通过过孔使您的PCB更加可靠

电子行业使用多层印刷电路板（PCB）来减小电路板占用的物理尺寸。这增加了板顶层上的组件密度，并且还将可用于将走线布线到不同内层的空间分开了，通孔是在不同层之间进行电连接的唯一方法。尽管这使通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，从而降低电路板的可靠性。但是，通过遵循良好设计规范，即使使用过孔，也可以使PCB更加可靠。

通孔的类型

通孔是PCB上的一个孔，跨过一层或多层，制造商在孔上镀铜以形成筒状。该枪管的末端连接到各个层上的特定迹线，从而在两层之间形成电接触。如果通孔跨过多个层，则内层也可以连接到该通孔，只要电路要求这样做即可。主要有三种类型的过孔，通孔，埋孔和盲孔。

通孔贯穿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镀通孔或不镀通孔。如果电路需要，镀通孔的优点是其他内层可以与其连接。

掩埋通孔跨越两个或多个内层，并且在顶层或底层均不可见。如果电路需要，则掩埋通孔跨度的各层可以与其连接。盲孔从顶层或底层开始，到内层结束。在途中，绑定过孔可能会跨越多个内层，并且如有必要，它们可能会与其连接。

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。这些很小，制造商使用激光束钻孔。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，以用作通孔，盲孔和埋孔。

 

通孔尺寸

通孔的直径越大，直径越大。这是因为大通孔具有更高的机械强度以及更高的电导率和导热率。但是，从已经稀缺的PCB面积中减去大量通孔可能对布线走线很有用。建议使用最小钻孔宽度为20密耳，环形圈为7密耳，最小长宽比为6：1的通孔。

 

散热考虑

当PCB加热时，无论是在处理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）差异都可能导致问题。PCB层压板的结构网格限制了水平方向（沿平面）的扩展，但可以在垂直方向（垂直于平面）自由地显着收缩或扩展。

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，通孔中的铜管都会承受巨大的压力。如果铜桶的厚度不足，并且PCB太厚，则板子会膨胀到可能折断铜的位置。如果钻头宽度为20密耳，则垫板直径为34密耳就可以正常工作，最大板厚为120密耳。

 

焊锡芯

定位通孔与其大小一样重要。将通孔放置在非常靠近焊盘的位置可能会引起一些问题，其中最主要的是焊锡的作用。

随着通孔和焊盘上的焊锡膏加热，通孔中的毛细作用会将焊料从焊盘吸到通孔中。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。较大的通孔将更快地芯吸更多焊料，并且接头可能在机械上较弱且具有电阻性。建议了三种防止这种情况的方法，其中任何一种都是有效的：

l 阻焊层屏障：阻焊层屏障位于通孔和焊盘之间，可防止焊料进入通孔。但是，要放置足够宽的阻焊层隔离层，设计人员可能必须将过孔移离焊盘更远。如果板子已经很拥挤，或者板子处理高频信号，则可能无法实现。

l 帐篷通孔：如果无法将通孔从焊盘移开，并在两者之间放置阻焊层，则完全掩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其中，但是也可以防止将通孔用作测试点。某些污染物可能会进入通孔并腐蚀铜管。

l 填充通孔：在对通孔进行拉伸之前，也可以完全用导电或不导电材料填充通孔。用填充材料完全密封通孔具有提供更好的抗污染屏障的优点。

 

结论

建议进行可靠性设计研究，这是提高可靠性，降低成本，缩短上市时间并提高客户满意度的宝贵过程。实现可靠性设计需要人员，工具和时间限制的适当组合。