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了解PCB设计孔内焊盘

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了解PCB设计孔内焊盘


尽管对于设计人员来说,在电路板的焊盘中使用过孔非常方便,但此过程还有许多其他优点。同时,您还应该注意一些问题。让我们进一步看一下什么是焊盘通孔(VIP)设计,以及它在布局印刷电路板时如何为您提供帮助。

PCB设计中通孔

首先让我们看一下不同类型的通孔:

通孔:这是几乎每个印刷电路板上都用于将网从一层电连接到另一层的标准孔。它是用机械钻制成的,一直贯穿整个电路板。

盲孔:也可以机械钻孔。它从外层开始,并穿过板层。

埋孔:类似于盲孔,但它在内部层上开始和停止。

Microvia:这些通孔是用激光创建的,将仅跨越两层。甲微孔是比常规通过机械钻孔,使之更适合于高密度的电路板设计小得多。

但是,设计人员需要注意使用过孔的成本。正如电路板上的走线会产生电感一样,过孔也会产生电感,它们会影响高频网络的信号完整性。因此,在PCB设计中如何使用过孔有许多考虑因素。然而,过孔对于成功布线电路板至关重要。随着组件引脚数的不断增加,寻找路由所有连接到这些设备的网络的方法变得越来越困难,这就是通过焊盘技术的真正帮助。

您需要了解的孔贴设计

焊盘内通孔设计是将通孔放入表面贴装元件封装的金属焊盘中的做法。使用VIP设计有很多优点,以下是其中一些:

VIP可以帮助对具有细间距引脚的大型零件(例如BGA进行逃生布线。如果引脚间距对于从焊盘到通孔的传统逸出路径而言太窄,则将通孔放置在焊盘中是理想的解决方案。

VIP允许更靠近零件的放置,例如旁路电容器,这在高速设计中至关重要。

它们可以帮助在与飞机短距离连接至关重要的高频部分接地。

散热垫中较大的通孔还将通过电路板散热,从而有助于管理功率组件中的热量。

使用VIP设计的权衡是在制造电路板时会涉及更多的时间和费用。对于传统的通孔逃逸布线,电路板的阻焊层将覆盖或搭接通孔。这可以防止在组装过程中焊料通过通孔向下吸走。但是,在VIP设计中,这不是一个选择,因为它将防止零件焊接到板上。为了解决这个问题,必须对VIP进行遮盖或封盖,这需要在制造过程中增加一个步骤。

用于VIP的盖子必须是可焊接的材料,因为它是组件将要附着到的焊盘的一部分。然而,由于在通孔内截留的空气会在组装期间脱气,因此盖带来了另一个问题。由于焊盘中有通孔,因此任何除气都可能破坏组装过程中形成的焊点。为避免这种情况,必须先堵塞通孔。通常,为此使用环氧化合物,这又增加了板的制造过程的另一步骤。

焊盘内通孔设计的好处的折衷是,在制造电路板时涉及更多的费用和时间。

焊盘上的通孔可以通过机械钻孔或激光钻孔来创建。您选择使用的通孔类型将取决于电路板的设计需求,制造商的功能以及您要支付的价格: 

标准过孔:常规的机械钻孔过孔焊盘非常有用,只要焊盘尺寸能够支撑它即可。该孔必须在垫板中具有足够大的环形圈以支撑钻头,这意味着较小的BGA垫板可能不支持标准通孔。机械钻孔也需要用环氧树脂堵住,然后电镀以形成所需的焊料表面。

微型通孔:这些孔可以比机械钻孔的通孔小得多,并且需要更少的环形圈。因此,它们将在具有细间距焊盘的零件上使用较小的焊盘尺寸。它们填充有铜,然后进行了平面化处理,从而获得了良好的焊接表面,而无需担心脱气。由于使用的走线宽度和间距很窄,因此激光打孔微孔的确增加了额外的费用。此外,并非所有制造商都支持微孔。

如何在PCB设计中创建精密的焊盘内孔

您可能会迫使大多数PCB设计系统将过孔放入焊盘中,但是如果尚未针对该技术设置系统,则最终可能会遇到很多设计规则检查错误。当使用设计为支持这种技术的软件系统时,首先需要创建所需的过孔,如上图所示,其中是使用padstack编辑器创建微孔的。接下来,您需要为系统内的VIP设置规则,以使其接受您放置过孔的位置。

为了高效地设计现代PCB,您需要一个PCB设计系统,该系统能够创建多个通孔形状和结构,并且还具有规则编辑功能,可以为焊盘中的焊盘设置设计。

 

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