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技術(shù)專題
了解PCB設(shè)計孔內(nèi)焊盤
盡管對于設(shè)計人員來說，在電路板的焊盤中使用過孔非常方便，但此過程還有許多其他優(yōu)點。同時，您還應(yīng)該注意一些問題。讓我們進一步看一下什么是焊盤通孔（VIP）設(shè)計，以及它在布局印刷電路板時如何為您提供幫助。
PCB設(shè)計中通孔
首先讓我們看一下不同類型的通孔：
通孔：這是幾乎每個印刷電路板上都用于將網(wǎng)從一層電連接到另一層的標準孔。它是用機械鉆制成的，一直貫穿整個電路板。
盲孔：也可以機械鉆孔。它從外層開始，并穿過板層。
埋孔：類似于盲孔，但它在內(nèi)部層上開始和停止。
Microvia：這些通孔是用激光創(chuàng)建的，將僅跨越兩層。甲微孔是比常規(guī)通過機械鉆孔，使之更適合于高密度的電路板設(shè)計小得多。
但是，設(shè)計人員需要注意使用過孔的成本。正如電路板上的走線會產(chǎn)生電感一樣，過孔也會產(chǎn)生電感，它們會影響高頻網(wǎng)絡(luò)的信號完整性。因此，在PCB設(shè)計中如何使用過孔有許多考慮因素。然而，過孔對于成功布線電路板至關(guān)重要。隨著組件引腳數(shù)的不斷增加，尋找路由所有連接到這些設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的方法變得越來越困難，這就是通過焊盤技術(shù)的真正幫助。
您需要了解的孔貼設(shè)計
焊盤內(nèi)通孔設(shè)計是將通孔放入表面貼裝元件封裝的金屬焊盤中的做法。使用VIP設(shè)計有很多優(yōu)點，以下是其中一些：
VIP可以幫助對具有細間距引腳的大型零件（例如BGA）進行逃生布線。如果引腳間距對于從焊盤到通孔的傳統(tǒng)逸出路徑而言太窄，則將通孔放置在焊盤中是理想的解決方案。
VIP允許更靠近零件的放置，例如旁路電容器，這在高速設(shè)計中至關(guān)重要。
它們可以幫助在與飛機短距離連接至關(guān)重要的高頻部分接地。
散熱墊中較大的通孔還將通過電路板散熱，從而有助于管理功率組件中的熱量。
使用VIP設(shè)計的權(quán)衡是在制造電路板時會涉及更多的時間和費用。對于傳統(tǒng)的通孔逃逸布線，電路板的阻焊層將覆蓋或“搭接”通孔。這可以防止在組裝過程中焊料通過通孔向下吸走。但是，在VIP設(shè)計中，這不是一個選擇，因為它將防止零件焊接到板上。為了解決這個問題，必須對VIP進行遮蓋或“封蓋”，這需要在制造過程中增加一個步驟。
用于VIP的蓋子必須是可焊接的材料，因為它是組件將要附著到的焊盤的一部分。然而，由于在通孔內(nèi)截留的空氣會在組裝期間脫氣，因此蓋帶來了另一個問題。由于焊盤中有通孔，因此任何除氣都可能破壞組裝過程中形成的焊點。為避免這種情況，必須先堵塞通孔。通常，為此使用環(huán)氧化合物，這又增加了板的制造過程的另一步驟。
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焊盤內(nèi)通孔設(shè)計的好處的折衷是，在制造電路板時涉及更多的費用和時間。 |
焊盤上的通孔可以通過機械鉆孔或激光鉆孔來創(chuàng)建。您選擇使用的通孔類型將取決于電路板的設(shè)計需求，制造商的功能以及您要支付的價格：
標準過孔：常規(guī)的機械鉆孔過孔焊盤非常有用，只要焊盤尺寸能夠支撐它即可。該孔必須在墊板中具有足夠大的環(huán)形圈以支撐鉆頭，這意味著較小的BGA墊板可能不支持標準通孔。機械鉆孔也需要用環(huán)氧樹脂堵住，然后電鍍以形成所需的焊料表面。
微型通孔：這些孔可以比機械鉆孔的通孔小得多，并且需要更少的環(huán)形圈。因此，它們將在具有細間距焊盤的零件上使用較小的焊盤尺寸。它們填充有銅，然后進行了平面化處理，從而獲得了良好的焊接表面，而無需擔(dān)心脫氣。由于使用的走線寬度和間距很窄，因此激光打孔微孔的確增加了額外的費用。此外，并非所有制造商都支持微孔。
如何在PCB設(shè)計中創(chuàng)建精密的焊盤內(nèi)孔
您可能會迫使大多數(shù)PCB設(shè)計系統(tǒng)將過孔放入焊盤中，但是如果尚未針對該技術(shù)設(shè)置系統(tǒng)，則最終可能會遇到很多設(shè)計規(guī)則檢查錯誤。當(dāng)使用設(shè)計為支持這種技術(shù)的軟件系統(tǒng)時，首先需要創(chuàng)建所需的過孔，如上圖所示，其中是使用padstack編輯器創(chuàng)建微孔的。接下來，您需要為系統(tǒng)內(nèi)的VIP設(shè)置規(guī)則，以使其接受您放置過孔的位置。
為了高效地設(shè)計現(xiàn)代PCB，您需要一個PCB設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠創(chuàng)建多個通孔形狀和結(jié)構(gòu)，并且還具有規(guī)則編輯功能，可以為焊盤中的焊盤設(shè)置設(shè)計。?