鉆孔在 PCB 設計中扮演著重要的角色,實現電氣連接和原件安裝,根據導電屬性可劃分為金屬化孔和非金屬化孔,而金屬化孔又可分為過孔和插件孔。它們是連接層間電路、承載插裝元器件的核心結構。打樣階段,這兩類孔的設計稍有不慎,就可能導致打樣失敗或后續焊接、性能問題。結合國內主流 PCB 打樣廠商嘉立創的工藝能力,本文梳理過孔與插件孔的避坑要點。
過孔俗稱導電孔,是用于連接不同層電路、傳遞電流和信號的孔,主要功能是導電,無需插電。本文基于通用性,講解過孔時默認以通孔為例。插件孔,也稱為元件孔,是用于安裝元器件的孔。PCB制造時,為了方便插件,會對孔徑進行補償,使成品孔徑控制在有效公差范圍內。當我們用嘉立創EDA設計PCB時,要做好鉆孔屬性設置和層次設計。
一、鉆孔屬性設置
在嘉立創EDA中,雙面板的鉆孔孔徑為0.15~6.3mm,對于我們常放置的過孔和焊盤,要將鉆孔封裝屬性中的“金屬化”選項設置為“是”。嘉立創采用正片工藝制造PCB,該工藝對孔洞進行沉銅,然后再進行鍍銅和鍍錫處理,通過鍍錫層保護孔壁和所需線路,防止蝕刻過程中孔壁銅箔與蝕刻藥水接觸而被蝕刻掉,從而實現金屬化孔的制造。
二、鉆孔層次設計
在PCB設計中,帶鉆孔的焊盤必須放置在所需貫穿的多層上,以實現PCB的貫穿功能和不同導電層的電氣連接。
接下來我們談談過孔與插件孔混用的潛在問題:
1)過孔填塞和覆蓋異常
(1)誤用過孔代替插件孔:會導致過孔在PCB制造過程中可能被蓋(塞)油或者樹脂銅漿塞孔,無法用于插件和焊接。
(2)誤用插件孔代普過孔:BGA焊盤中間鉆孔的盤中孔工藝可以采用樹脂/銅漿塞孔+蓋帽電鍍,用樹脂/銅漿塞進過孔且在孔表面電鍍蓋帽能達到不透光且平整的效果,誤用時則無法實現過孔蓋(塞)油或者樹脂/銅漿塞孔。
2)孔徑大小異常
在PCB 加工過程中,金屬化插件孔經過沉銅和噴鍍處理后,孔壁鍍覆金屬,導致孔徑變小。為確保成品孔徑符合設計要求,CAM工程師會提前進行補償調整(如雙面噴錫板補償加大 0.15mm后再鉆孔)。關于孔徑公差,嘉立創工藝的插件孔直徑為+0.13/-0.08mm,這樣,即使在沉銅和噴鍍過程中孔徑有所減小,最終孔徑仍接近設計值,確??讖娇刂圃谟行Ч罘秶鷥?,元器件管腳能順利安裝。誤用過孔代替插件孔導致的問題:過孔不用于插件,鉆孔前不會進行孔徑補償,經過鍍覆后孔徑變小。即使未填塞或覆蓋油墨,孔徑仍可能因偏小而導致元器件管腳無法安裝。
過孔和插件孔的設計,核心是 “匹配工藝與需求”。借助嘉立創公開的工藝參數,再結合自身項目的電氣、結構需求,能最大程度避免打樣返工,讓 “小孔” 成為 PCB 性能的助力而非障礙。
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