关于PCB过孔_PCB焊盘上能否打过孔?

首先咱们要明白什么是过孔,在PCB设计中,工程师朋友经常会用到过孔(via),用于连接位于不同层的相同电气网络,过孔和通孔焊盘(PAD)极为类似,不同的是通孔焊盘一般是用于插入元器件针脚固定元器件,而过孔尺寸一般较小,仅仅是布板时为山重水复疑无路后的柳暗花明提供可能。

一、过孔的种类

下图可以较为直观的体现几种过孔的画法:

1.盲孔(blind via):位于印刷线路板的顶层或底层表面,具有一定深度,用于表层线路和内层线路的连接。

2.埋孔(buried via):用于印刷线路板内层连接,它不会延伸到线路板的表面。

3.通孔(through via):这种孔穿过整个线路板,可用于实现所有层线路的互连。

由于通孔在工艺上更易于实现,成本较低,所以绝大部分印刷电路板均使用它,而不用另外两种过孔。一般所说的过孔,没有特殊说明的,均作为通孔考虑。

二、过孔设计原则

1.原则上过孔不能位于焊盘上,注意是原则上,非要放在焊盘上怎么办?后面会提到;

2.器件金属外壳与PCB接触区域向外延伸1.5mm区域内不能有过孔;

3.贴片胶点涂或印刷区域内不能有过孔,如采用贴片胶点涂或印刷工艺的CHIP、SOP元件下方的PCB区域。

4.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)。

5.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。

6.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。

7.电源印制导线在层间转接的过孔数应符合通过电流的要求1A/Ф0.3孔,电流过大可以多打几个过孔。

三、过孔设计不合理会引发哪些问题?

1.元器件虚焊

当贴片焊盘上有过孔时,在加锡时锡会往过孔里渗透,如果是波峰焊工艺,虚焊情况可能会少一些,因为加锡量比较大,但是在回流焊情况下,锡膏量是一定的,若有流失,虚焊概率将会大大增加。

以上是在焊盘上打过孔,那么紧挨着焊盘打过孔行不行呢?答案也是不行。过孔表面处理分两种情况,1.开窗,意味着过孔表面为裸露的铜箔,锡膏加热后具有流动性,原本适量的锡膏量流失后会导致器件管脚处的锡膏量不足;2.盖油,盖油的工艺如下,过孔表面油墨在固化时需要加热,如果过孔距离SMD焊盘太近,材料热胀冷缩会导致油墨污染焊盘,焊接时就会有虚焊的风险。

2.立碑现象

PCB上的立碑(tombstone)也叫曼哈顿吊桥或吊桥效应等,常发生在片式元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊过程中,元件体积越小越容易发生,例如0201、0402等小型贴片元件。在表面贴装工艺的回流焊过程中,零件两端的锡膏融化时间不一致,而导致片式元件两端受力不均,这种片式元件自身质量比较轻,在应力的作用下就会造成一边翘起,产生如图所示的现象,一般形象地称之为“立碑”现象。

“立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流熔化时,元件两个焊端的表面张力不平衡,张力较大的一端拉着元件沿其底部旋转而致。一些小封装的贴片电阻电容,最好不要把过孔打在焊盘上的原因也是如此,过孔打在焊盘边缘上,由于焊盘两端张力不一致容易产生立碑现象。

四、什么情况下过孔能打在焊盘上?

1.埋盲孔

一般来说,当BGA pitch间距小于或等于0.5mm的状态下,此时BGA是不好扇出打孔的。在这种情况下,可以采取打盲埋孔的方式来解决。

所谓盲孔(Blind vias),就是将PCB内层走线与PCB表层走线相连的过孔类型,此孔不穿透整个板子。例如,只从表层打到中间第三层。

而埋孔(Buried vias)则只连接内层之间的走线的过孔类型,所以是从PCB表面是看不出来的。

由于盲孔只打通了表层到内层,没有全部打通PCB,所以不会导致有漏锡的情况发生;而埋孔直接是从内部打孔,所以更没有这种担忧。不过,唯一的问题还是从成本上来考虑,埋盲孔的工艺制造费用会大大增加。

2.散热过孔

在PCB设计中,我们经常会看见如下图所示的设计,常见于芯片的推荐设计里,要求在热焊盘上打过孔,此种情况是为了给IC散热而打的散热过孔。由于芯片主体中间没有需要焊接的引脚,所以在IC散热焊盘上的过孔是不用考虑漏锡、虚焊等问题的,但是设计时放置的过孔直径应尽量小。带有电气网络的焊盘(如GND net)仍然禁止放置通孔,可以放置上面提到的埋盲孔。

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  • dy-xYqtdqr9 2023-12-18 16:55
    能否讲一下过孔对信号的影响
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