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PCB通孔-您需要知道的一切

编辑:亿品优    来源:本站    发布时间:2021-12-10 22:05    浏览量:

     随着当今的印刷电路板(PCB)越来越小,它们使用的通孔组件越来越少。越来越难以证明为相对较大的镀通孔和相应的焊盘分配宝贵的空间。相反,必须尽可能使用表面安装的组件。随着表面贴装技术的日益普及,大多数现代PCB设计上的大多数镀通孔最终都是通孔。

       任何PCB通孔的主要目的是提供一条导电路径,以通过电镀的孔壁将电信号从一个电路层传递到另一层。但是,过孔的类型不同,并且过孔在PCB表面的最终外观也有不同的选择。尽管所有通孔实际上都具有相同的功能,但每种类型的通孔都需要在文档中准确定义,以便组装顺利进行,并且PCBA能够可靠地运行。

 

通孔结构–直通,盲孔,埋入: 

        第一种过孔是

过孔这是一个从顶层一直贯穿到底层的孔。它的两端都是敞开的,以允许电镀液流过并覆盖孔壁以使其导电。只要遵循制造商关于最小直径,最大长宽比(板厚除以孔直径)和邻接度(从一个通孔的边缘到最近的相邻通孔的最小允许距离)的规则,就不会钻通孔。接下来是机械钻孔的
 

盲孔盲孔从顶层或底层钻出,但在穿过PCB的整个距离之前停在某个点。机械钻孔的盲孔可用于将外层连接到相邻层,在某些情况下还可以连接到下面的另一层,但是需要仔细计划以确保良好的结果。与通孔不同,盲孔仅在一端开放,因此电镀液不能一直流过孔。这使镀覆过程复杂化。

        最常见的并发症是气泡会被困在孔的底部,从而导致没有铜覆盖的空隙区域。为了消除空隙,最好使用较大的孔,较小的纵横比和更剧烈的镀层搅拌,这将允许气泡逸出并暴露孔壁,从而实现可靠的镀层。了解制造商的设计规则,并在需要使用此类通孔时应用它们。适当的设计加上良好的过程控制将导致高产量。

        接下来是机械钻孔的埋孔       这些仅用于连接内部层结构。首先在叠层内部结构(例如8层PCB的L2-L7)的顶部至底部钻通孔,然后再进行电镀和填充以准备最终层压。有时,盲孔在层叠之前仅连接内层对。在某些高密度应用中,可以通过激光微孔将非常小的外层特征(例如BGA或QFP焊盘)连接到埋入式结构。最终的“堆叠”结构相当于一个通孔,但使用的外层空间比机械钻孔的通孔要少。

        激光微通孔是最小的通孔类型,通常直径约为0.003英寸-0.004英寸。微型过孔的最大优点是它们能够安装在非常狭窄的焊盘区域上,通常是作为紧密间距SMT或BGA封装内的焊盘中的过孔。电镀后,将焊盘平面化至其原始光滑状态,恢复焊盘表面,以便将其用于组件焊接。

        激光微孔的最大长宽比非常小-通常约为1:1-因此,对于大多数应用而言,仅通过非常薄的介电片将一层与其相邻层连接起来才是切实可行的。在极致密的设计中,它们可以采用顺序叠层的方式堆叠在一起,就像用于堆叠掩埋过孔的堆叠方式一样。

        首先,对通孔进行激光钻孔,电镀和平面化处理,以形成从最外层到其下一层的互连。完成这些步骤后,将另一层层压到堆栈的外部。层压后,新层将经历另一个盲孔钻孔和电镀循环。这将最外层连接到相邻层。如果需要,通常可以重复此过程3-4次。

覆盖或填充通孔的方法:

        通常希翼在生产顺序的后期对通孔进行额外的处理,以提高热性能或组装良率。这些可能包括环氧树脂孔填充,辅助焊料掩膜或两者的某种组合。

        这些额外的工艺步骤通常旨在消除组装问题,例如组件焊盘与通孔焊盘之间的焊料短路或焊料向下通过已钻入组件焊接区的通孔的枪管向下迁移。这些问题导致昂贵的故障排除和返工。幸运的是,可以通过指定适当的过孔处理来消除大多数问题。

        帐篷通孔的非导电阻焊层覆盖孔两端的焊盘。在干膜阻焊膜处于最佳状态时,帐篷很受欢迎,因为干膜的0.004英寸厚度使它能够非常可靠地帐篷化甚至是较大的孔,而不会出现破裂的机会。然而今天,干膜掩模不再使用,因为其高度会导致现代表面贴装焊接的困难。干膜的下降和消失使这种旧的帐篷形式变得不切实际,因为现代LPI阻焊层的厚度仅为其厚度的十分之一左右,而且不会形成真正的帐篷。

        侵入的过孔在大部分焊盘上都具有阻焊层,但阻焊层距离孔的距离仅为千分之几英寸。对于中等密度的PCB,这是一个很好的折衷,它介于完全插入和完全不实行任何操作之间。阻焊层的存在有效地增加了通孔和附近的可焊焊盘之间的距离,从而降低了焊料从焊盘桥接到通孔的可能性。由于孔是敞开的,因此无需担心在孔的筒中会夹杂污染物或形成气穴。在准备Gerber锉刀时,将受影响的孔的阻焊层开口的尺寸定为孔径+ 0.004英寸。示例:0.010英寸通孔,0.014英寸Gerber掩模开口。

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PCB过孔处理

 

        按钮打印和塞孔是填充孔的变体。它们可防止焊料流过(迁移),以便在组装过程中将正确数量的焊料保留在焊盘上。这些过程的推荐材料是非导电环氧树脂孔填充。将通孔的最大直径限制为0.020英寸,以使环氧树脂有效地填充孔。对于这些类型,请为您的Gerber文件提供不带通孔的阻焊层。

        有源焊盘不仅会堵塞孔,而且还会堵塞板。通常被称为“焊盘中通孔”,“盖板式”或VIPPO,如果以后要使用最初用来钻通孔的焊盘将在以后焊接表面安装的组件时是必需的。通过通孔将热量吸取到电路板的另一侧以散热,这对于冷却热运行组件也很有用。

        在有源焊盘处理中,使用插头,通过真空将其拉出,使其平坦化并过度电镀。产生的表面通常与从未进行过钻孔的其他SMT垫片没有区别。对于这种类型,请为您的Gerber文件提供没有相关通孔的阻焊层开口。

        有关上述通孔处理的更多信息(包括优缺点,横截面图等),请参阅大家的PCB插件通孔工艺页面。

如何通过需求定义:

        为避免PCB问题在制造文档中清楚说明TYPETREATMENT的通孔要求非常重要,这样您才能获得希望的结果。在所有情况下,请为设计中使用的每组过孔提供单独的文件。

对于TYPE,请向制造商提供以下信息:

  • 通孔类型(直通,盲孔或埋入式)

  • 通孔直径(大家建议在0.008英寸-0.020英寸之间)

  • 公差(通常为+/- 0.003英寸,尽管较小或堵塞的通孔可能是+ 000 /孔直径)

  • 每个钻孔文件要连接的层对(如果是盲层或埋入层)。

示例:从TOP层1到GND层钻出0.008英寸盲孔,完成0.008英寸+ 0.000英寸/-0.008英寸。

对于处理,请向制造商提供以下信息:

  • 根据Gerber文件(名称),使用阻焊剂处理所有_____直径的通孔,并将其浸入焊盘,但不填充孔。

  • 塞孔(部分填充):使用非导电环氧树脂对所有_____直径的孔使用按钮印刷或IPC 4类处理。

  • 塞孔(100%填充):使用非导电环氧树脂对所有_____直径的孔使用IPC 5类处理。

  • 按照IPC类型VII填充并盖上所有_____直径的通孔。用非导电环氧树脂填充孔,平整并覆盖。在垫上进行表面处理。

追求最佳结果

 

        深圳SMT贴片:PCB制造说明中任何不清晰的地方文件可能会延迟报价,影响裸露的PCB交付或使组装周期复杂化。随着更高密度设计的出现,对通孔类型和处理的明确要求比过去具有更高的重要性。请记住,不同的合同制造商有不同的偏好,不同的PCB制造商可能不会使用所有相同的设备和材料。这使您冒着风险,只提供Gerber阻焊膜文件而没有为通孔开口,希望一个制造商提供与另一个制造商完全相同的电路板。相反,请通过需求明确说明所有内容,并检查以确保您的数据文件符合那些需求。花一些时间来准确地描述您的项目将在以后消除令人不快的惊喜。

 

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