過孔由鉆孔(drill hole)以及外圍焊盤共同構成,其尺寸的選擇需嚴格遵循以下原則:內徑與外徑規(guī)范:全通過孔的內徑應大于等于 0.2mm(8mil),外徑則應大于等于 0.4mm(16mil);在極限情況下,外徑可縮小至 0.35mm(14mil)。
經驗公式:通常來說,外徑約為內徑的 2 倍 ±2mil。舉例而言,8mil 內徑的過孔,其外徑可對應 14/16/18mil。
工藝限制:孔徑若過小,會顯著增加鉆孔偏移的風險;并且當孔深超過孔徑的 6 倍時,電鍍均勻性將難以得到有效保障。
設計建議:在高速電路的設計中,優(yōu)先選用小孔徑過孔,能夠降低寄生電容,但務必提前與板廠溝通確認其工藝能力,切不可盲目追求極限尺寸。
二、埋盲孔:高階設計需慎用,成本控制是關鍵
對于 BGA 封裝(引腳間距≥0.65mm)的設計,應盡量避免使用埋盲孔,因為其會大幅提升成本。若確實無法避免,建議采用一階盲孔(如 TOP - L2 或 BOTTOM - L2),內徑設置為 0.1mm(4mil),外徑設置為 0.25mm(10mil)。高階盲孔雖能有效提升布線密度,但加工難度與成本也會隨之呈指數(shù)級增長。
三、過孔與焊盤:小心 “立碑” 風險
將過孔直接放置在焊盤上,雖能在一定程度上減少引線電感,但會導致錫膏流入孔內,極易引發(fā)焊接 “立碑” 問題。因此,需注意以下幾點:
安全間距:推薦過孔與焊盤邊緣保持 4 - 8mil 的間距。
BGA 區(qū)域:過孔應精確位于兩焊盤中心位置,嚴禁偏移,以防連錫短路。完成過孔設計后,需進行塞孔蓋油處理,以確保 BGA 焊球的平整性。
四、過孔間距:防止破孔,保障可靠性
過孔間距若過近,在鉆孔過程中極易引發(fā)破孔現(xiàn)象,具體規(guī)范要求如下:
最小間距:過孔間距應大于等于 0.5mm(此為推薦值);0.35 - 0.4mm 的間距需極力避免;小于等于 0.3mm 的間距則嚴格禁止使用。
高密度區(qū)域:可采用交錯排列過孔或調整孔徑的方式,優(yōu)化空間利用率。
五、塞孔蓋油:提升焊接良率的核心舉措
針對小孔徑過孔(≤0.5mm)以及一些特殊場景,必須進行塞孔蓋油處理:
金屬外殼器件:器件本體下方的過孔需進行塞孔處理,防止與外殼發(fā)生短路。
散熱過孔例外:允許散熱過孔保留開口,以增強散熱效果。
六、固定焊盤:巧用 過孔增強可靠性
耳機端子、按鍵、FPC 等焊盤在使用過程中易受到機械應力的影響,在設計時可均勻添加 1 - 2 個過孔,通過增加銅箔附著力,有效防止焊盤脫落。
七、扇孔設計:實現(xiàn)信號完整性與成本雙贏
(一)常規(guī) CHIP 器件扇孔
推薦將過孔置于器件外側,內層走線可巧妙穿過兩孔之間,避免割裂參考平面。錯誤的扇孔方式會大幅增加布線難度,并破壞平面完整性。
(二)BGA 扇孔
過孔應精準位于焊盤中心,嚴禁隨意偏移或打在焊盤上。盤中孔不僅容易導致虛焊問題,還可能割裂電源 / 地平面,進而引發(fā)信號完整性問題。
過孔設計堪稱 PCB 工程領域中 “牽一發(fā)而動全身” 的關鍵環(huán)節(jié)。通過合理選擇過孔尺寸、嚴格規(guī)范過孔間距、精心優(yōu)化扇孔策略,既能充分滿足高速信號的傳輸需求,又能有效控制成本。更為重要的是,與板廠保持緊密溝通,深入了解工藝細節(jié),將設計規(guī)范切實轉化為可靠的產品,唯有如此,方能在競爭激烈的市場中脫穎而出,實現(xiàn)產品性能與經濟效益的最大化。