1913 年,连环画(随后产生了同名短语)”Keeping Up with the Joneses “被搬上了印刷品。虽然这部连环画于 1940 年完结,但让我们面对现实吧,这句话的方方面面至今仍在沿用。无论是在商业领域,还是作为消费者,我们都会展望下一个目标。从刚打开的新手机或电视机开始,我们就已经在数着日子等待下一款产品的问世。
对我们来说,产品的大小、能做什么或不能做什么才是最重要的。性能和超越我们的邻居 “琼斯 “们,是促使我们改变产品和处理方式,使其优于上一版本,甚至优于竞争对手的动力。
为什么要开发 Via-In-Pad 产品?
空间 这是最简单的答案。我们生活在喷气机时代。汉娜-巴伯拉(Hanna-Barbera)所梦想的未来已经到来(不包括飞行汽车,但敬请期待)。快速预热烤箱、微波炉、无绳电话、电脑都是当时的预言。
随着我们对技术极限的不断追求,印刷电路板的加工已经发展成为一种试验和错误,以满足工程师们用更少的空间做更多事情的梦想。
看看市场上所有类型的手机就是一个很好的例子。想一想:最初的无绳电话和固定电话一样大,而且有一个抽拉式天线。很快,消费者开始追求体积更小、功能更齐全的手持式手机。与此同时,我们希望我们的手机能做更多的事情,比如像计算器一样做计算、记笔记、录音、拍照和存储照片、召开电话会议等。诸如此类的功能不胜枚举。
随着 PCB 设计师增加功能,设计中使用的层数也随之增加。即使元件放置在两侧,盲孔和埋孔仍无法为所有元件的放置提供足够的表面空间。由于我们希望元件能做得更多,因此元件占地面积也随之增加。我们需要通孔将电流从一层传到另一层,但由于缺乏土地,在哪里以及如何实现?
我们能把讨厌的通孔放在哪里?
有人想出了在元件底座、CAPS、电阻器、四扁平封装上放置通孔的办法,但突然发现这些元件上都有孔,这是另一项印刷电路板制造挑战的开始。我相信这个想法是经过深思熟虑的,就像我相信我们只是稍微考虑了一下如何加工它们一样。
说来也怪,这一挑战终于得到了解决。看到通孔周围仍有铜,我们就钻孔、镀铜,然后继续前进,直到这些小恶魔在组装阶段开始制造麻烦。由于这些精心放置的通孔会抢走元件的锡膏和焊料,元件的放置就变得非常具有挑战性。通孔需要填充,表面也需要平整以便焊接。
标准的加工设备无法使用。关于如何实现所需的目标,我们有很多想法,但如何实现仍然是一个挑战。长期以来,通孔都是在阻焊面上进行二次加工,并在一侧或两侧涂上塞子。这种工艺不能用于可焊表面。
导电与非导通 非导电通孔填充
非导电通孔填充是一种环氧树脂填充。虽然通孔壁上有铜并已完成,但仍需进行填充。使用刮板和真空吸力将液体涂抹到表面并拉过通孔,然后在孔内固化。同样的工艺也适用于导电要求的填充孔,只是环氧树脂中含有导电成分,如银。
在焊盘内通孔工艺中,通孔通常由不导电的环氧树脂填充,固化后平整地与电路板表面相接,然后镀帽。现在,通孔仍然是元件焊盘的一部分。如果担心散热问题,也可以使用导电填充物,这些环氧树脂的应用方法相同,唯一的区别是它们含有银或其他导电物质。
摘要
焊盘内通孔的好处很多。采用这种技术生产的电路板层数更少,布线面积更大,元件散热更少,表面粘合效果更好。随着技术水平的提高,工艺本身也有了长足的进步。更小的球栅阵列 (BGA)、间距更小的表面贴装器件 (SMD)、在不损失功能的情况下降低密度,这些都是我们喜爱这种技术的原因。
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