PCB設(shè)計(jì)案例常見(jiàn)問(wèn)題如何優(yōu)化

過(guò)孔（via）是PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中很難繞開(kāi)的一個(gè)點(diǎn)，在Layout的布線過(guò)程中，想要線路完全不交叉，往往很難實(shí)現(xiàn)，所以，在單面板的基礎(chǔ)上，通過(guò)過(guò)孔（via）實(shí)現(xiàn)層間導(dǎo)通，逐漸發(fā)展出了雙面板、多層板，而過(guò)孔（via），也因此成為了PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，采用過(guò)孔通常是實(shí)現(xiàn)兩類作用：電氣連接、支撐或定位，一個(gè)是滿足電氣特性，一個(gè)是實(shí)現(xiàn)物理需求。

因此，有時(shí)還會(huì)對(duì)過(guò)孔進(jìn)行細(xì)化分類，分為：過(guò)孔、支撐孔，而又把支撐孔分為，器件焊接孔（該類孔基本為金屬化孔）和器件安裝孔（該類孔非金屬化居多）。

（圖源：來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，一個(gè)過(guò)孔主要由兩個(gè)部分組成，一是中間的鉆孔（drill hole），二是鉆孔周?chē)暮副P(pán)區(qū)，這兩部分的尺寸大小決定了過(guò)孔的大小。

顯然，在高速、高密度的pcb設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者總是希望過(guò)孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外，過(guò)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(shí)帶來(lái)了成本的增加，而且過(guò)孔的尺寸不可能無(wú)限制的減小，它受到鉆孔(drill)和電鍍（plating）等工藝技術(shù)的限制：孔越小，鉆孔需花費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)，也越容易偏離中心位置；且當(dāng)孔的深度超過(guò)鉆孔直徑的6倍時(shí)，就無(wú)法保證孔壁能均勻鍍銅。

所以綜合設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，需要考慮的問(wèn)題還是不少的。一些設(shè)計(jì)師會(huì)仔細(xì)檢查布局，他們的PCB布局文件可直接發(fā)至生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行生產(chǎn)；而有的布局文件則需要工程部門(mén)進(jìn)行更多的檢查，才能將其發(fā)送到生產(chǎn)車(chē)間。

通常，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致延遲以及良率或可靠性問(wèn)題。由于這類設(shè)計(jì)引起的預(yù)算和生產(chǎn)計(jì)劃問(wèn)題，其實(shí)是可以避免的。

鑒于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量和成本重要作用，下文就結(jié)合一些實(shí)際案例，針對(duì)設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題，分享專家的解決方法，以助力全流程降本增效。

孔設(shè)計(jì)案例1：孔（PTH/NPTH）設(shè)計(jì)與線路連接不要反常規(guī)

問(wèn)題：

①如上左圖，孔盤(pán)等大對(duì)應(yīng)線路有電器性能連接，卻要做非金屬孔；如上右圖，孔盤(pán)等大對(duì)應(yīng)線路無(wú)電器性能連接，卻要做金屬孔。

建議：

①按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，如果要做非金屬孔，首先確保對(duì)應(yīng)線路無(wú)電器性能連接，盤(pán)和孔設(shè)計(jì)一樣大或者無(wú)盤(pán)；如果要做金屬孔，就確保有電器性能連接，或者盤(pán)比孔大單邊5mil左右；

另外注意，如果要做金屬孔但對(duì)應(yīng)線路位置無(wú)盤(pán)，后端就必須走正片電鍍工藝流程，交期相對(duì)負(fù)片流程會(huì)延長(zhǎng)一天以上，因此不建議這樣設(shè)計(jì)。

正確設(shè)計(jì)：

左圖非金屬孔 右圖金屬孔

②額外附帶孔表，標(biāo)注清楚哪些是金屬孔，哪些是非金屬孔；注意同樣要盡量規(guī)避孔盤(pán)等大誤導(dǎo)，無(wú)電器性能連接卻做金屬孔設(shè)計(jì)誤導(dǎo)導(dǎo)致沒(méi)必要的EQ溝通耗時(shí)。

正確設(shè)計(jì)：

孔設(shè)計(jì)案例2：槽(金屬/非金屬)層設(shè)計(jì)區(qū)分開(kāi)，規(guī)范化

問(wèn)題：

①圖右上角7個(gè)槽，客戶要求中間三個(gè)做成非金屬槽，紅色位置（對(duì)應(yīng)線路層有盤(pán)）四個(gè)槽要求做成金屬槽，但是此類槽統(tǒng)一設(shè)計(jì)在gdd層，正常一般默認(rèn)全部是要做成非金屬槽，后端會(huì)把盤(pán)掏開(kāi)防止銑槽時(shí)露銅。

建議：

①分開(kāi)設(shè)計(jì)，非金屬槽放在gdd或者gm1層，金屬槽放在drl層，或單獨(dú)輸出Slot層

正確設(shè)計(jì)：

孔設(shè)計(jì)案例3：孔符規(guī)范化，不要把槽“藏起來(lái)”

問(wèn)題：

①設(shè)計(jì)文件孔符標(biāo)識(shí)太大，后端核對(duì)孔與孔符是否一一對(duì)應(yīng)時(shí)，無(wú)從下手，無(wú)法發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入比例問(wèn)題導(dǎo)致的孔位置、大小偏差；

②槽設(shè)計(jì)在孔符中角落，孔表又沒(méi)標(biāo)識(shí)，容易遺漏。

建議：

①設(shè)計(jì)孔符的時(shí)候不要設(shè)計(jì)那么大，能對(duì)應(yīng)鉆孔一對(duì)一看清楚；

②提供孔表，標(biāo)記槽的位置及參數(shù)，或者放進(jìn)通孔drl層里面；

正確設(shè)計(jì)：

孔設(shè)計(jì)案例4：孔符規(guī)范化，不要把槽“藏起來(lái)”

問(wèn)題：

①孔符設(shè)計(jì)很好，但實(shí)際有孔設(shè)計(jì)的位置又要做槽，設(shè)計(jì)不合理且槽沒(méi)額外說(shuō)明

建議：

①同位置不要設(shè)計(jì)孔又設(shè)計(jì)槽；提供孔表，標(biāo)記槽的位置及參數(shù)且對(duì)應(yīng)槽直接設(shè)計(jì)在drl層；

正確設(shè)計(jì)：

孔設(shè)計(jì)案例5：PCB文件設(shè)計(jì)時(shí)，不要把槽“鎖起來(lái)”

問(wèn)題：

PCB文件轉(zhuǎn)geber文件時(shí)，槽鎖定容易漏掉

建議：

①AD16前版本設(shè)計(jì)的文件，提供PCB文件時(shí)，額外注意槽設(shè)計(jì)解鎖，以便轉(zhuǎn)文件時(shí)不漏槽設(shè)計(jì)；

正確設(shè)計(jì):

孔設(shè)計(jì)案例6：阻焊油墨塞孔過(guò)孔極差不要超過(guò)0.2mm

問(wèn)題：

①阻焊塞孔極差大，大孔塞孔不飽滿或者小孔油墨塞孔太多冒出來(lái)

建議：

①設(shè)計(jì)過(guò)孔塞孔時(shí)，塞孔極差不要超過(guò)0.2mm

正確設(shè)計(jì)：

Via(max)-Via(min)要求≤0.2mm

以上就是PCB過(guò)孔設(shè)計(jì)優(yōu)化案例，總的來(lái)說(shuō)，用一些最佳實(shí)踐方法并在設(shè)計(jì)階段使用常識(shí)性步驟可以節(jié)省大量時(shí)間，做到預(yù)防設(shè)計(jì)為主、修改設(shè)計(jì)為輔，使得合格率更高，效率更快。

審核編輯 ：李倩

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