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PCB设计中过孔常用的处理方式

人气:199 发表时间:2020-01-14 09:40:05

过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。 从设计的角度来看,一个过孔主要由两个部分组成,一是中间的钻孔(drill hole),二是钻孔周围的焊盘区,这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然,在高速,高密度的PCB设计时,设计者总是希望过孔越小越好,这样板上可以留有更多的布线空间,此外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加,而且过孔的尺寸不可能无限制的减小,它受到钻孔(drill)和电镀(plating)等工艺技术的限制:孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心位置;且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜。

因此综合设计与生产,我们需要考虑以下问题:

1、全通过孔内径原则上要求0.2mm(8mil)及以上,外径的是0.4mm(16mil)以上,有困难地方必须控制在外径为0.35mm(14mil);

按照经验PCB常用过孔尺寸的内径和外径的大小一般遵循X*2±2mil(X表示内径大小)。比如8mil内径大小的过孔可以设计成8/14mil、8/16mil或者8/18mil;比如12mil的过孔可以设计为12/22mil、12/24mil、12/26mil;

1、BGA在0.65mm及以上的设计建议不要用到埋盲孔,成本会大幅度增加。用到埋盲孔的时候一般采用一阶盲孔即可(TOP层-L2层或BOTTOM-负L2),过孔内径一般为0.1mm(4mil),外径为0.25mm(10mil),如图1所示。

图1 一阶盲孔示意

1、过孔不能放置在小于0402电阻容焊盘大小的焊盘上;理论上放置在焊盘上引线电感小,但是生产的时候,锡膏容易进去过孔,造成锡膏不均匀造成器件立起来的现象(‘立碑’现象)。一般推荐间距为4-8mil,如图2。

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图2 过孔到焊盘打孔示意

1、过孔与过孔之间的间距不宜过近,钻孔容易引起破孔,一般要求孔间距0.5mm及以上,0.35mm-0.4mm极力避免,0.3mm及以下禁止,如图3所示;

图3 过孔与过孔之间的家间距

5、如图4,除散热过孔外,≤0.5mm的过孔,需塞孔盖油(内径是0.4mm内需堵孔)。

1)特别是有金属外壳的器件,本体下原则不打过孔,打了过孔的一定塞孔盖油,以免造成外壳与过孔短路。

2)根据板厂生产反馈,会经常提到BGA下过孔离焊盘太近,需要移动过孔。这种情况都是由于过孔不是距BGA焊盘等距造成的,由于目前BAG下过孔、测试孔的位置不与BGA各焊盘等距是一种常态,PCB设计人员对此也不重视,导致工程问题不断,对焊接质量也是一种隐患。因此,我们直接推荐打孔打到两焊盘的中心位置,特别是BGA里面由于Pitch间距较小,打孔之后也需要对BGA下的过孔塞孔盖油,以免容易造成BGA球连锡短路。

图4 过孔应用情景

6、耳机端子、按键、FPC等固定焊盘为防焊盘铜皮掉落,在条件允许的情况下焊盘打1-2个过孔(过孔均匀放置),可以有效提高“固定性”,如图5。

图5 固定焊盘过孔的放置


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