設(shè)計(jì)指南丨PCB工具孔設(shè)計(jì)

“優(yōu)秀的偵探，總能察覺(jué)哪些似乎完全不引人注目的細(xì)節(jié)。未被別人注意到的小問(wèn)題可能是解決一個(gè)謎團(tuán)的線索。同樣，在PCB設(shè)計(jì)中某些孔看似無(wú)關(guān)緊要，但是如果沒(méi)有這些“工具孔”，該板將無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，甚至無(wú)法正確制造生產(chǎn)。”

單獨(dú)來(lái)看，電路板上的工具孔看起來(lái)很普通，因?yàn)樗鼈兪窃陔娐钒迳香@出的規(guī)則外觀的通孔。只有仔細(xì)去研究它們的作用，才能真正了解它們的重要性。

這些通孔有的用于將硬件連接到電路板上，而另外一部分則用于幫助電路板的制造和組裝。

在PCB的設(shè)計(jì)和制造中，通常會(huì)在板子上鉆出許多不同尺寸的孔，這些孔將適用于不同的功能。

大多數(shù)孔用于在層之間互連電信號(hào)，還有部分孔用于焊接元件，以及用于安裝不同硬件。

用于連接硬件的工具孔（也稱為“安裝孔”）可以與組件的封裝圖案相關(guān)聯(lián)，也可以單獨(dú)標(biāo)注。

除了使引線或引腳焊接到電路板上之外，一些組件還具有用于增加物理支持的安裝硬件。

連接器通常用螺栓固定在板上，以保護(hù)其焊接部分免受電纜插拔的壓力。其他較重或用作接口的組件也可能被擰緊了，包括開(kāi)關(guān)，風(fēng)扇，電池和揚(yáng)聲器。

這些孔可能還需要將安裝硬件連接到電氣接地或通過(guò)板傳導(dǎo)熱量以分散在內(nèi)部平面層上。

最后，為了將PCB安裝到其系統(tǒng)中，通常使用隔離孔將需要安裝的硬件或支架連接到電路板上。

可以在板上放置PCB工具孔，從而方便配合不同的制造階段。

這些孔引導(dǎo)電路板完成其組裝過(guò)程，例如回流焊，波峰焊和自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）。如果PCB需要進(jìn)行額外的測(cè)試，則在測(cè)試過(guò)程中也會(huì)使用工具孔。

如果在任何制造過(guò)程中板上都需要工具孔，則制造商會(huì)要求將其添加到設(shè)計(jì)中。

通常，制造商將使用板上已有的孔或?qū)⑵涮砑拥街圃煳募?。而?chuàng)建用于安裝硬件的孔，并且必須使用正確的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行加工才能發(fā)揮預(yù)期的功能：

位置：加工孔的數(shù)量及其位置取決于電路板和組件的要求。組件數(shù)據(jù)表通常指定這些孔的位置，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將其包括在其PCB占位面積中。

首選大小：這依舊要取決于組件的要求。通常，這些零件將使用4-40或6-32螺釘，并且必須鉆孔以匹配安裝硬件。如果設(shè)計(jì)中沒(méi)有包含系統(tǒng)安裝孔，則PCB 制造商一般會(huì)建議添加一些通用尺寸為0.100或0.125英寸的孔，從而方便后續(xù)的安裝選擇。

電鍍：這取決于需要安裝的硬件需求。對(duì)于需要與電路板電連接的硬件，必須對(duì)孔進(jìn)行電鍍并連接至適當(dāng)?shù)?a target="_blank">網(wǎng)絡(luò)，否則就應(yīng)該使用無(wú)電鍍孔。

平面連接：不得將連接到電源或接地平面的電鍍孔連接到任何其他平面，以防止電源和接地網(wǎng)短路。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)陌惭b孔可能最終會(huì)干擾設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。

間距：容納安裝硬件的孔通常需要在其周?chē)休^大的遮擋區(qū)域。安裝硬件需要有足夠的空間來(lái)牢固地接觸電路板，而不損壞組件引線或金屬走線和平面。圍繞電鍍孔的額外間隙也是至關(guān)重要的，電鍍孔需要鉆得大一點(diǎn)，這樣才能讓添加的電鍍材料能夠按需要的尺寸對(duì)孔進(jìn)行精加工。

雖然工具孔和安裝孔對(duì)于PCB布局似乎是沒(méi)有太大影響。但實(shí)際上，在設(shè)計(jì)和安裝孔時(shí)，需要與PCB設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一樣重視細(xì)節(jié)。設(shè)計(jì)中還有一些很多要素對(duì)于制造也很重要。

除了安裝硬件和生產(chǎn)輔助工具所需的不同PCB工具孔以外，設(shè)計(jì)中還需要注意那些有可能影響PCB制造的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

其中包括用于表面安裝元件引腳的焊膏墊，用于保護(hù)電路板的阻焊膜和用于元件參考標(biāo)記的絲網(wǎng)印刷標(biāo)記以及企業(yè)標(biāo)識(shí)。

除此之外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該注意基準(zhǔn)焊盤(pán)的問(wèn)題。它們是在自動(dòng)組裝過(guò)程中用于PCB對(duì)齊的小焊盤(pán)。

基準(zhǔn)焊盤(pán)通常放置在具有高引腳數(shù)的大型SMT器件的板角和中心。

對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，要想滿足PCB制造和組裝需要的所有要求，可能是具有挑戰(zhàn)性的一件事。

但這正是一位優(yōu)秀的PCB設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該做到的事。