過孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鉆孔的費(fèi)用通常占PCB制板費(fèi)用的30%到40%。簡單的說來,PCB上的每一個(gè)孔都可以稱之為過孔。過孔目的是達(dá)到層與層之間的導(dǎo)電連接,PCB制作要先打孔,然后対孔進(jìn)行導(dǎo)電處理(預(yù)金屬化)即黑化(用石墨烯、石墨乳處理),有了導(dǎo)電能力,就可以對孔實(shí)現(xiàn)電鍍銅,通過鍍銅的過孔將上下層覆銅板連接在一起了,業(yè)余制作雙層板可以用導(dǎo)線穿通“過孔”兩面焊接,也能使用。
從作用上看,過孔可以分成兩類:一是用作各層間的電氣連接;二是用作器件的固定或定位。如果從工藝制程上來說,這些過孔一般又分為三類,即盲孔(blind?via)、埋孔(buried?via)和通孔(through?via)。
盲孔位于印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接,孔的深度通常不超過一定的比率(孔徑)。
埋孔是指位于印刷線路板內(nèi)層的連接孔,它不會(huì)延伸到線路板的表面。上述兩類孔都位于線路板的內(nèi)層,層壓前利用通孔成型工藝完成,在過孔形成過程中可能還會(huì)重疊做好幾個(gè)內(nèi)層。
第三種稱為通孔,這種孔穿過整個(gè)線路板,可用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn),成本較低,所以絕大部分印刷電路板均使用它,而不用另外兩種過孔。以下所說的過孔,沒有特殊說明的,均作為通孔考慮。
從設(shè)計(jì)的角度來看,一個(gè)過孔主要由兩個(gè)部分組成,一是中間的鉆孔(drill?hole),二是鉆孔周圍的焊盤區(qū)。這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。很顯然,在高速,高密度的PCB設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者總是希望過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時(shí)帶來了成本的增加,而且過孔的尺寸不可能無限制的減小,它受到鉆孔(drill)和電鍍(plating)等工藝技術(shù)的限制:孔越小,鉆孔需花費(fèi)的時(shí)間越長,也越容易偏離中心位置;且當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑的6倍時(shí),就無法保證孔壁能均勻鍍銅。
PCB電路板最小線寬和孔徑
1.線路
①最小線寬: 3.5mil (0.075mm),也就是說如果小于3mil線寬將不能生產(chǎn),如果設(shè)計(jì)條件許可,設(shè)計(jì)越大越好,線寬起大,工廠越好生產(chǎn),良率越高一般設(shè)計(jì)常規(guī)在10mil左右此點(diǎn)非常重要,設(shè)計(jì)一定要考慮;
②最小線距:3.5mil(0.075mm)。最小線距,就是線到線,線到焊盤的距離不小于3mil 從生產(chǎn)角度出發(fā),是越大越好,一般常規(guī)在10mil,當(dāng)然設(shè)計(jì)有條件的情況下,越大越好此點(diǎn)非常重要,設(shè)計(jì)一定要考慮;
③線路到外形線間距0.2mm(8mil)。
2. via過孔(就是俗稱的導(dǎo)電孔)
①最小孔徑:0.2mm(8mil);
②焊盤到外形線間距0.508mm(20mil)。
③過孔(VIA)孔到孔間距(孔邊到孔邊)不能小于:7mil 最好大于8mil此點(diǎn)非常重要,設(shè)計(jì)一定要考慮;?
④最小過孔(VIA)孔徑不小于0.2mm(8mil),焊盤單邊不能小于6mil(0.153mm),最好大于8mil(0.2mm) 大則不限 此點(diǎn)非常重要,設(shè)計(jì)一定要考慮;
3. PAD焊盤(就是俗稱的插件孔(PTH) )
①插件孔大小是由你的元器件來定,但一定要Ⅰ大于你的元器件管腳,建議大于最少0.2mm以上,也就是說0.6的元器件管腳,你最少得設(shè)計(jì)成0.8,以防加工公差而導(dǎo)致難于插進(jìn);
②插件孔(PTH) 焊盤外環(huán)單邊不能小于0.2mm(8mil) 當(dāng)然越大越好,此點(diǎn)非常重要,設(shè)計(jì)一定要考慮;
③插件孔(PTH) 孔到孔間距(孔邊到孔邊)不能小于: 0.3mm當(dāng)然越大越好,此點(diǎn)非常重要,設(shè)計(jì)一定要考慮;
④焊盤到外形線間距0.508mm(20mil)。
4. 防焊
①插件孔開窗,SMD開窗單邊不能小于0.1mm(4mil)。
5. 字符(字符的的設(shè)計(jì),直接影響了生產(chǎn),字符的是否清晰以字符設(shè)計(jì)是非常有關(guān)系)
①字符字寬不能小于0.125mm(5mil),字高不能小于0.811mm(32mil), 寬度比高度比例最好為5的關(guān)系,也就是說,字寬0.2mm 字高為1mm,以此推類。
6. 非金屬化槽孔,槽孔的最小間距不小于1.6mm,不然會(huì)大大加大銑邊的難度。
7. 拼版
①拼版有無間隙拼版,及有間隙拼版,有間隙拼版的拼版間隙不要小于1.6(板厚1.6的)mm 不然會(huì)大大增加銑邊的難度,拼版工作板的大小視設(shè)備不一樣就不一樣,無間隙拼版的間隙0.5mm左右,工藝邊不能低于4mm。
電源、地線的處理 既使在整個(gè)PCB板中的布線完成得都很好,但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾,會(huì)使產(chǎn)品的性能 下降,有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電、 地線的布線要認(rèn)真對待,把電、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度,以保證 產(chǎn)品的質(zhì)量。 對每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因, 現(xiàn)只對降低式抑制噪音作 以表述: 眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。
盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是: 地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5 mm 對數(shù)字電路的PCB可 用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路, 即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來使用(模擬電路的地不能這樣使用) 用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上 的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板,
過孔對散熱的影響:
過孔就是為了增強(qiáng)Z向?qū)岬哪芰Γ尠l(fā)熱面的元件快速冷卻,增加孔徑,增加鍍層厚度,增加過孔數(shù)目能顯著改善Z向散熱。需要注意的是孔徑的增加會(huì)破壞XY向平面的導(dǎo)熱效果,不過這種破壞可以忽略不計(jì)。另外,在過孔里面增加填充材料能進(jìn)一步提高Z向的導(dǎo)熱效果,比如導(dǎo)熱凝膠(導(dǎo)熱泥)。在自然對流情況下,用過孔來進(jìn)行對流散熱帶走的熱量可以忽略不計(jì)。
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