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使用过孔使您的 PCB 更可靠
使用过孔使您的 PCB 更可靠
电子行业使用多层印刷电路板 (PCB) 来减小电路板所占的物理尺寸。这增加了电路板顶层的组件密度，并且还将可用于将迹线布线到不同内层的空间分开，而过孔是不同层之间电气连接的唯一方式。虽然这使得过孔成为电路板设计的重要组成部分，但它们也会影响可焊性并引入弱点，导致电路板的可靠性降低。但是，通过遵循 韬放PCB提供的良好设计实践，即使有过孔，您也可以使您的 PCB 更加可靠。
过孔类型
通孔是 PCB 上的一个孔，跨越单层或多层，制造商在孔上镀上铜，形成一个桶。该桶的末端连接到相应层上的特定迹线，在两层之间形成电接触。如果通孔跨越多层，内层也可以连接到它，前提是电路要求它这样做。通孔主要有通孔、埋孔和盲孔三种。
通孔穿过 PCB 的整个厚度，从顶层开始，到最底层结束。制造商可以根据需要电镀通孔或不电镀。如果电路需要，镀通孔的优点是其他内层可以连接到它。
埋孔跨越两个或多个内层，在顶层或底层都不可见。如果电路需要，埋孔跨越的层可以连接到它。盲孔开始于顶层或底层，结束于内层。在途中，绑定通孔可能跨越多个内层，如果需要，它们可以连接到它。
高密度互连 (HDI) PCB和柔性 PCB使用另一种类型的通孔，称为微通孔。它们非常小，制造商使用激光束对其进行钻孔。每个微通孔仅跨越一层，制造商可以将它们堆叠在其他层上，用作通孔、盲孔和埋孔。
过孔尺寸
通孔的直径越大，它的强度就越大。这是因为大通孔具有更大的机械强度以及更高的导电性和导热性。然而，一个大过孔会从已经稀缺的 PCB 空间中减去，这可能对布线很有用。韬放 PCB 建议过孔的最小钻孔宽度为 20 密耳，环形圈为 7 密耳，最小纵横比为 6:1。
散热注意事项
当 PCB 升温时，无论是在加工过程中还是在工作环境中，铜和层压板之间的热膨胀系数 (CTE) 差异都会导致问题。PCB层压板的结构点阵限制了水平方向（沿平面）的膨胀，但可以在垂直方向（垂直于平面）自由收缩或显着膨胀。
例如，FR-4 层压板的收缩或膨胀速度是铜的四倍。因此，每次电路板加热时，通孔中的铜桶都会承受巨大的压力。如果铜桶厚度不够，PCB太厚，板子会膨胀到可能断铜的地步。对于 20 mils 的钻孔宽度，34 mils 的焊盘直径将适用于 120 mils 的最大板厚。
焊锡芯吸
定位过孔与其尺寸一样重要。将过孔放置在非常靠近焊盘的位置可能会导致出现几个问题，其中最重要的是焊锡芯吸效应。
随着通孔和焊盘上的焊膏变热，通孔中的毛细管作用将焊料从焊盘吸入通孔。焊料穿过通孔并聚集在其底部，使焊盘不足或完全没有焊料。较大的通孔会更快地吸收更多的焊料，并且接头可能在机械上很弱并且具有电阻性。韬放 PCB 推荐了三种防止这种情况的方法，其中任何一种都是有效的：
阻焊层屏障：放置在通孔和焊盘之间的阻焊层将防止焊料进入通孔。然而，为了放置足够宽的阻焊层，设计人员可能不得不将通孔移到离焊盘更远的地方。如果电路板已经很拥挤，或者电路板处理高频信号，这可能是不可能的。
帐篷通孔：如果无法将通孔从焊盘上移开并在其间放置阻焊层，则完全屏蔽通孔焊盘可能会有所帮助。完全密封通孔确实可以防止焊料流入，但也可以防止将通孔用作测试点。一些污染物可能会进入通孔并腐蚀铜管。
填充通孔：也可以在安装前用导电或非导电材料完全填充通孔。用填充材料完全密封通孔具有提供更好的防污染屏障的优点。
结论
韬放 PCB 建议将可靠性设计研究作为提高可靠性、降低成本、缩短上市时间和提高客户满意度的宝贵过程。可靠性设计的实施需要人员、工具和时间限制的适当组合。