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多层PCB板设计不可忽视的近孔问题

2019年10月25日 11:52:14来源:华秋电路作者:华秋电路

       PCB板设计时,我们布线考虑最多的是如何把各个层同网络信号线最合理的连接上,高速PCB板线路越密集过孔(VIA)放置的密度就越大,过孔能起到各层间电气连接的作用。多层线路板成人在线影院经常会收到板厂反馈“孔到线过近,超出了制程能力”,那么过孔过近对生产会有什么难点,对产品可靠性又有什么影响呢?


1、两个孔过近会影响PCB钻孔工序时效。第一个孔钻完后钻第二个孔时一边方向的材质过薄,钻咀受力不均及钻咀散热不一,从而导致断钻咀,由此造成PCB孔崩不美观或漏钻孔不导通。


2、多层板中过孔会在每层线路上都有孔环,且每个层孔环周围环境有夹线也有不夹线,环境各不一。出现夹线过近或者孔与孔过近的情况,PCB板厂CAM工程师优化文件的时候会将孔环削掉一部分,确保焊环到不同网络铜/线的安全间距(3mil)。

如下六层pcb板的内层孔边缘到线边缘6mil,孔环4mil,环到线只有2mil(图2-1),削焊盘后的效果(图2-2)。

                                                                       图2-1


                                                                 图2-2


3、钻孔的孔位公差是≤0.05mm,当公差走上限时多层板会出现下列情况。

(1)线路密集时过孔到其他元素360°无规律的出现小间隙,要保证3mil的安全间距,焊盘可能出现多方向削PAD(图3-1)。

                                                                   图3-1


(2)按源文件文件数据计算,孔边缘到线边缘6mil,孔环4mil,环到线只有2mil,保证环到线之间有3mil的安全间距需削1mil焊环,削后焊盘只有3mil。当孔位公差偏移量如果是上限0.05mm (2mil)时,孔环只剩1mil(图3-2)。

                                                                             图3-2


4、PCB生产会产生同一方向性的小小量偏移,焊盘被削的方向无规则,最恶劣的情况还会出现个别孔破焊环(图4-1)。

                                                                                 图4-1



5、多层板内层压合偏差的影响。以六层板为例,两个芯板+铜箔压合组成六层板(图5-1)。压合过程中 芯板1、芯板2 压合时可能会有 ≤0.05mm的偏差,压合后内层孔也会出现360°无规律的偏差(图5-2)。

                                                                             图5-1


                                                     图5-2


综上问题,钻孔工序影响PCB打板良率和PCB板生产效率。孔环过小孔的周围没有完整的铜皮保护,PCB开短路测试可以通过,产品前期的使用也不会有问题,但长期使用可靠度是不够的。


                                   IPC2级标准:破环小于或等于90°


华秋电路建议,多层PCB板、高速PCB板孔到孔、孔到线间距:

(1)多层板内层孔到线到铜:

        4层:可以不用理会

        6层:≥6mil

        8层:≥7mil

       10层或10层以上:≥8mil


(2)过孔内径边缘间距:

       同网络过孔:≥8mil(0.2mm)

      不同网络过孔:≥12mil(0.3mm)



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