印刷線路板焊盤與孔的區別:定義、特性及設計解析 - ibpcb

 常見問題     |      2023-04-06 16:24:02    |      愛彼電路

元器件在印刷線路板上的固定,是靠引線焊接在焊盤上實現的。過孔的作用是連接不同層面的電氣連線。過孔是印刷線路板(PCB)設計方案的一部分,通孔的功效是將電氣設備相接、固定不動和元器件精準定位。一個通孔由三部份構成:孔、孔周邊的焊層區、POWER層危險標志。通孔的制做:在通孔的表面層圓面上鍍一層金屬材料,用以中國聯通正中間各層的銅泊,通孔的左右雙面制成焊層狀,立即路線互通(或也并不連)。

焊盤的尺寸與引線孔、最小孔環寬度等因素有關
應盡量增大焊盤的尺寸,但同時還要考慮布線密度。為了保證焊盤與基板連接的可靠性,引線孔鉆在焊盤的中心,孔徑應比所焊接元件引線的直徑略大一些。元器件引線孔的直徑優先采用0.5 mm,0.8 mm和1.2mm等尺寸。焊盤圓環寬度在0.5~1.0 mm的范圍內選用。一般對于雙列直插式集成電路的焊盤直徑尺寸為1.5~1.6mm,相鄰的焊盤之間可穿過0.3~0.4mm寬的印制導線。一般焊盤的環寬不小于0.3mm,焊盤直徑不小于1.3mm。


根據不同的要求選擇不同形狀的焊盤
常見的焊盤形狀有圓形、方型、橢圓型、島型和異型等。圓形焊盤:外徑一般為2~3倍孔徑,孔徑大于引線0.2~0.3mm。島型焊盤:焊盤與焊盤間連線合為一體,猶如水上小島,故稱島型焊盤。常用于元器件的不規則排列中,其有利于元器件密集固定,并可大量減小印制導線的長度和數量。所以多用在高頻電路板中。其他形式的焊盤都是為了使印制導線從相鄰焊盤間經過,而將圓形焊盤變形所制。

印刷線路板.png


過孔的選擇
孔徑盡量小到O.2mm以下為好,這樣可以提高金屬化過孔兩面焊盤的連接質量。在PCB設計中,過孔VIA和焊盤PAD都可以實現相似的功能。它們都能插入元件管腳,特別是對于直插(DIP)封裝的的器件來說,幾乎是一樣的。

但是在印刷線路板制造中,它們的處理方法是不一樣的。
1. VIA的孔在設計中表明多少,鉆孔就是多少。然后還要經歷沉銅等工藝步驟,最后的實際孔徑大概會比設計孔徑小0.1mm。比如設定過孔0.5mm,實際完成后的孔徑只有0.4mm。
2. PAD的孔徑在鉆孔時會增加0.15mm,經歷過沉銅工藝后,孔徑比設計孔徑稍大一點,約0.05mm。比如設計孔徑0.5mm,鉆孔會是0.65mm,完成后的孔徑是0.55mm。
3. VIA在某些默認的PCB工藝中會覆蓋綠油,它可能會被綠油堵住,無法進行焊接。測試點也做不了。
4. VIA的焊環最小寬度為0.15mm(通用工藝情況下),以便保證可以可靠沉銅電鍍。
5. PAD的焊環最小寬度為0.20mm(通用工藝情況下),以便保證焊盤的附著力量。

過孔一般可分為埋孔、盲孔和通孔
埋孔——坐落于PCB電路板的高層和最底層表層,具備一定深層(直徑和深度按一定的比例),用以表面路線和里層路線的聯接。盲孔——在線路板里層的聯接孔(線路板表層看不見)。通孔——越過全部線路板,一般做元器件的精準定位安裝用。

在一般的PCB設計中因為通孔的分布電容和生存電感器對其危害較小,因此在1至4層PCB的通孔設計方案通常采用0.36mm(直徑)/0.61mm(焊層)/1.02mm的通孔。對特別要求的電源線,如電源插頭、接地線等,一般用0.41mm/0.81mm/1.32mm的通孔。

印刷線路板上的通孔,關鍵有機械設備孔和激光器孔二種
機械設備孔:用機械設備麻花鉆爬出來的孔??椎膬炔恐睆皆?.2mm以上。用更粗的麻花鉆爬出來的孔便會更高。通常依照0.2mm直徑設計制作,一般的印刷線路板廠都能夠做0.2mm的機械設備孔。

激光器孔:用激光器打出去的孔,直徑一般是0.1mm。非常少有別的規格型號的激光器孔。由于皮秒激光的輸出功率比較有限,沒法立即打穿雙層PCB板,通常用于做表面的埋孔。

印刷線路板通孔設計方案的常見問題
直徑盡可能大一些:小圓孔得用小麻花鉆,小鉆頭價格高,對板廠規定也高。假如線路板總面積比較大,乃至可以用0.5mm公稱直徑的機械設備孔。

盡可能無需激光器孔:即盡可能不應用激光器孔。含有一層激光器孔的線路板,比沒有激光器孔的貴30%(一階板)。含有2層激光器孔的,比1層激光器孔的再貴30%(二階板)。

別的更貴的設計方案:過孔加工工藝越繁雜,電路板價格越高,最劃算的和最昂貴的相距幾十倍以上。像0.2mm的機械設備孔比0.3mm的機械設備孔線路板貴20%上下,2層激光器孔重合的疊填料,比2層激光器孔交疊的錯填料貴20%以上,iPhone喜愛用的隨意層互連板比一般僅有機械設備孔的線路板貴10倍以上(整板全是重合激光器孔)。

PCB設計中過孔能否打在焊盤上?
在設計印刷線路板時,有時因為板子面積的限制,或者走線比較復雜,會考慮將過孔打在貼片元件的焊盤上,一直以來都分為支持和反對兩種意見。但總體而言,感覺在焊盤上打過孔的方式容易造成貼片元件的虛焊,在萬不得已的情況下盡量慎重使用。

一般需要在焊盤上打過孔的目的是增強過電流能力或加強散熱,因此背面主要是鋪銅接電源或地,很少會放貼片元件,這樣為防止在回流焊時漏錫,可以將過孔背面加綠油,問題也就解決了,在我接觸過的服務器主板電源部分都是這么處理的。

一般貼片元件可以采用回流焊工藝或波峰焊工藝中的一種,波峰焊要求焊盤密度不宜太高,焊盤太密容易造成連錫短路,貼片IC腳都比較密,采用回流焊則是首選方案。而插裝文件則只能采用過波峰焊方式。

印刷線路板上全部電子器件的家用電器聯接還是根據焊層開展的。依據不一樣的電子器件和焊接方法,焊層可以分成非通孔焊層和通孔焊層二種種類。非通孔焊層適用于表層貼片電子器件的電焊焊接,過孔焊層適用于針角式電子器件的電焊焊接。那麼,焊層都有哪些樣子呢?

1.環形焊層
在PCB做板中,環形焊層是最常見的一種焊層。針對過孔焊層而言,環形焊層的關鍵規格是過孔規格和焊層規格,焊層規格一般是過孔規格的二倍。非過板孔環形焊層關鍵作為檢測焊層、精準定位焊層和標準焊層等,其具體的規格是焊層規格。

2.矩形框焊層
矩形框焊層有方型和矩形框兩類。方型焊層關鍵用于標志印刷線路板上用以安裝電子器件的第一個管腳。矩形框焊層關鍵作為表層貼片電子器件的管腳焊層。焊層規格尺寸與所相對應的電子器件管腳規格相關。

3.八角形焊層
八角形焊層在PCB做版中運用較少,它主要是為了更好地直接達到印刷線路板的走線及焊層的電焊焊接特性等規定而設置的。

4.異型焊層
在PCB設計中,可以按照制定的主要規定,選用一些獨特樣式。

界定不一樣
焊層:它是表層貼片安裝的基礎組成模塊,用于組成線路板的焊層圖案設計,即各種各樣為獨特元器件種類設計方案的焊層組成。
過孔:通孔也稱鍍覆孔。在單面板和多層板中,為連通各層中間的印刷輸電線,在各層必須連通的輸電線的交界處鉆上一個公共性孔,即過孔。通孔的主要參數關鍵有孔的直徑和打孔規格??鬃陨泶嬗兄鴮Φ氐姆植茧娙?,與此同時也具有著生存電感器,通常也會給電源電路的設計產生較大的負面影響。

基本原理不一樣
焊層:做為一般規律性,接地不包括電鍍工藝埋孔。通孔是聯接不一樣電源電路層的電鍍工藝埋孔。盲孔是聯接最表層與一個或好幾個里層而埋進的旁通孔,只聯接里層。
過孔:過孔在印刷線路板中,一條路線從板的一面跳到另一面,聯接兩根連線的孔也叫過孔(差別于焊層,旁邊沒有助焊層。)通孔也稱鍍覆孔,在單面板和多層板中,為連通各層中間的印刷電線,在各層必須連通的輸電線的交界處鉆上一個公共性孔,即過孔。

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