PCB通孔:了解微通孔的设计

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印刷电路板(PCB)是电子产品的核心,因为它们为所有电子元件的连接和功能发挥提供了导电通道。随着电子产品变得越来越先进和复杂,印刷电路板有多层夹在一起,以建立所有必要的连接。

为了在各层之间建立电气连接,需要在PCB上钻孔,在孔内镀铜,从而将各层连接在一起。这些孔被称为镀通孔或通孔。根据直径的不同,这些孔可被视为微通孔。

什么是微孔?

根据印制电路板协会(IPC)的定义,微孔是指在PCB上钻出的长宽比为1:1但深度不超过0.010英寸的孔。在此之前,IPC认为微孔的尺寸为0.006英寸或更小。然而,由于技术的不断进步,现在激光可以频繁地钻出这样的小孔。

IPC决定采用长宽比为1:1、深度阈值为0.010英寸的新微孔定义,以防止不断更改定义。微孔也称为uVias,可用于连接PCB内的各层。然而,它们通常不会连续连接两层以上。

不同类型的微孔

PCB设计人员可以钻出多种类型的微孔。每种类型的微孔具有相同的尺寸长宽比。它们之间的主要区别在于位置。

盲微孔–钻孔的目的是为了实现从表面到另一内层的连接。这些孔不像通孔那样完全穿过PCB,而是从一侧穿过。

埋入式微孔 – 在PCB内层钻孔,不接触电路板的任何外部表面。

堆叠微孔 – 多个盲孔和埋入微孔堆叠在一起,使内层相连。

交错微孔 – 多个埋入式微孔连接层。这些微孔不是堆叠在一起。相反,它们相互错开放置。

焊盘内微孔 – 将微孔直接放置在元件的铜焊盘上。这种技术使PCB小型化。

Microvias对于PCB设计人员的优势

PCB设计人员可能会发现在电路板设计中使用微孔有很多好处。微孔为电路板的功能和性能提供了热机械可靠性。随着电路板变得越来越小、越来越轻,以适应移动设备,创建焊盘内微孔的能力使电路板小型化成为可能。由于微孔的尺寸小于普通通孔或电镀通孔,因此可节省电路板空间。通过节省空间,您不必使用更大的电路板来安装所有需要连接的元件。

由于使用激光钻孔,PCB设计人员还可以将微通孔的缺陷风险降至最低。由于迹线长度较短,制造问题较少。如果制作HDI电路板,微孔会对信号完整性产生重大影响。当创建较大的通孔时,会对高速电路产生较高的辐射量。当放置在微孔中时,射频能力和电磁兼容性会得到增强。与其他类型的通孔和通孔相比,微孔具有更高的可靠性。

在PCB上设计微孔时
在PCB上钻微孔有几个方面。在设计电路板时,请记住,当您正在寻找一个可以可靠电镀的孔时,微孔的长宽比不应超过1:1。虽然确实可以钻更大比例的孔,但这并不可靠,因为很可能会导致电镀缺陷。此外,我们的PCB设计人员无论长宽比如何,都不会低于4密耳直径。当首次使用激光钻在铜表面钻孔时,PCB设计中的铜不应超过1/2盎司。随着铜厚度的增加,会使激光更难钻孔并烧蚀到下一个相邻层。

当放置在多层板上时,每一层上的通孔都需要额外的层压步骤。如果需要,可以对不使用的孔进行非导电填充或电镀封闭。由于微孔非常小,因此可能不需要填充。铜用于电镀,因为为该工艺生产了专门的镀液和化学药剂。使用这种工艺,制造商在设计过程中可以获得更大的灵活性。

如果跳过一层,例如盲孔从第一层通向第三层,则需要在第二层通过时留出间隙。但是,如果第二层需要连接到第三层,则可以使用堆叠或交错的微孔。然而,交错的通孔更容易制造,可靠性更高。

总结
微通孔为PCB设计人员提供了灵活的制造工艺,客户可在连接多层时获得可靠性。在选择印刷电路板材料时,有些材料更适合微孔钻孔工艺。

在选择材料组之前,与PCB制造商沟通,可以让您了解可用的选项。雷明工程师拥有丰富的经验,可以帮助客户选择既适合应用又能连接电气元件的材料。此外,使用不同的微孔钻孔工艺还可以降低材料成本。通过使用通孔,您可以订购更小的电路板,同时节省空间。在获得制造缺陷和风险最小的PCB的同时,您可能会节省大量成本。

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