AD_PCB:PCB過孔如何選擇和說明

在一般的PCB設(shè)計中,即沒有涉及天線、信號收發(fā)這類的對PCB要求不高的場合時,我們進行可以根據(jù)平時接觸的經(jīng)驗值選擇即可。但對我們這些有要求,希望板子完美無缺的人來說,咱們必須的深入了解過孔如何選擇這個道道!所以我們的PCB得向高速設(shè)計靠近!
過孔是多層PCB?設(shè)計中的一個重要因素,一個過孔主要由三部分組成,一是孔;二是孔周圍的焊盤區(qū);三是POWER 層隔離區(qū)。
過孔的工藝是在過孔的孔壁圓柱面上鍍一層金屬,用于聯(lián)通中間各層的銅箔,過孔的上下兩面做成焊盤狀,直接線路相通(或也可不連)。
PCB過孔結(jié)構(gòu)圖示

PCB過孔分類圖示

過孔一般分為三類:盲孔、埋孔和通孔。
盲孔——位于PCB的頂層和底層表面,具有一定深度(孔徑和孔深按一定的比率),用于表層線路和內(nèi)層線路的連接。
埋孔——在電路板內(nèi)層的連接孔(電路板表面看不到)。
通孔——穿過整個電路板,一般做元件的定位安裝用。
在一般的PCB設(shè)計中,由于過孔的寄生電容和寄生電感對其影響較小,所以在1至4層PCB的過孔設(shè)計,通常選用0.305mm(孔徑)/0.61mm(焊盤)/1.02mm(POWER隔離區(qū))的過孔。
對特殊要求的信號線,如電源線、地線等,一般用0.41mm/0.81mm/1.32mm的過孔。
過孔寄生電容

過孔寄生電感

如何使用過孔
為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響,在設(shè)計中可以盡量做到:
1、從成本和信號質(zhì)量兩方面考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。必要時可以考慮使用不同尺寸的過孔,比如對于電源或地線的過孔,可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗,而對于信號走線,則可以使用較小的過孔。當然隨著過孔尺寸減小,相應(yīng)的成本也會增加。
2、上面討論的兩個公式可以得出,使用較薄的PCB板有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù)。
3、PCB板上的信號走線盡量不換層,也就是說盡量不要使用不必要的過孔。
4、電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好。可以考慮并聯(lián)打多個過孔,以減少等效電感。
5.在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過孔。當然,在設(shè)計時還需要靈活多變。前面討論的過孔模型是每層均有焊盤的情況,也有的時候,我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。特別是在過孔密度非常大的情況下,可能會導致在鋪銅層形成一個隔斷回路的斷槽,解決這樣的問題除了移動過孔的位置,我們還可以考慮將過孔在該鋪銅層的焊盤尺寸減小。
6、對于密度較高的高速PCB板,可以考慮使用微型過孔。
PCB過孔處理方式
此處只講常用的三種處理方式,更多方式可以去嘉立創(chuàng)的下單助手的PCB幫助文檔中關(guān)于過孔的介紹。
第一種過孔蓋油,過孔蓋油指的是via過孔的焊環(huán)上面不裸露,覆蓋油墨,為避免板子使用時有短路等情況,一般會選擇過孔蓋油,這樣既保證了電性能,也避免了使用過程中與其他部件短路的風險。(嘉立創(chuàng)注意:?過孔不宜過大,布線允許及符合電流要求的過孔盡量不要超過0.4mm(最大不要超過0.5mm),若超過0.5mm的生產(chǎn)作業(yè)過程中無法保證過孔焊盤能蓋住油墨,會出現(xiàn)孔口和孔壁沒有油墨的隱患。)
第二種過孔開窗,過孔開窗指的是via過孔的焊環(huán)上面裸露,不蓋油墨。(嘉立創(chuàng):表面處理后就是沉金或噴錫(依下單選擇的"焊盤噴鍍"工藝來)?)這種處理方式類似于插件孔的處理方式,插件孔一般都是要開窗上錫的。過孔開窗一般是設(shè)計者有特殊需求的時候,就會進行這種處理。如果表面處理是噴錫的話,這樣處理的過孔就可以像貼片焊盤一樣,可以上錫焊接的。
(嘉立創(chuàng)注意:
過孔(via)不同于插件孔(pad), 過孔焊盤開窗也不用于插件(過孔不管控具體大小,插件孔按+0.13/-0.08MM管控),對于需要插元器件腳的,請依軟件規(guī)則設(shè)計為插件孔并設(shè)置焊盤開窗露銅;
大部分的線路板都是過孔蓋油的,的確需要過孔開窗的,為避免噴錫時焊盤相連從而短路,需要過孔焊盤邊到焊盤邊大于0.2MM以上(低于這個值的請采用沉金工藝)。
)
第三種過孔塞油,過孔塞油指的是指的把過孔全孔塞上油,堵往過孔,這樣阻焊環(huán)上的油,就不會流入過孔,對孔內(nèi)用油墨進行塞孔。過孔塞油好的標準是過孔不透光,從孔一面看過去,看不透到另外一面的。
過孔蓋油和過孔塞油的區(qū)別:過孔蓋油指的過孔的焊環(huán)上面覆蓋油墨,這里這樣做的目的是使過孔的焊環(huán)邊緣部分都有綠油覆蓋了,而過孔塞油指的是過孔全孔塞上油墨,堵住過孔,這里指的是孔內(nèi)都用油墨塞住了,不透光。
過孔蓋油和過孔開窗的區(qū)別:過孔蓋油指的過孔的焊環(huán)上面覆蓋油墨,這里做的目的是孔的焊環(huán)邊緣部分都有綠油覆蓋了,起到綠油絕緣作用。而過孔開窗與之相反,過孔的焊環(huán)上面裸露,不蓋油墨。如果做表面處理噴錫的話,焊環(huán)這里就類似于貼片焊盤上錫,可以用來焊接作用。
過孔開窗和過孔塞油的區(qū)別:一個是過孔焊環(huán)裸露,過孔透光出來了,一個是過孔全部覆蓋油墨了,且孔內(nèi)也被油墨塞住了,不透光。
