過孔是鉆入PCB的微型導電通路,用于在不同層之間建立電連接。基本上,通孔是PCB中的垂直走線。
在深入探討通孔之前,我將簡單地定義一下PCB是。 PCB是受控參數下的信號傳輸技術。印刷電路板是組件互連的基礎。主要目的是在有源和無源組件之間形成電連接,而不會中斷或干擾另一信號或連接。因此,基本思想是形成連接網絡而不與另一個連接沖突。因此,PCB是連接彼此不重疊的組件的連接。
為了達到這個標準,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性?這是一個通道彈出到圖片中。
如前所述,過孔是微小的導電隧道,連接PCB的不同層并允許信號流過它們。制造商可以精確地鉆取符合設計者要求的通孔,使該PCB制造商成為業界最佳制造商。在設計電路之前找出制造商的能力始終是一個好習慣。
寬高比
方面比率(AR)是決定PCB可靠性的參數。在討論有關過孔的更多信息之前,讓我們先了解寬高比的概念。縱橫比是PCB厚度與鉆孔直徑之比。
縱橫比(通孔)=(PCB厚度)/(鉆孔直徑)
由于微孔不會突出整個電路板,因此縱橫比為:
縱橫比(微孔)=(鉆孔深度)/(鉆孔直徑)
縱橫比在PCB制造過程中的電鍍過程中起著重要作用。電鍍液必須在鉆孔內有效流動,以實現所需的鍍銅。與板厚度相比較小的孔可導致不均勻或不令人滿意的銅鍍層。縱橫比越大,在通孔內實現可靠的鍍銅越具挑戰性。因此,縱橫比越小,PCB可靠性越高。在Sierra Circuits,我們為微孔提供0.75:1的寬高比。
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縱橫比圖表
不同種類的過孔
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根據其功能,在PCB上鉆有不同類型的過孔。
- 通孔過孔 - 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層。孔不會穿透整個板,而是將PCB的外層連接到至少一個內層。連接是從頂層到中心的層,或從底層到中間的某個層。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。
- 埋設過孔(隱藏過孔) - 這些過孔位于內層,沒有到外層的路徑。它們連接內層并遠離視線。
根據IPC標準,埋入式過孔和盲孔的直徑必須小于或等于6密耳(150微米)。
Microvias
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最常見的過孔是微孔(μvias)。在PCB制造期間,微孔通過激光鉆孔并且與標準通孔相比具有更小的直徑。 Microvias在高密度互連(HDI)PCB中實現。微孔的深度通常不超過兩層,因為在這些小通孔內鍍銅是一項繁瑣的工作。如前所述,通孔直徑越小,電鍍槽的拋光能力就越高,以實現化學鍍銅。
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Microvias可分為堆疊過孔和交錯過孔在PCB層的位置。此外,還有另一種稱為 skipvias 的微虛擬。 Skipvias跳過一層,這意味著它們通過一層不與該特定層電接觸。跳過的層不會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實現更高功能的小型化。這反過來為智能手機和其他移動設備中的大引腳數芯片提供了空間。 Microvias減少了印刷電路板設計中的層數,并實現了更高的布線密度。這消除了對通孔過孔的需要。微孔微尺寸和能力連續增加了處理能力。實現微通孔而不是通孔可以減少PCB的層數,并且還可以簡化BGA突破。沒有microvias,你仍然會使用一個大胖無繩電話,而不是你的時尚小智能手機。
通過
有時,通孔覆蓋有焊接掩模,因此通孔不會暴露。這被稱為帳篷或覆蓋的通道。
由于現在我們對通孔有了更好的理解,讓我們來看看最重要的部分,焊盤中的通孔。有時也稱為焊盤上的焊盤。
焊盤中的焊盤或焊盤上的焊孔(VIPPO)
信號速度,電路板元件密度和PCB厚度的增加導致了焊盤內部的實現。 CAD設計工程師實施VIPPO以及傳統的通孔結構,以實現可布線性和信號完整性要求。
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那么,什么是焊盤?讓我解釋。在傳統的過孔中,信號跡線遠離焊盤然后到達通孔。您可以在上圖中看到這一點。這樣做是為了避免在回流過程中焊膏滲入通孔。在焊盤中的通孔中,鉆孔位于焊盤正下方。確切地說,通孔放置在表面貼裝元件的焊盤內。
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首先,根據設計人員的要求,通孔填充有非導電環氧樹脂。之后,該通孔被加蓋并鍍覆以提供導電性。這種技術縮短了信號路徑長度,從而消除了寄生電感和電容效應。
焊盤中的焊盤可適應更小的元件間距尺寸,并縮小PCB的整體尺寸。該技術非常適用于BGA封裝元件。
為了使事情變得更好,背鉆工藝與焊盤一起實施。執行后鉆以消除通孔的未使用部分內的信號反射。鉆出不需要的通孔根部以去除任何類型的信號反射。這確保了信號的完整性。
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總之,過孔基本上都是井,但不足以放棄硬幣并許愿。 PCB制造商實施的過孔技術可能會影響您的產品。下次遇到許愿井時,請記得希望獲得完美的通道。
快速PCB設計提示
以下是您在設計中使用過孔時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間和額外的疊片。這會增加整個PCB的成本。
- 堆疊和交錯的過孔 - 選擇交錯而不是堆疊的過孔,因為堆疊的過孔需要填充和平面化。此過程既費時又昂貴。
- 保持縱橫比最小。這提供了更好的電氣性能和信號完整性。降低噪聲和串擾,降低EMI/RFI。
- 實現更小的過孔。這可以幫助您構建高效的HDI PCB,因為雜散電容和電感會減少。
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