PCB過(guò)孔怎么處理？

一、PCB 過(guò)孔什么意思？

? PCB 過(guò)孔是印刷電路板上的孔，用于不同 PCB 層之間的電氣連接、PTH 組件安裝或與外部組件（螺釘、連接器等）的連接。 ? 通常來(lái)說(shuō)，PCB 過(guò)孔最基本有通孔、盲孔、埋孔。 ?

常見(jiàn)PCB過(guò)孔

二、PCB 過(guò)孔設(shè)計(jì)的重要性

1、如果電路非常簡(jiǎn)單，可能不需要過(guò)孔，但在設(shè)計(jì)多層PCB時(shí)就確定需要過(guò)孔。 ?

2、多層板的情況下，過(guò)孔可以讓元器件的密度變高。 ?

3、隨著多層PCB板的增加，走線的密度會(huì)越來(lái)越高，過(guò)孔可以使PCB不同層上的不同走線相互連接，過(guò)孔充當(dāng)垂直連接元件。 ?

4、如果不使用過(guò)孔，在布線過(guò)程中很容易陷入困境，并且從BGA、連接器甚至多層 PCB 中的元件都會(huì)密集放置。 ?

5、過(guò)孔促進(jìn)層間信號(hào)和電源的傳輸，如果不使用過(guò)孔，所有的元件都在一個(gè)平面上，并且存在貼片元件，但是多層PCB中的表面貼紙?jiān)o(wú)法在單個(gè)平面上布線組件。 ? ?

三、PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)和PCB過(guò)孔工藝

1、PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)類型 ? 將詳細(xì)介紹這 8 種 PCB 過(guò)孔設(shè)計(jì)和 PCB 過(guò)孔工藝。 ? ? ?

通孔過(guò)孔

盲孔

埋孔

堆疊過(guò)孔

交錯(cuò)過(guò)孔

跳過(guò)過(guò)孔

微孔

散熱孔

2、8種 PCB 過(guò)孔設(shè)計(jì)和 PCB 過(guò)孔工藝 ?

1） 通孔

最常見(jiàn)和最簡(jiǎn)單的 PCB 過(guò)孔是通孔過(guò)孔。通孔從PCB的上層鉆到底層。當(dāng)你拿起 PCB 并面向光線看它時(shí)，光線通過(guò)的孔是通孔。 ?

通孔過(guò)孔主要是PTH（電鍍通孔）通孔，也有一些是NPTH（非電鍍通孔）通孔。 ?

PCB 通孔工藝：PTH過(guò)孔用于PTH組裝或不同PCB層之間的電氣連接，而NPTH用于與螺釘或連接器進(jìn)行機(jī)械連接以固定PCB，通孔的理想縱橫比為 10:1。 ?

如何區(qū)分 PTH 和 NPTH 過(guò)孔？?這很簡(jiǎn)單，看孔壁就知道是不是電鍍了。 ?

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--通孔 ? 通孔成本最低，但占用大量 PCB 空間。如果電路連接不是從上層到底層，可以轉(zhuǎn)向其他PCB過(guò)孔類型以節(jié)省空間。

2） 盲孔

盲孔是從 PCB 的上層或底層到內(nèi)層鉆孔和電鍍的。當(dāng)你查看 PCB 上面向燈光的盲孔時(shí)，你無(wú)法通過(guò)孔看到另一側(cè)。

盲孔可以是激光鉆孔或機(jī)械鉆孔，對(duì)于盲孔，鉆孔深度必須準(zhǔn)確。 ?

盲孔可以直接在 PCB 上鉆孔，但這很困難，而且電鍍也很困難。 ?

PCB 盲孔工藝：更常見(jiàn)的是，先進(jìn)的 PCB 制造商在所需的電路板層上鉆孔，然后將這些層堆疊起來(lái)以創(chuàng)建盲孔并電鍍它們。 ?

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--盲孔 ?

具有盲孔的 PCB 可能不是 HDI PCB，但 HDI PCB 必須具有盲孔。

3） 埋孔

埋孔是在PCB的內(nèi)層之間鉆孔和電鍍的，從外部是看不到的，埋孔用于連接兩個(gè)或多個(gè)內(nèi)層之間的電路。

與盲孔不同的是，如果埋孔連接了 3+ 個(gè)內(nèi)層，則不能直接在 PCB 上鉆孔。 ?

PCB 埋孔工藝：PCB 制造商只能在所需的 PCB 層上鉆孔，然后將它們堆積起來(lái)電鍍孔壁。 ?

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)-盲孔 ?

當(dāng)通過(guò)鉆孔和編譯不同的 PCB 層來(lái)創(chuàng)建盲孔或埋孔時(shí)，可能有兩種情況：孔與連接重疊或不重疊。這種差異導(dǎo)致了兩種PCB過(guò)孔類型——重疊過(guò)孔和交錯(cuò)過(guò)孔。

4） 堆疊過(guò)孔

堆疊過(guò)孔可以是盲孔或埋孔，用于跨 3+ 電路層連接不同 PCB 層之間的電路。例如，下圖中的通孔是堆疊通孔和埋孔。

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--堆疊過(guò)孔 ?

下面的過(guò)孔是堆疊過(guò)孔和盲孔。 ?

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--堆疊過(guò)孔 ?

與交錯(cuò)過(guò)孔相比，堆疊過(guò)孔的設(shè)計(jì)更容易，但其制造成本更高。這是因?yàn)椴煌瑢由系目妆仨氃谕晃恢勉@孔，并且在編譯層時(shí)，這些孔一起形成具有平坦孔壁的完整堆疊過(guò)孔。并且它要求 PCB 制造商具有極高的精度。 ?

PCB堆疊過(guò)孔工藝：當(dāng)PCB層堆疊起來(lái)時(shí)，一般PCB 制造商對(duì)堆疊的孔壁進(jìn)行電鍍，然后再處理其他層。

5） 交錯(cuò)過(guò)孔

當(dāng)不同PCB層的過(guò)孔相連但不重疊時(shí)，形成交錯(cuò)的過(guò)孔。如下圖所示：

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--交錯(cuò)過(guò)孔 ?

交錯(cuò)式過(guò)孔設(shè)計(jì)更復(fù)雜，但其制造成本低于堆疊式過(guò)孔。這是因?yàn)椴煌琍CB層的過(guò)孔在編譯層時(shí)不會(huì)重疊，并且對(duì)精度的要求比堆疊過(guò)孔要低得多。

6） 跳過(guò)過(guò)孔

跳過(guò)通孔是一種 PCB 通孔，它穿透多個(gè)電路層，但不與特定層或?qū)舆M(jìn)行電氣連接。它可以是重疊通孔、盲通孔或埋孔。例如，下圖過(guò)孔也是跳過(guò)四個(gè)電路層，連接兩個(gè)電路層的過(guò)孔。

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--跳過(guò)過(guò)孔

7） 微孔

微孔通常在 HDI PCB 中實(shí)現(xiàn)，微孔是盲孔/埋孔結(jié)構(gòu)，最大直徑為 0.15mm，最大縱橫比為 1:1，最大深度為 0.25mm。它只穿透兩個(gè) PCB 電路層，微孔的理想縱橫比為 0.75:1。

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--微孔 ? 微孔增強(qiáng)了電氣特性并有助于電路板的小型化，它們通過(guò)減少層數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的布線密度，這消除了對(duì)通孔的需要。這些微孔還增加了處理能力，微孔的實(shí)施有助于緩解 BGA 突破。 ?

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--微孔 ? 微孔可以在 PCB 外部層中鉆孔作為盲孔，或者稍后在 PCB 內(nèi)部鉆孔作為埋孔。當(dāng)不同PCB層上的微孔重疊時(shí)，它們形成重疊的過(guò)孔，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)線連接而不重疊時(shí)，它們會(huì)形成交錯(cuò)的過(guò)孔。

8） 散熱孔--焊盤過(guò)孔

有源元件，如電力電子器件（包括 MOSFET、二極管和功率模塊）、高性能微處理器和高頻元件，會(huì)產(chǎn)生大量熱量，通過(guò)采用散熱孔可以更好地散發(fā)熱量。

與有源元件直接接觸的散熱通孔有利于更好的熱傳遞，允許元件在盡可能接近環(huán)境溫度的較低工作溫度下工作。 ?

物理結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)熱過(guò)孔一般為通孔型，內(nèi)部涂有導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂，再進(jìn)行后續(xù)電鍍。因此，熱路徑就像一根管子，能夠?qū)崃繌姆胖迷谄渲幸粋€(gè)表面層上的組件傳遞到最內(nèi)層。熱通道還在電路板的背面覆蓋有阻焊層，以防止焊料通過(guò)孔。 ?

PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)--散熱孔 ?

散熱孔--焊盤過(guò)孔的優(yōu)點(diǎn)：

布線提供了便利，并避免了過(guò)孔的寄生電感。

允許熱管理：允許在平坦的焊盤表面上放置過(guò)孔。之后，使用導(dǎo)電或非導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)通孔進(jìn)行電鍍和填充，以便于熱管理。最后，進(jìn)行封蓋和電鍍以使其肉眼可見(jiàn)。

減少空間要求：它還通過(guò)減少走線占用的空間來(lái)實(shí)現(xiàn) PCB 小型化。

VIP 使布線可能小于 32 和 40 密耳（0.8 毫米和 1 毫米）的細(xì)間距 BGA 變得更加容易。

散熱孔--焊盤過(guò)孔的缺點(diǎn)

回流焊接時(shí)，焊膏可能會(huì)流過(guò)過(guò)孔，導(dǎo)致PCB焊盤焊接不良。

四、PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)技巧

縱橫比：使用機(jī)械鉆創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)通孔時(shí)，重要的是要記住，可接受的最小鉆尺寸寸取決于電路板的厚度。例如：PCB 制造商通常要求其鉆孔尺寸的縱橫比不超過(guò) 10:1。這意味著對(duì)于 62 密耳厚的電路板，您應(yīng)該使用的最小機(jī)械鉆頭尺寸為 6 密耳或 0.006 英寸。如果您需要比這更小的孔，您應(yīng)該考慮使用縱橫比為 1:1 的微孔。

信號(hào)完整性：盡管過(guò)孔很短，但它仍然是可測(cè)量的導(dǎo)體長(zhǎng)度，這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)格的信號(hào)完整性要求出現(xiàn)問(wèn)題。例如，連接十層電路板頂部?jī)蓪拥耐讓⒂?8 層不必要的金屬，這些金屬可能會(huì)產(chǎn)生干擾。

環(huán)形圈：過(guò)孔焊盤的尺寸很重要，你需要確保在鉆孔后保留足夠大的環(huán)形圈。機(jī)械鉆在鉆孔時(shí)會(huì)晃動(dòng)一點(diǎn)，如果沒(méi)有足夠的環(huán)形圈，過(guò)孔可能會(huì)因鉆孔斷裂而受損。

路由密度：在布線板的密集區(qū)域的情況下，設(shè)計(jì)人員必須注意不要用過(guò)孔阻塞布線通道或接地層返回路徑。這就是在規(guī)劃 BGA 逃逸時(shí)使用盲孔和微孔至關(guān)重要的地方，這樣每個(gè)引腳都可以布線，但重要的布線通道和平面不會(huì)被部件下方擋住。

選擇交錯(cuò)而不是堆疊過(guò)孔，因?yàn)槎询B過(guò)孔需要填充和平坦化。這個(gè)過(guò)程很耗時(shí)并且需要額外的費(fèi)用。

實(shí)施盲孔和埋孔的受控深度。

將高速過(guò)孔的縱橫比保持在最低限度，以避免信號(hào)反射。這提供了更好的電氣性能和信號(hào)完整性、低噪聲和串?dāng)_，并降低了 EMI/RFI。

使用更小的通孔，尤其是在 HDI 板上，以最大限度地減少雜散電容和電感。

必須填充焊盤中的通孔，除非它們存在于散熱焊盤內(nèi)。

將安裝 BGA 的焊盤布置可以使用盲孔和通孔，前提是這些孔已被填充和平坦化。如果它們沒(méi)有被平面化，焊點(diǎn)可能會(huì)受到影響。

在 QFN 下方的導(dǎo)熱墊中加入通孔，以幫助焊料流向?qū)щ娖矫?。這些通孔為散熱焊盤提供了一個(gè)安全的焊點(diǎn)，因此在組裝過(guò)程中阻止了焊料浮動(dòng)封裝。這可能會(huì)影響 QFN 觸點(diǎn)的焊點(diǎn)質(zhì)量。

裝配車間可以通過(guò)在焊盤上方的焊膏模板中添加一個(gè)窗玻璃形開(kāi)口來(lái)彌補(bǔ)散熱焊盤中通孔的不足，這減輕了焊料的積聚和放氣。

檢查走線和過(guò)孔與布線/刻痕邊緣的最小間隙。

在 BGA 封裝的情況下檢查過(guò)孔的位置。

在狗骨設(shè)計(jì)中，每個(gè)通孔都使用預(yù)定義的短跡線與其焊盤分開(kāi)。檢查是否沒(méi)有為 BGA 下的過(guò)孔提供掩模間隙。

以上就是關(guān)于 PCB 過(guò)孔設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的介紹，希望能夠?qū)Υ蠹矣杏?，歡迎大家多多指教。

審核編輯：劉清