PCB過孔怎么處理？

一、PCB 過孔什么意思？

? PCB 過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。 ? 通常來說，PCB 過孔最基本有通孔、盲孔、埋孔。 ?

常見PCB過孔

二、PCB 過孔設(shè)計(jì)的重要性

1、如果電路非常簡單，可能不需要過孔，但在設(shè)計(jì)多層PCB時就確定需要過孔。 ?

2、多層板的情況下，過孔可以讓元器件的密度變高。 ?

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

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

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

三、PCB過孔設(shè)計(jì)和PCB過孔工藝

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

通孔過孔

盲孔

埋孔

堆疊過孔

交錯過孔

跳過過孔

微孔

散熱孔

2、8種 PCB 過孔設(shè)計(jì)和 PCB 過孔工藝 ?

1）通孔

最常見和最簡單的 PCB 過孔是通孔過孔。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，光線通過的孔是通孔。 ?

通孔過孔主要是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 過孔？?這很簡單，看孔壁就知道是不是電鍍了。 ?

PCB過孔設(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，你無法通過孔看到另一側(cè)。

盲孔可以是激光鉆孔或機(jī)械鉆孔，對于盲孔，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以創(chuàng)建盲孔并電鍍它們。 ?

PCB過孔設(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，埋孔用于連接兩個或多個內(nèi)層之間的電路。

與盲孔不同的是，如果埋孔連接了 3+ 個內(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電鍍孔壁。 ?

PCB過孔設(shè)計(jì)-盲孔 ?

當(dāng)通過鉆孔和編譯不同的 PCB 層來創(chuàng)建盲孔或埋孔時，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過孔類型——重疊過孔和交錯過孔。

4） 堆疊過孔

堆疊過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過孔設(shè)計(jì)--堆疊過孔 ?

下面的過孔是堆疊過孔和盲孔。 ?

PCB過孔設(shè)計(jì)--堆疊過孔 ?

與交錯過孔相比，堆疊過孔的設(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，這些孔一起形成具有平坦孔壁的完整堆疊過孔。并且它要求 PCB 制造商具有極高的精度。 ?

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

5） 交錯過孔

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

PCB過孔設(shè)計(jì)--交錯過孔 ?

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

6） 跳過過孔

跳過通孔是一種 PCB 通孔，它穿透多個電路層，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，下圖過孔也是跳過四個電路層，連接兩個電路層的過孔。

PCB過孔設(shè)計(jì)--跳過過孔

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 PCB 電路層，微孔的理想縱橫比為 0.75:1。

PCB過孔設(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，它們通過減少層數(shù)來實(shí)現(xiàn)更高的布線密度，這消除了對通孔的需要。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，它們形成重疊的過孔，當(dāng)通過導(dǎo)線連接而不重疊時，它們會形成交錯的過孔。

8） 散熱孔--焊盤過孔

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，會產(chǎn)生大量熱量，通過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)熱過孔一般為通孔型，內(nèi)部涂有導(dǎo)電環(huán)氧樹脂，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€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，以防止焊料通過孔。 ?

PCB過孔設(shè)計(jì)--散熱孔 ?

散熱孔--焊盤過孔的優(yōu)點(diǎn)：

布線提供了便利，并避免了過孔的寄生電感。

允許熱管理：允許在平坦的焊盤表面上放置過孔。之后，使用導(dǎo)電或非導(dǎo)電環(huán)氧樹脂對通孔進(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。

減少空間要求：它還通過減少走線占用的空間來實(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--焊盤過孔的缺點(diǎn)

回流焊接時，焊膏可能會流過過孔，導(dǎo)致PCB焊盤焊接不良。

四、PCB過孔設(shè)計(jì)技巧

縱橫比：使用機(jī)械鉆創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)通孔時，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 10:1。這意味著對于 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。

信號完整性：盡管過孔很短，但它仍然是可測量的導(dǎo)體長度，這可能會導(dǎo)致嚴(yán)格的信號完整性要求出現(xiàn)問題。例如，連接十層電路板頂部兩層的通孔將有 8 層不必要的金屬，這些金屬可能會產(chǎn)生干擾。

環(huán)形圈：過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)械鉆在鉆孔時會晃動一點(diǎn)，如果沒有足夠的環(huán)形圈，過孔可能會因鉆孔斷裂而受損。

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 逃逸時使用盲孔和微孔至關(guān)重要的地方，這樣每個引腳都可以布線，但重要的布線通道和平面不會被部件下方擋住。

選擇交錯而不是堆疊過孔，因?yàn)槎询B過孔需要填充和平坦化。這個過程很耗時并且需要額外的費(fèi)用。

實(shí)施盲孔和埋孔的受控深度。

將高速過孔的縱橫比保持在最低限度，以避免信號反射。這提供了更好的電氣性能和信號完整性、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。如果它們沒有被平面化，焊點(diǎn)可能會受到影響。

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

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

檢查走線和過孔與布線/刻痕邊緣的最小間隙。