PCB通孔-您需要(yào)知道(dào)的一切
隨著(zhuó)當今的(dí)印刷電路(lù)板(bǎn)（PCB）越(yuè)來越小，它(tā)們(mén)使用的通(tōng)孔組(zǔ)件越來越少(shǎo)。越來(lái)越難(nán)以證明(míng)為相(xiāng)對(duì)較(jiào)大的鍍通(tōng)孔(kǒng)和(hé)相應的(dí)焊盤分(fēn)配寶貴的空間(jiān)。相反，必須盡可能使(shǐ)用(yòng)表麵安裝(zhuāng)的(dí)組件(jiàn)。隨著(zhuó)表(biǎo)麵(miàn)貼裝(zhuāng)技術的(dí)日(rì)益普(pǔ)及(jí)，大(dà)多數現代PCB設(shè)計上的(dí)大多(duō)數(shù)鍍(dù)通孔最終都是通孔。
任(rèn)何(hé)PCB通孔的主要目的(dí)是提(tí)供一條導電路(lù)徑(jìng)，以通(tōng)過(guò)電(diàn)鍍的(dí)孔壁將電信號從一(yī)個(gè)電(diàn)路(lù)層傳遞(dì)到另(lìng)一層。但(dàn)是，過孔(kǒng)的類(lèi)型不(bù)同(tóng)，並(bìng)且過孔在(zài)PCB表(biǎo)麵的最終外觀也有不同(tóng)的選擇。盡(jìn)管(guǎn)所有通(tōng)孔實(shí)際上(shàng)都具有相同(tóng)的(dí)功能(néng)，但每種類型的(dí)通孔(kǒng)都需(xū)要在文檔(dàng)中準確(què)定義(yì)，以便(biàn)組裝順(shùn)利(lì)進行，並且PCBA能夠(gòu)可靠地(dì)運(yùn)行。
通(tōng)孔(kǒng)結構(gòu)–直(zhí)通(tōng)，盲(máng)孔(kǒng)，埋(mái)入：
第一種過孔是(shì)過孔(kǒng)。這是一個從頂層(céng)一直(zhí)貫穿(chuān)到底層的孔。它的兩(liǎng)端都(dū)是敞開(kāi)的(dí)，以允(yǔn)許電(diàn)鍍液流過並覆(fù)蓋孔壁以使(shǐ)其(qí)導電。隻要遵(zūn)循製造商(shāng)關於(yú)最小(xiǎo)直徑，最(zuì)大長(cháng)寬比（板厚(hòu)除(chú)以(yǐ)孔(kǒng)直徑(jìng)）和(hé)鄰(lín)接度（從(cóng)一(yī)個(gè)通(tōng)孔(kǒng)的(dí)邊緣(yuán)到最近的相鄰通(tōng)孔的最小允(yǔn)許距(jù)離）的(dí)規(guī)則，就(jiù)不(bù)會(huì)鑽通孔(kǒng)。
接下(xià)來是(shì)機械鑽孔的盲孔。盲孔從(cóng)頂層或底層(céng)鑽出(chū)，但在(zài)穿(chuān)過PCB的(dí)整(zhěng)個距離之前(qián)停在(zài)某個點。機械鑽(zuān)孔(kǒng)的盲(máng)孔可用(yòng)於將外(wài)層連(lián)接(jiē)到(dào)相鄰(lín)層(céng)，在某(mǒu)些(xiē)情況(kuàng)下(xià)還可以連接到(dào)下麵的另一(yī)層(céng)，但是(shì)需要仔(zī)細計劃(huá)以(yǐ)確保良好的結(jié)果(guǒ)。與通(tōng)孔不同，盲(máng)孔僅(jǐn)在一端開(kāi)放，因此電鍍液不(bù)能(néng)一(yī)直(zhí)流過孔(kǒng)。這使鍍(dù)覆過(guò)程(chéng)復雜(zá)化(huà)。
最(zuì)常見(jiàn)的(dí)並發(fā)症(zhèng)是(shì)氣泡會(huì)被(bèi)困在(zài)孔(kǒng)的底(dǐ)部，從而(ér)導(dǎo)致沒有(yǒu)銅(tóng)覆(fù)蓋的(dí)空隙(xì)區域。為(wéi)了消除(chú)空(kōng)隙，最好(hǎo)使(shǐ)用(yòng)較大的孔，較小的縱(zòng)橫(héng)比和(hé)更(gēng)劇(jù)烈的(dí)鍍(dù)層攪(jiǎo)拌，這將允許氣泡逸出並暴露(lòu)孔壁(bì)，從而實(shí)現可靠(kào)的(dí)鍍層。了解(jiě)製造(zào)商(shāng)的(dí)設計規則(zé)，並(bìng)在需(xū)要(yào)使用此(cǐ)類通孔(kǒng)時(shí)應用它(tā)們。適當(dāng)的設(shè)計加上(shàng)良好的(dí)過程(chéng)控(kòng)製(zhì)將(jiāng)導(dǎo)致高(gāo)產(chǎn)量。
接(jiē)下(xià)來是(shì)機(jī)械鑽孔的埋孔(kǒng)。這些僅(jǐn)用(yòng)於(yú)連(lián)接(jiē)內部層(céng)結(jié)構。首先(xiān)在疊層內部結(jié)構（例(lì)如(rú)8層(céng)PCB的(dí)L2-L7）的頂部(bù)至底部(bù)鑽(zuān)通孔，然(rán)後再進行電(diàn)鍍(dù)和填(tián)充以準(zhǔn)備最(zuì)終層(céng)壓(yā)。
有(yǒu)時，盲(máng)孔(kǒng)在(zài)層疊之前僅連(lián)接內層(céng)對。在某些(xiē)高密(mì)度應用中(zhōng)，可以(yǐ)通(tōng)過(guò)激(jī)光微孔(kǒng)將非常小(xiǎo)的(dí)外(wài)層特征（例(lì)如BGA或QFP焊(hàn)盤）連接到埋入(rù)式結構。最終(zhōng)的“堆疊”結構(gòu)相當(dāng)於(yú)一個通孔，但使用(yòng)的外(wài)層(céng)空間比(bǐ)機(jī)械(xiè)鑽孔的(dí)通(tōng)孔(kǒng)要少(shǎo)。
激光微通孔(kǒng)是最(zuì)小的通(tōng)孔類型，通(tōng)常直(zhí)徑(jìng)約為(wéi)0.003英寸(cùn)-0.004英(yīng)寸(cùn)。微(wēi)型(xíng)過(guò)孔的最大(dà)優點是它(tā)們能(néng)夠安(ān)裝在(zài)非(fēi)常(cháng)狹窄(zhǎi)的焊(hàn)盤(pán)區域(yù)上，通(tōng)常是作為緊密(mì)間(jiān)距SMT或BGA封裝(zhuāng)內的焊盤中(zhōng)的過孔(kǒng)。電鍍(dù)後，將焊盤平麵化(huà)至(zhì)其原始(shǐ)光滑(huá)狀態，恢復(fù)焊盤表麵，以便(biàn)將其(qí)用於組件焊接。
激光微孔的最大(dà)長寬比非常(cháng)小-通(tōng)常(cháng)約(yuē)為(wéi)1：1-因(yīn)此，對(duì)於大多數(shù)應用(yòng)而言，僅通過非(fēi)常薄的介(jiè)電(diàn)片將(jiāng)一層與(yǔ)其相鄰(lín)層連(lián)接(jiē)起來(lái)才是(shì)切實可行的。在極(jí)致密的(dí)設(shè)計中，它們(mén)可以(yǐ)采用順序疊(dié)層(céng)的方(fāng)式堆(duī)疊在(zài)一起(qǐ)，就像(xiàng)用於堆疊掩埋(mái)過孔的堆疊方式一樣(yàng)。
首(shǒu)先(xiān)，對(duì)通孔進(jìn)行激(jī)光鑽孔(kǒng)，電鍍(dù)和(hé)平麵化處(chǔ)理，以(yǐ)形成從最外(wài)層(céng)到其下一層(céng)的互(hù)連。完(wán)成這些步驟後，將另一(yī)層(céng)層壓到堆棧(zhàn)的外部。層壓後，新(xīn)層(céng)將經歷(lì)另(lìng)一個盲(máng)孔鑽(zuān)孔(kǒng)和電(diàn)鍍循環(huán)。這(zhè)將(jiāng)最(zuì)外層(céng)連接(jiē)到(dào)相鄰層(céng)。如(rú)果需要，通(tōng)常可以(yǐ)重(zhòng)復(fù)此(cǐ)過(guò)程3-4次(cì)。
覆(fù)蓋或(huò)填(tián)充(chōng)通孔的方法：
通常希(xī)望(wàng)在生產順序的(dí)後期對通孔進行額外的處(chǔ)理(lǐ)，以提高(gāo)熱性(xìng)能(néng)或(huò)組裝(zhuāng)良率。這些可能(néng)包括環氧樹(shù)脂孔(kǒng)填(tián)充，輔(fǔ)助焊料(liào)掩膜或兩(liǎng)者的某(mǒu)種(zhǒng)組合(hé)。
這些額外的工(gōng)藝(yì)步驟通常(cháng)旨在消除組(zǔ)裝(zhuāng)問(wèn)題(tí)，例如組(zǔ)件(jiàn)焊(hàn)盤與(yǔ)通(tōng)孔(kǒng)焊盤(pán)之間的焊料(liào)短路或焊料向下通過已鑽入(rù)組件焊接區的(dí)通孔的(dí)槍管向(xiàng)下(xià)遷(qiān)移。這些問(wèn)題導致昂(áng)貴(guì)的(dí)故(gù)障排除和(hé)返工。幸運的(dí)是，可(kě)以(yǐ)通(tōng)過指定適(shì)當的過(guò)孔處理來消除大(dà)多(duō)數(shù)問(wèn)題。
帳(zhàng)篷通孔的(dí)非(fēi)導(dǎo)電(diàn)阻(zǔ)焊層覆(fù)蓋孔兩端的焊(hàn)盤(pán)。在幹(gān)膜阻焊膜(mó)處於(yú)最佳狀態時(shí)，帳(zhàng)篷(péng)很(hěn)受(shòu)歡迎(yíng)，因為幹(gān)膜(mó)的0.004英寸厚(hòu)度使它(tā)能夠(gòu)非常(cháng)可靠(kào)地帳篷化甚(shèn)至是較大(dà)的孔(kǒng)，而(ér)不(bù)會(huì)出(chū)現破(pò)裂的機會。然而(ér)今天，幹(gān)膜(mó)掩(yǎn)模(mó)不再使用(yòng)，因為其高(gāo)度(dù)會導(dǎo)致(zhì)現代表麵貼(tiē)裝焊接的(dí)困難。幹(gān)膜的下(xià)降(jiàng)和(hé)消(xiāo)失使(shǐ)這種(zhǒng)舊(jiù)的(dí)帳篷形式變得不切實(shí)際(jì)，因(yīn)為(wéi)現代LPI阻焊(hàn)層(céng)的厚(hòu)度(dù)僅(jǐn)為其厚(hòu)度的十(shí)分之一(yī)左右(yòu)，而且(qiě)不(bù)會形(xíng)成真(zhēn)正(zhèng)的(dí)帳篷。
侵(qīn)入(rù)的過(guò)孔在大(dà)部分焊盤上都(dū)具(jù)有(yǒu)阻焊(hàn)層，但阻焊(hàn)層距離(lí)孔的(dí)距(jù)離僅為千分(fēn)之幾(jī)英寸。對於(yú)中(zhōng)等密度(dù)的(dí)PCB，這(zhè)是一個(gè)很(hěn)好的(dí)折衷，它(tā)介(jiè)於完全(quán)插(chā)入(rù)和(hé)完全不執行(háng)任(rèn)何操(cāo)作之(zhī)間。阻(zǔ)焊層(céng)的存在有效(xiào)地(dì)增(zēng)加(jiā)了(liǎo)通(tōng)孔和附近的(dí)可焊(hàn)焊(hàn)盤(pán)之(zhī)間的距(jù)離，從而降低(dī)了(liǎo)焊(hàn)料從(cóng)焊(hàn)盤(pán)橋接到通(tōng)孔(kǒng)的可(kě)能性(xìng)。由(yóu)於孔(kǒng)是(shì)敞開的，因(yīn)此無(wú)需擔心(xīn)在孔的(dí)筒(tǒng)中(zhōng)會夾雜汙染(rǎn)物或形成氣(qì)穴。在(zài)準備(bèi)Gerber銼刀(dāo)時(shí)，將受(shòu)影(yǐng)響的(dí)孔(kǒng)的(dí)阻(zǔ)焊(hàn)層開(kāi)口(kǒu)的(dí)尺寸定為(wéi)孔徑+ 0.004英寸(cùn)。示(shì)例：0.010英(yīng)寸通孔，0.014英寸Gerber掩模開口。
PCB過(guò)孔處(chǔ)理(lǐ)
按鈕打印和塞孔是填充孔(kǒng)的(dí)變(biàn)體。它們(mén)可防止焊(hàn)料(liào)流(liú)過(guò)（遷移），以便(biàn)在(zài)組裝(zhuāng)過程(chéng)中(zhōng)將(jiāng)正(zhèng)確(què)數量(liáng)的焊(hàn)料保(bǎo)留在焊(hàn)盤(pán)上。這(zhè)些(xiē)過程的推薦(jiàn)材(cái)料是(shì)非(fēi)導電(diàn)環(huán)氧(yǎng)樹脂孔填充。將通(tōng)孔的最大(dà)直徑(jìng)限(xiàn)製(zhì)為(wéi)0.020英寸，以使(shǐ)環(huán)氧樹(shù)脂有效地(dì)填充孔。對(duì)於這(zhè)些(xiē)類型，請為(wéi)您的Gerber文件提供不(bù)帶通孔的(dí)阻焊層。
有源焊(hàn)盤不(bù)僅(jǐn)會(huì)堵塞孔，而且(qiě)還(huán)會堵塞(sāi)板。通(tōng)常(cháng)被稱為“焊盤(pán)中通(tōng)孔”，“蓋(gài)板式”或VIPPO，如(rú)果以後要(yào)使(shǐ)用最(zuì)初(chū)用(yòng)來鑽(zuān)通孔的(dí)焊(hàn)盤將在以後(hòu)焊接(jiē)表麵安(ān)裝的(dí)組(zǔ)件(jiàn)時是(shì)必需(xū)的(dí)。通(tōng)過通孔將熱量(liáng)吸收到電路板的(dí)另一側(cè)以(yǐ)散熱，這(zhè)對(duì)於(yú)冷卻熱運(yùn)行(háng)組(zǔ)件也很有(yǒu)用。
在(zài)有(yǒu)源焊盤處理(lǐ)中，使(shǐ)用插頭(tóu)，通過(guò)真空將其拉出，使(shǐ)其(qí)平坦化(huà)並過(guò)度電鍍(dù)。產生的(dí)表麵通常與從未(wèi)進(jìn)行(háng)過鑽孔(kǒng)的(dí)其(qí)他SMT墊(diàn)片(piàn)沒有區(qū)別。對於(yú)這(zhè)種(zhǒng)類型(xíng)，請(qǐng)為您(nín)的Gerber文(wén)件提供(gōng)沒(méi)有相關(guān)通孔(kǒng)的阻焊(hàn)層(céng)開口。
有關(guān)上(shàng)述通(tōng)孔(kǒng)處(chǔ)理的(dí)更多(duō)信(xìn)息(xī)（包括(kuò)優(yōu)缺點(diǎn)，橫(héng)截麵(miàn)圖(tú)等(děng)），請參閱(yuè)我(wǒ)們的PCB插件通孔(kǒng)工(gōng)藝(yì)頁麵(miàn)。
如何(hé)通過需(xū)求定義(yì)：
為(wéi)避免PCB問(wèn)題，在製(zhì)造文檔中(zhōng)清楚(chǔ)說(shuō)明(míng)TYPE和TREATMENT的(dí)通孔要求(qiú)非(fēi)常(cháng)重要，這樣您(nín)才能獲得期(qī)望的結(jié)果(guǒ)。在所有情況下(xià)，請為設計(jì)中(zhōng)使用(yòng)的每組過孔提供(gōng)單獨的(dí)文(wén)件。
對於(yú)TYPE，請(qǐng)向製造商提供以下(xià)信息：
通孔類型（直(zhí)通(tōng)，盲孔(kǒng)或埋入(rù)式(shì)）
通孔直徑（我(wǒ)們建議(yì)在0.008英(yīng)寸-0.020英寸之間）
公差(chà)（通常(cháng)為(wéi)+/- 0.003英(yīng)寸(cùn)，盡(jìn)管較小或堵塞(sāi)的(dí)通孔(kǒng)可(kě)能(néng)是+ 000 /孔直徑(jìng)）
每個鑽(zuān)孔文(wén)件要連(lián)接(jiē)的層(céng)對（如果(guǒ)是盲(máng)層或(huò)埋入層）。
示例：從(cóng)TOP層1到GND層鑽出0.008英(yīng)寸(cùn)盲孔，完成(chéng)0.008英(yīng)寸+ 0.000英(yīng)寸/-0.008英寸。
對於處(chǔ)理，請(qǐng)向製造商(shāng)提(tí)供(gōng)以下信息：
根據Gerber文件(jiàn)（名(míng)稱），使(shǐ)用阻(zǔ)焊(hàn)劑處理(lǐ)所有(yǒu)_____直徑的(dí)通(tōng)孔(kǒng)，並將其浸(jìn)入(rù)焊盤(pán)，但(dàn)不(bù)填充孔(kǒng)。
塞(sāi)孔(kǒng)（部分填充(chōng)）：使用(yòng)非(fēi)導(dǎo)電環氧樹脂對(duì)所有(yǒu)_____直(zhí)徑的孔使用(yòng)按鈕(niǔ)印刷或(huò)IPC 4類(lèi)處(chǔ)理。
塞孔（100％填充）：使(shǐ)用非(fēi)導電環氧樹脂(zhī)對(duì)所有(yǒu)_____直徑(jìng)的孔使用IPC 5類處(chǔ)理。
按照(zhào)IPC類(lèi)型(xíng)VII填充並(bìng)蓋(gài)上(shàng)所(suǒ)有(yǒu)_____直徑的(dí)通孔。用非(fēi)導電環(huán)氧(yǎng)樹脂填(tián)充(chōng)孔，平(píng)整並(bìng)覆蓋。在墊(diàn)上(shàng)進行(háng)表麵(miàn)處理。
追求(qiú)最(zuì)佳結(jié)果(guǒ)
深(shēn)圳SMT貼(tiē)片(piàn)：PCB製造說(shuō)明(míng)中任何不清(qīng)晰的(dí)地方文件(jiàn)可能會延遲(chí)報價，影響(xiǎng)裸露(lòu)的PCB交付或使(shǐ)組(zǔ)裝(zhuāng)周期復雜化。隨著更高密度設(shè)計的出現，對(duì)通(tōng)孔(kǒng)類型和處理(lǐ)的明(míng)確(què)要(yào)求比過(guò)去具(jù)有(yǒu)更高(gāo)的重要性(xìng)。請記住，不(bù)同(tóng)的(dí)合(hé)同(tóng)製造(zào)商(shāng)有(yǒu)不同的偏好，不同的PCB製造(zào)商(shāng)可能不(bù)會使(shǐ)用所有相(xiāng)同的設備和材(cái)料。這(zhè)使(shǐ)您(nín)冒著(zhuó)風險，隻(zhī)提供Gerber阻焊(hàn)膜文(wén)件而沒(méi)有為通(tōng)孔開(kāi)口(kǒu)，期望一個(gè)製造(zào)商(shāng)提(tí)供(gōng)與另(lìng)一個製造商(shāng)完全(quán)相(xiāng)同(tóng)的電路板(bǎn)。相(xiāng)反(fǎn)，請通(tōng)過(guò)需(xū)求(qiú)明確說(shuō)明(míng)所有(yǒu)內容，並檢查(chá)以確保您的數(shù)據(jù)文(wén)件(jiàn)符(fú)合(hé)那些(xiē)需(xū)求(qiú)。花一些(xiē)時(shí)間來準確地描述您的(dí)項目將(jiāng)在以後消除令人不快的(dí)驚喜。