通過過孔使您的PCB更加可靠

電子行業(yè)使用多層印刷電路板（PCB）來減小電路板占用的物理尺寸。這增加了板頂層上的組件密度，并且還將可用于將走線布線到不同內(nèi)層的空間分開了，通孔是在不同層之間進行電連接的唯一方法。盡管這使通孔成為電路板設計的重要組成部分，但它們也會影響可焊性并引入弱點，從而降低電路板的可靠性。但是，通過遵循良好設計規(guī)范，即使使用過孔，也可以使PCB更加可靠。

通孔的類型

通孔是PCB上的一個孔，跨過一層或多層，制造商在孔上鍍銅以形成筒狀。該槍管的末端連接到各個層上的特定跡線，從而在兩層之間形成電接觸。如果通孔跨過多個層，則內(nèi)層也可以連接到該通孔，只要電路要求這樣做即可。主要有三種類型的過孔，通孔，埋孔和盲孔。

通孔貫穿PCB的整個厚度，從頂層開始，到最底層結束。制造商可以根據(jù)需要鍍通孔或不鍍通孔。如果電路需要，鍍通孔的優(yōu)點是其他內(nèi)層可以與其連接。

掩埋通孔跨越兩個或多個內(nèi)層，并且在頂層或底層均不可見。如果電路需要，則掩埋通孔跨度的各層可以與其連接。盲孔從頂層或底層開始，到內(nèi)層結束。在途中，綁定過孔可能會跨越多個內(nèi)層，并且如有必要，它們可能會與其連接。

高密度互連（HDI）PCB和柔性PCB使用另一種類型的通孔，稱為微通孔。這些很小，制造商使用激光束鉆孔。每個微通孔僅跨越一層，制造商可以將它們堆疊在其他層上，以用作通孔，盲孔和埋孔。

通孔尺寸

通孔的直徑越大，直徑越大。這是因為大通孔具有更高的機械強度以及更高的電導率和導熱率。但是，從已經(jīng)稀缺的PCB面積中減去大量通孔可能對布線走線很有用。建議使用最小鉆孔寬度為20密耳，環(huán)形圈為7密耳，最小長寬比為6：1的通孔。

散熱考慮

當PCB加熱時，無論是在處理過程中還是在工作環(huán)境中，銅和層壓板之間的熱膨脹系數(shù)（CTE）差異都可能導致問題。PCB層壓板的結構網(wǎng)格限制了水平方向（沿平面）的擴展，但可以在垂直方向（垂直于平面）自由地顯著收縮或擴展。

例如，FR-4層壓板的收縮或膨脹速度是銅的四倍。因此，每次電路板加熱時，通孔中的銅管都會承受巨大的壓力。如果銅桶的厚度不足，并且PCB太厚，則板子會膨脹到可能折斷銅的位置。如果鉆頭寬度為20密耳，則墊板直徑為34密耳就可以正常工作，最大板厚為120密耳。

焊錫芯

定位通孔與其大小一樣重要。將通孔放置在非?？拷副P的位置可能會引起一些問題，其中最主要的是焊錫的作用。

隨著通孔和焊盤上的焊錫膏加熱，通孔中的毛細作用會將焊料從焊盤吸到通孔中。焊料穿過通孔并聚集在其底部，使焊盤不足或完全沒有焊料。較大的通孔將更快地芯吸更多焊料，并且接頭可能在機械上較弱且具有電阻性。建議了三種防止這種情況的方法，其中任何一種都是有效的：

l阻焊層屏障：阻焊層屏障位于通孔和焊盤之間，可防止焊料進入通孔。但是，要放置足夠寬的阻焊層隔離層，設計人員可能必須將過孔移離焊盤更遠。如果板子已經(jīng)很擁擠，或者板子處理高頻信號，則可能無法實現(xiàn)。

l帳篷通孔：如果無法將通孔從焊盤移開，并在兩者之間放置阻焊層，則完全掩蔽通孔焊盤可能會有所幫助。完全密封通孔確實可以防止焊料流入其中，但是也可以防止將通孔用作測試點。某些污染物可能會進入通孔并腐蝕銅管。

l填充通孔：在對通孔進行拉伸之前，也可以完全用導電或不導電材料填充通孔。用填充材料完全密封通孔具有提供更好的抗污染屏障的優(yōu)點。

結論

建議進行可靠性設計研究，這是提高可靠性，降低成本，縮短上市時間并提高客戶滿意度的寶貴過程。實現(xiàn)可靠性設計需要人員，工具和時間限制的適當組合。