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PCB設計中過孔常用的處理方式

人氣:334 發表時間:2020-01-14 09:40:05

過孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%。 從設計的角度來看,一個過孔主要由兩個部分組成,一是中間的鉆孔(drill hole),二是鉆孔周圍的焊盤區,這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。很顯然,在高速,高密度的PCB設計時,設計者總是希望過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時帶來了成本的增加,而且過孔的尺寸不可能無限制的減小,它受到鉆孔(drill)和電鍍(plating)等工藝技術的限制:孔越小,鉆孔需花費的時間越長,也越容易偏離中心位置;且當孔的深度超過鉆孔直徑的6倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅。

因此綜合設計與生產,我們需要考慮以下問題:

1、全通過孔內徑原則上要求0.2mm(8mil)及以上,外徑的是0.4mm(16mil)以上,有困難地方必須控制在外徑為0.35mm(14mil);

按照經驗PCB常用過孔尺寸的內徑和外徑的大小一般遵循X*2±2mil(X表示內徑大?。?。比如8mil內徑大小的過孔可以設計成8/14mil、8/16mil或者8/18mil;比如12mil的過孔可以設計為12/22mil、12/24mil、12/26mil;

1、BGA在0.65mm及以上的設計建議不要用到埋盲孔,成本會大幅度增加。用到埋盲孔的時候一般采用一階盲孔即可(TOP層-L2層或BOTTOM-負L2),過孔內徑一般為0.1mm(4mil),外徑為0.25mm(10mil),如圖1所示。


圖1 一階盲孔示意

1、過孔不能放置在小于0402電阻容焊盤大小的焊盤上;理論上放置在焊盤上引線電感小,但是生產的時候,錫膏容易進去過孔,造成錫膏不均勻造成器件立起來的現象(‘立碑’現象)。一般推薦間距為4-8mil,如圖2。


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圖2 過孔到焊盤打孔示意

1、過孔與過孔之間的間距不宜過近,鉆孔容易引起破孔,一般要求孔間距0.5mm及以上,0.35mm-0.4mm極力避免,0.3mm及以下禁止,如圖3所示;


圖3 過孔與過孔之間的家間距

5、如圖4,除散熱過孔外,≤0.5mm的過孔,需塞孔蓋油(內徑是0.4mm內需堵孔)。

1)特別是有金屬外殼的器件,本體下原則不打過孔,打了過孔的一定塞孔蓋油,以免造成外殼與過孔短路。

2)根據板廠生產反饋,會經常提到BGA下過孔離焊盤太近,需要移動過孔。這種情況都是由于過孔不是距BGA焊盤等距造成的,由于目前BAG下過孔、測試孔的位置不與BGA各焊盤等距是一種常態,PCB設計人員對此也不重視,導致工程問題不斷,對焊接質量也是一種隱患。因此,我們直接推薦打孔打到兩焊盤的中心位置,特別是BGA里面由于Pitch間距較小,打孔之后也需要對BGA下的過孔塞孔蓋油,以免容易造成BGA球連錫短路。

圖4 過孔應用情景

6、耳機端子、按鍵、FPC等固定焊盤為防焊盤銅皮掉落,在條件允許的情況下焊盤打1-2個過孔(過孔均勻放置),可以有效提高“固定性”,如圖5。

圖5 固定焊盤過孔的放置


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