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非功能性焊盘如何影响您的 PCB 设计
非功能性焊盘如何影响您的 PCB 设计
非功能性焊盘是 PCB 设计行业中仍缺乏共识的一个问题。关于可靠性和对信号完整性影响的争论比比皆是。虽然大多数设计师和工程师都同意关于信号完整性的争论已经基本解决，但可靠性争论仍在幕后激烈进行。由于不存在关于非功能性焊盘的通用规则，设计人员需要确定他们是否应该在其特定应用中放弃非功能性焊盘。
电报和 ECM 故障
电镀通孔上非功能性焊盘的存在会导致一种称为“电报”的情况。当过孔处有太多铜时，焊盘之间的材料会缺乏树脂。结果，铜叠层的图像表现为电介质表面层中的峰和谷。换句话说，铜叠层的图像被“电报”到板表面。
当铜比焊盘之间的介电层厚时，这种情况会恶化并且可靠性会显着降低。高点形成环氧树脂可以被挤出的区域，从而在相邻焊盘之间留下空隙。空隙通常以由焊盘和通孔筒形成的直角形成，最终导致接头处的热失效。接头的有效横截面积会随着时间的推移而缩小，从而导致电流密度增加。
通孔接头处的空隙形成会导致粘附问题并允许电化学迁移路径。由于它们之间的轻微电压差，这会导致在焊盘之间生长树枝状或纤维状结构。这些结构的增长会随着时间的推移而累积，最终导致难以诊断的 PCB 故障。
如果树枝状结构可以桥接相邻导体之间的间隙，那么当这些结构与通孔平行生长时，电阻会突然下降。如果枝晶的截面积小，电流密度会高，结构可能会烧坏，基本上消除了故障。这会导致难以诊断的间歇性故障行为。
陪审团仍然没有可靠性
在许多情况下，非功能性垫相对无害。制造商通常更喜欢去除非功能性垫，因为它使钻孔更容易。关于与通孔纵横比相关的可靠性存在争议。您是否应该移除非功能性焊盘实际上取决于应用和操作条件。根据通孔纵横比，在热循环期间沿通孔筒体镀铜中的应变积累会导致开裂。
在低纵横比通孔中，内部镀铜更均匀，非功能性焊盘可以增加通孔的寿命。由焊盘提供的锚固与通孔筒中更均匀的结合使通孔更不容易开裂。在高纵横比的通孔中，由于通孔筒中心的铜涂层较薄，因此无论是否存在非功能性焊盘，通孔筒都更容易在中心开裂。
非功能性焊盘在更薄的多层 HDI 板的内层占据宝贵的空间。只要您能确保电路板在热循环下保持稳定，可能需要移除非功能性焊盘以改善内层的走线布线。
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刚柔板中的非功能性焊盘
去除非功能性焊盘是在任何 PCB 的内层获得一些额外空间的好方法。但是，在设计挠性和刚挠性 PCB 时应谨慎使用。镀通孔中的铜不会粘合到柔性基板上，而是粘合到刚性基板上。由于铜键合是柔性基板中的一个真正问题，非功能性焊盘现在变得有用。
粘合在受控阻抗挠性板和刚挠结合板中尤为重要，其中使用较厚的介电层来构建材料叠层。所有焊盘，无论是功能性的还是非功能性的，都充当沿着通孔筒分散的锚点。这增加了柔性板中通孔的强度。
一些制造商建议在挠性板和刚挠结合板上至少保留一些非功能性焊盘。如果沿通孔去除所有非功能性焊盘，功能性焊盘之间的间隙会变得非常大，镀层可能会开始与孔壁分离。如果可能，这些焊盘应沿通孔桶均匀分布，以便均匀分布应变。这将防止镀层开裂或与基材分离。