 按标注尺寸执行 —— 这正是
NPTH 必须被识别出来的原因:给一个不会电镀的孔套用电镀补偿,会让它偏大。
非镀孔该怎么标?
最稳的是导出成独立钻孔文件,文件名不可能看错。其次是分配独立刀具号,并在加工图的孔表里标明
PTH/NPTH 状态。只写一条文字注释是最弱的,因为它依赖有人把文字和几何对上。
孔径公差能期待多少?
PCB168 能力页公布了最小孔径 0.1mm(机械钻)与 0.075mm(激光钻),但没有公布孔径公差。如果你的
应用需要特定公差,在 RFQ 里提出要求,并在 PO 之前取得书面确认。不要从通用行业表格里抄一个公差、
然后当成已经谈定。
HDI 激光微孔需要成品孔径吗?
不需要。激光微孔是盲孔,落在焊盘下时通常填充并盖帽,没有可标注的通孔。它需要的是叠构等级声明、
所服务的层转换、叠孔或错孔结构,以及填充状态。能力页给出的微孔 ≥0.075mm 与叠构 1+N+1 至 4+N+4
是这些选择的框架。
我的板子机械孔和微孔都有,有什么变化?
两套声明并列都要给。机械孔要成品/钻径声明加 PTH/NPTH 分离;微孔要叠层与填充声明。只交一半,是
混合工艺 RFQ 被退回提问的常见原因。