PCB设计当中过孔的设计规范.PDFVIP

PCB设设计计当当中中过过孔孔的的设设计计规规范范 作者 ：郑振宇 ，来源 ：凡亿PCB微信公众号 过孔 （via ）是多层PCB的重 组成部分之一 ，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。从设计的角度来看 ，一个过孔 主 由两个部分组成 ，一是中间的钻孔 （drill hole ）,二是钻孔周围的焊盘区 ，这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显 然 ，在高速,高密度的PCB设计时 ，设计者总是希望过孔越小越好 ，这样板上可以留有更多的布线空间 ，此外 ，过孔越小 ，其 自身的寄生电容也越小 ，更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加 ，而且过孔的尺寸不可能无限制的减 小 ，它受到钻孔(drill)和电镀 （plating ）等工艺技术的限制 ：孔越小 ，钻孔需花费的时间越长 ，也越容易偏离中心位置 ；且当 孔的深度超过钻孔直径的6倍时 ，就无法保证孔壁能均匀镀铜。 因此综合设计与生产 ，我们需 考虑以下问题 ： 1、全通过孔内径原则上 求0.2mm （8mil）及以上 ，外径的是0.4mm(16mil)以上 ，有困难地方必须控制在外径为 0.35mm(14mil) ； 提示小助手 ：按照经验PCB常用过孔尺寸的内径和外径的大小一般遵循 *2±2mil （表示内径大小 ）。比如8mil内径大小的过 孔可以设计成8/14mil、8/16mil或者8/18mil ；比如12mil的过孔可以设计为12/22mil、12/24mil、12/26mil ； 2、BGA在0.65mm及以上的设计建议不 用到埋盲孔 ，成本会大幅度增加。用到埋盲孔的时候一般采用一阶盲孔即可 （TOP 层-L2层或BOTTOM-负L2 ） ，过孔内径一般为0.1mm （4mil） ，外径为0.25mm （10mil） ，如图1-1所示。 图1-1 一阶盲孔示意 3、过孔不能放置在小于0402电阻容焊盘大小的焊盘上 ；理论上放置在焊盘上引线电感小 ，但是生产的时候 ，锡膏容易进去过 孔 ，造成锡膏不均匀造成器件立起来的现象 （‘立碑’现象 ）。一般推荐间距为4-8mil ，如图1-2。 图1-2 过孔到焊盘打孔示意 4、过孔与过孔之间的间距不宜过近,钻孔容易引起破孔 ，一般 求孔间距0.5mm及以上 ，0.35mm-0.4mm极力避免 ，0.3mm及 以下禁止 ，如图1-3所示 ； 图1-3 过孔与过孔之间的家间距 5、如图1-4 ，除散热过孔外 ，≤0.5mm的过孔 ，需塞孔盖油(内径是0.4mm内需堵孔) 。 1）特别是有金属外壳的器件 ，本体下原则不打过孔 ，打了过孔的一定塞孔盖油,以免造成外壳与过孔短路。 2 ）根据板厂生产反馈 ，会经常提到BGA下过孔离焊盘太近 ，需 移动过孔。这种情况都是由于过孔不是距BGA焊盘等距造成 的 ，由于 目前BAG下过孔、测试孔的位置不与BGA各焊盘等距是一种常态 ，PCB设计人员对此也不重视 ，导致工程问题不 断 ，对焊接质量也是一种隐患。因此 ，我们直接推荐打孔打到两焊盘的中心位置 ，特别是BGA里面由于Pitch间距较小 ，打孔 之后也需 对BGA下的过孔塞孔盖油 ，以免容易造成BGA球连锡短路。 图1-4 过孔应用情景 6、耳机端子、按键、FPC等固定焊盘为防焊盘铜皮掉落 ，在条件允许的情况下焊盘打1-2个过孔(过孔均匀放置) ，可以有效提 高“固定性” ，如图1-5。 图1-5 固定焊盘过孔的放置 7、扇孔 在PCB设计中过孔的扇出很重 ，扇孔的方式会影响到信号完整性 、平面完整性 、布线的难度 ，以至于影响到生产的成本。 1）常规CHIP器件的扇孔推荐及缺陷做法 ，如图1-6所示 ，可以看出推荐做法可以在内层两孔之间过线 ，参考平面也不会被割 裂 ，反之不推荐做法增加了走线难度 ，也把参考平面割裂 ，破坏平面完整性 。 图1-6 常规CHIP器件扇出方式对比 同样 ，这个样的器件扇孔方式适用于打孔换层的情景 ，如图1-7所示。 图1-7 打孔换层应用情景 2 ）BGA扇孔方式 BGA扇孔同样过孔不宜打孔在焊盘上 ，推荐打孔在两个焊盘的中间位置。很多工程师为了出线方便随意挪动BGA里面过孔的 位置甚至打在焊盘上面 ，如图1-8所示 ，造成BGA区域过孔不规则易造成后期焊接虚焊的问题 ，同时可能破坏平面完整性 。 图1-8 BGA盘中孔示例