過(guò)孔是鉆入PCB的微型導(dǎo)電通路,用于在不同層之間建立電連接?;旧?,通孔是PCB中的垂直走線。
在深入探討通孔之前,我將簡(jiǎn)單地定義一下PCB是。 PCB是受控參數(shù)下的信號(hào)傳輸技術(shù)。印刷電路板是組件互連的基礎(chǔ)。主要目的是在有源和無(wú)源組件之間形成電連接,而不會(huì)中斷或干擾另一信號(hào)或連接。因此,基本思想是形成連接網(wǎng)絡(luò)而不與另一個(gè)連接沖突。因此,PCB是連接彼此不重疊的組件的連接。
為了達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),PCB由多層組成。但是這些多層膜如何相互連接以建立電氣連續(xù)性?這是一個(gè)通道彈出到圖片中。
如前所述,過(guò)孔是微小的導(dǎo)電隧道,連接PCB的不同層并允許信號(hào)流過(guò)它們。制造商可以精確地鉆取符合設(shè)計(jì)者要求的通孔,使該P(yáng)CB制造商成為業(yè)界最佳制造商。在設(shè)計(jì)電路之前找出制造商的能力始終是一個(gè)好習(xí)慣。
寬高比
方面比率(AR)是決定PCB可靠性的參數(shù)。在討論有關(guān)過(guò)孔的更多信息之前,讓我們先了解寬高比的概念??v橫比是PCB厚度與鉆孔直徑之比。
縱橫比(通孔)=(PCB厚度)/(鉆孔直徑)
由于微孔不會(huì)突出整個(gè)電路板,因此縱橫比為:
縱橫比(微孔)=(鉆孔深度)/(鉆孔直徑)
縱橫比在PCB制造過(guò)程中的電鍍過(guò)程中起著重要作用。電鍍液必須在鉆孔內(nèi)有效流動(dòng),以實(shí)現(xiàn)所需的鍍銅。與板厚度相比較小的孔可導(dǎo)致不均勻或不令人滿意的銅鍍層??v橫比越大,在通孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠的鍍銅越具挑戰(zhàn)性。因此,縱橫比越小,PCB可靠性越高。在Sierra Circuits,我們?yōu)槲⒖滋峁?.75:1的寬高比。

縱橫比圖表
不同種類的過(guò)孔

根據(jù)其功能,在PCB上鉆有不同類型的過(guò)孔。
- 通孔過(guò)孔 - 孔從頂部穿透到底層。連接是從頂層到底層建立的。
- 盲孔 - 孔從外層穿透并終止于內(nèi)層??撞粫?huì)穿透整個(gè)板,而是將PCB的外層連接到至少一個(gè)內(nèi)層。連接是從頂層到中心的層,或從底層到中間的某個(gè)層。一旦層壓完成,就不能看到孔的另一端。因此,它們被稱為盲孔。
- 埋設(shè)過(guò)孔(隱藏過(guò)孔) - 這些過(guò)孔位于內(nèi)層,沒(méi)有到外層的路徑。它們連接內(nèi)層并遠(yuǎn)離視線。
根據(jù)IPC標(biāo)準(zhǔn),埋入式過(guò)孔和盲孔的直徑必須小于或等于6密耳(150微米)。
Microvias

最常見(jiàn)的過(guò)孔是微孔(μvias)。在PCB制造期間,微孔通過(guò)激光鉆孔并且與標(biāo)準(zhǔn)通孔相比具有更小的直徑。 Microvias在高密度互連(HDI)PCB中實(shí)現(xiàn)。微孔的深度通常不超過(guò)兩層,因?yàn)樵谶@些小通孔內(nèi)鍍銅是一項(xiàng)繁瑣的工作。如前所述,通孔直徑越小,電鍍槽的拋光能力就越高,以實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍銅。

Microvias可分為堆疊過(guò)孔和交錯(cuò)過(guò)孔在PCB層的位置。此外,還有另一種稱為 skipvias 的微虛擬。 Skipvias跳過(guò)一層,這意味著它們通過(guò)一層不與該特定層電接觸。跳過(guò)的層不會(huì)與該通路形成電連接。因此,名稱。
Microvias改善了電氣特性,并允許在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高功能的小型化。這反過(guò)來(lái)為智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備中的大引腳數(shù)芯片提供了空間。 Microvias減少了印刷電路板設(shè)計(jì)中的層數(shù),并實(shí)現(xiàn)了更高的布線密度。這消除了對(duì)通孔過(guò)孔的需要。微孔微尺寸和能力連續(xù)增加了處理能力。實(shí)現(xiàn)微通孔而不是通孔可以減少PCB的層數(shù),并且還可以簡(jiǎn)化BGA突破。沒(méi)有microvias,你仍然會(huì)使用一個(gè)大胖無(wú)繩電話,而不是你的時(shí)尚小智能手機(jī)。
通過(guò)
有時(shí),通孔覆蓋有焊接掩模,因此通孔不會(huì)暴露。這被稱為帳篷或覆蓋的通道。
由于現(xiàn)在我們對(duì)通孔有了更好的理解,讓我們來(lái)看看最重要的部分,焊盤中的通孔。有時(shí)也稱為焊盤上的焊盤。
焊盤中的焊盤或焊盤上的焊孔(VIPPO)
信號(hào)速度,電路板元件密度和PCB厚度的增加導(dǎo)致了焊盤內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)。 CAD設(shè)計(jì)工程師實(shí)施VIPPO以及傳統(tǒng)的通孔結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)可布線性和信號(hào)完整性要求。

那么,什么是焊盤?讓我解釋。在傳統(tǒng)的過(guò)孔中,信號(hào)跡線遠(yuǎn)離焊盤然后到達(dá)通孔。您可以在上圖中看到這一點(diǎn)。這樣做是為了避免在回流過(guò)程中焊膏滲入通孔。在焊盤中的通孔中,鉆孔位于焊盤正下方。確切地說(shuō),通孔放置在表面貼裝元件的焊盤內(nèi)。

首先,根據(jù)設(shè)計(jì)人員的要求,通孔填充有非導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂。之后,該通孔被加蓋并鍍覆以提供導(dǎo)電性。這種技術(shù)縮短了信號(hào)路徑長(zhǎng)度,從而消除了寄生電感和電容效應(yīng)。
焊盤中的焊盤可適應(yīng)更小的元件間距尺寸,并縮小PCB的整體尺寸。該技術(shù)非常適用于BGA封裝元件。
為了使事情變得更好,背鉆工藝與焊盤一起實(shí)施。執(zhí)行后鉆以消除通孔的未使用部分內(nèi)的信號(hào)反射。鉆出不需要的通孔根部以去除任何類型的信號(hào)反射。這確保了信號(hào)的完整性。

總之,過(guò)孔基本上都是井,但不足以放棄硬幣并許愿。 PCB制造商實(shí)施的過(guò)孔技術(shù)可能會(huì)影響您的產(chǎn)品。下次遇到許愿井時(shí),請(qǐng)記得希望獲得完美的通道。
快速PCB設(shè)計(jì)提示
以下是您在設(shè)計(jì)中使用過(guò)孔時(shí)可以考慮的一些快速提示:
- 避免盲孔和埋孔 - 這需要更多的鉆孔時(shí)間和額外的疊片。這會(huì)增加整個(gè)PCB的成本。
- 堆疊和交錯(cuò)的過(guò)孔 - 選擇交錯(cuò)而不是堆疊的過(guò)孔,因?yàn)槎询B的過(guò)孔需要填充和平面化。此過(guò)程既費(fèi)時(shí)又昂貴。
- 保持縱橫比最小。這提供了更好的電氣性能和信號(hào)完整性。降低噪聲和串?dāng)_,降低EMI/RFI。
- 實(shí)現(xiàn)更小的過(guò)孔。這可以幫助您構(gòu)建高效的HDI PCB,因?yàn)殡s散電容和電感會(huì)減少。
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