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使用過(guò)孔使您的 PCB 更可靠
使用過(guò)孔使您的 PCB 更可靠
電子行業(yè)使用多層印刷電路板 (PCB) 來(lái)減小電路板所占的物理尺寸。這增加了電路板頂層的組件密度，并且還將可用于將跡線(xiàn)布線(xiàn)到不同內層的空間分開(kāi)，而過(guò)孔是不同層之間電氣連接的唯一方式。雖然這使得過(guò)孔成為電路板設計的重要組成部分，但它們也會(huì )影響可焊性并引入弱點(diǎn)，導致電路板的可靠性降低。但是，通過(guò)遵循 韜放PCB提供的良好設計實(shí)踐，即使有過(guò)孔，您也可以使您的 PCB 更加可靠。
過(guò)孔類(lèi)型
通孔是 PCB 上的一個(gè)孔，跨越單層或多層，制造商在孔上鍍上銅，形成一個(gè)桶。該桶的末端連接到相應層上的特定跡線(xiàn)，在兩層之間形成電接觸。如果通孔跨越多層，內層也可以連接到它，前提是電路要求它這樣做。通孔主要有通孔、埋孔和盲孔三種。
通孔穿過(guò) PCB 的整個(gè)厚度，從頂層開(kāi)始，到最底層結束。制造商可以根據需要電鍍通孔或不電鍍。如果電路需要，鍍通孔的優(yōu)點(diǎn)是其他內層可以連接到它。
埋孔跨越兩個(gè)或多個(gè)內層，在頂層或底層都不可見(jiàn)。如果電路需要，埋孔跨越的層可以連接到它。盲孔開(kāi)始于頂層或底層，結束于內層。在途中，綁定通孔可能跨越多個(gè)內層，如果需要，它們可以連接到它。
高密度互連 (HDI) PCB和柔性 PCB使用另一種類(lèi)型的通孔，稱(chēng)為微通孔。它們非常小，制造商使用激光束對其進(jìn)行鉆孔。每個(gè)微通孔僅跨越一層，制造商可以將它們堆疊在其他層上，用作通孔、盲孔和埋孔。
過(guò)孔尺寸
通孔的直徑越大，它的強度就越大。這是因為大通孔具有更大的機械強度以及更高的導電性和導熱性。然而，一個(gè)大過(guò)孔會(huì )從已經(jīng)稀缺的 PCB 空間中減去，這可能對布線(xiàn)很有用。韜放 PCB 建議過(guò)孔的最小鉆孔寬度為 20 密耳，環(huán)形圈為 7 密耳，最小縱橫比為 6:1。
散熱注意事項
當 PCB 升溫時(shí)，無(wú)論是在加工過(guò)程中還是在工作環(huán)境中，銅和層壓板之間的熱膨脹系數 (CTE) 差異都會(huì )導致問(wèn)題。PCB層壓板的結構點(diǎn)陣限制了水平方向（沿平面）的膨脹，但可以在垂直方向（垂直于平面）自由收縮或顯著(zhù)膨脹。
例如，FR-4 層壓板的收縮或膨脹速度是銅的四倍。因此，每次電路板加熱時(shí)，通孔中的銅桶都會(huì )承受巨大的壓力。如果銅桶厚度不夠，PCB太厚，板子會(huì )膨脹到可能斷銅的地步。對于 20 mils 的鉆孔寬度，34 mils 的焊盤(pán)直徑將適用于 120 mils 的最大板厚。
焊錫芯吸
定位過(guò)孔與其尺寸一樣重要。將過(guò)孔放置在非?？拷副P(pán)的位置可能會(huì )導致出現幾個(gè)問(wèn)題，其中最重要的是焊錫芯吸效應。
隨著(zhù)通孔和焊盤(pán)上的焊膏變熱，通孔中的毛細管作用將焊料從焊盤(pán)吸入通孔。焊料穿過(guò)通孔并聚集在其底部，使焊盤(pán)不足或完全沒(méi)有焊料。較大的通孔會(huì )更快地吸收更多的焊料，并且接頭可能在機械上很弱并且具有電阻性。韜放 PCB 推薦了三種防止這種情況的方法，其中任何一種都是有效的：
阻焊層屏障：放置在通孔和焊盤(pán)之間的阻焊層將防止焊料進(jìn)入通孔。然而，為了放置足夠寬的阻焊層，設計人員可能不得不將通孔移到離焊盤(pán)更遠的地方。如果電路板已經(jīng)很擁擠，或者電路板處理高頻信號，這可能是不可能的。
帳篷通孔：如果無(wú)法將通孔從焊盤(pán)上移開(kāi)并在其間放置阻焊層，則完全屏蔽通孔焊盤(pán)可能會(huì )有所幫助。完全密封通孔確實(shí)可以防止焊料流入，但也可以防止將通孔用作測試點(diǎn)。一些污染物可能會(huì )進(jìn)入通孔并腐蝕銅管。
填充通孔：也可以在安裝前用導電或非導電材料完全填充通孔。用填充材料完全密封通孔具有提供更好的防污染屏障的優(yōu)點(diǎn)。
結論
韜放 PCB 建議將可靠性設計研究作為提高可靠性、降低成本、縮短上市時(shí)間和提高客戶(hù)滿(mǎn)意度的寶貴過(guò)程?？煽啃栽O計的實(shí)施需要人員、工具和時(shí)間限制的適當組合。