一、导通孔(Via),用于层间互连。导通孔的设计包括孔径、孔盘与阻焊设计,也包括布局设计。
1.导通孔的孔径、焊盘直径与板厚有关。焊盘最小环宽应≥0.127mm(5mil)。
2.导通孔的位置主要与再流焊接工艺有关,无阻焊的导通孔一般不能设计在焊盘上,应通过导线与焊盘连接。
3.无阻焊导通孔最好不要设计在片式元件焊盘中间、QFP、BGA引脚附近,容易引发桥连,至少远离0.13mm以上。如果过波峰还可能引发可靠性的问题。

二、PCB单面板或双面板的制作,都是在下料之后,直接进行非导通孔或导通孔的钻孔;多层板则是在完成压板之后才去钻孔。钻孔按功能可分为:零件孔、工具孔、通孔、盲孔、埋孔。常规的钻孔,是通过钻孔机械加工出来的,在实际加工中,钻孔之间的间距,通常会影响钻机的加工及成品的可靠性。所以在设计时,一定要考虑到孔距的实际加工情况:三、在自然对流散热产品中,PCB上的过孔大小对散热的影响是很大的。针对过孔,主要有以下几个参数对散热有影响:过孔的直径、过孔的数量、过孔铜箔的厚度。下面以单个芯片的过孔参数为对象,研究过孔参数变化对导热系数的影响:条件:4层板;PCB尺寸:100x100x1.6mm;芯片尺寸:40x40x3mm;过孔范围:40x40mm;过孔镀铜厚度:0.025mm;过孔间距:1.2mm;过孔间填充:空气。2.可以利用软件快速的计算出各种组合的变化:






1.加热过孔的目的就是为了增强Z向导热的能力,让发热面的元件快速冷却,所以,结合以上的数据可以看出,增加孔径,增加镀层厚度,增加过孔数目都是能显著强化Z向的导热的。2.需要注意的是孔径的增加会破坏XY向平面的导热效果,不过这种破坏几乎可以忽略不计的。3.在过孔里面增加填充材料,也能进一步提高Z向的导热效果。4.在自然对流情况下,用过孔来进行对流散热带走的热量同样可以忽略不计。QFP/QFN芯片底部散热片上的Via孔,是SMT工程人员的噩梦。往往研发人员一拍脑袋,打着散热的名义,多加几个孔,把孔径做大一点;然后生产各种气泡,各种漏锡异常不断,生产还不太好解决。实际IPC-7093对Via孔的尺寸做了明确定义,当Via孔尺寸和距离达到一定程度以后,对散热的影响就不明显了。主要有两点:
1.Via孔径不超过0.3mm,现在是板厂的基本生产能力了,不存在增加成本的问题;
2.Via孔距1.3mm即可,间隔再小、孔数再多,对散热不会再有明显的影响。以下是背面散热片外露型封装HTSOP-J8的散热孔布局和尺寸示例:为提高散热孔的热导率,建议采用可电镀填充的内径0.3mm (常用Via是0.5mm)左右的小孔径通孔。需要注意的是,如果孔径过大,在回流焊处理工序可能会发生焊料爬越问题。散热孔的间隔为1.2mm左右,配置于封装背面散热片的正下方。如果仅背面散热片的正下方不足以散热,则还可在IC的周围配置散热孔。在这种情况下的配置要点是要尽量靠近IC来配置。1.同网络过孔
钻孔操作时,如若两个孔离得太近,则会影响到PCB钻孔工序时效。由于在钻完第一个孔过后,在钻第二个孔时一边方向的材质会过薄,造成钻咀受力不均及钻咀散热不一,导致断钻咀,从而造成PCB孔崩不美观或漏钻孔不导通。
PCB板中的过孔在每层线路上都需有孔环,并且每层孔环四周环境各不一,有夹线也有不夹线的。在保证间距的情况下,会在出现夹线过近或者孔与孔过近的孔环削掉一部分,以确保焊环到不同网络铜/线有3mil的安全间距。如不同网络过孔间距小则安全间距不足,容易短路。
PCB生产会出现同一方向性的小量偏移,当不同网络插件孔间距小时,为了保证安全间距会采取削插件孔的焊盘。焊盘被削的方向无规则,最坏的现象还会造成孔破焊环,或者是焊接时连锡短路。
盲孔是将PCB内层走线与PCB表层走线相连的过孔类型,此孔不穿透整个板子;埋孔则只连接内层之间的走线的过孔类型,所以是从PCB表面是看不出来的;盲孔与埋孔的间距过小或者无间距,称之为叠孔。根据PCB层压的规律,叠孔设计不一定能方便生产,当层压的方式不能使同网络盲孔与埋孔重叠的部分钻透相连,则需要走叠孔工艺流程,埋孔做完后电镀、层压再钻盲孔相接。
1.常用的屏蔽材料均为高导电性能的材料,如铜板、铜箔、铝板、铝箔、钢板或金属镀层、导电涂层等。1)静电屏蔽:主要用于防止静电场的影响,需要注意两点:一是完善的屏蔽腔体,二是良好的接地性。2)电磁屏蔽:主要用于防止交变电场、交变磁场或交变电磁场的影响,要求屏蔽腔体具有良好的导电连续性,屏蔽腔体必须与电路接在共同的地参考平面上,要求PCB中屏蔽地与被屏蔽电路地要尽量接近。对于敏感电路、强干扰电路要利用焊接在PCB上的金属腔体屏蔽,PCB在设计时要加上“过孔屏蔽墙”,即在PCB上与屏蔽腔体壁焊接的隔离地线上加接地的过孔。1)保证屏蔽腔体的完整性:屏蔽腔体应是一个完整六面体。一般以PCB一块完整的地层作为屏蔽腔体的一个面,屏蔽盒为一个五面体,在屏蔽盒与PCB连接的部位设置隔离地线,然后将屏蔽盒倒扣并焊接在隔离地线上,构成屏蔽腔体。2)用相互错开的两排以上的地过孔将隔离地线连接到地层,同一排的过孔间距要小于 λ/20(λ为电磁波波长);实际布线时,过孔间距可以取3mm 左右,足以屏蔽 1GHz以下的电磁干扰。3)PCB与屏蔽腔体壁焊接的隔离地线上禁止有绿油;4)射频信号线在表层穿过屏蔽腔体时,要在屏蔽腔体相应位置开一个槽门,门高大于0.5mm,门宽保证安装后信号线与屏蔽腔体间的距离大于1mm;5)穿过屏蔽腔体的导线应尽量少,对穿过屏蔽腔体的导线要进行滤波处理;6)利用贴片三端电容对穿过屏蔽腔体的导线进行滤波,可取得较好的效果,三端电容的接地端子焊接在隔离地线上,同时电容两侧要求有两个以相等间距分布的过孔;7)当使用普通贴片电容时,电容要尽量靠近屏蔽腔体,一端接在需要滤波的信号线上,另一端与屏蔽腔体相连。抑制辐射时,电容安装在屏蔽腔体的内侧,抑制外部干扰时,电容安装在屏蔽腔体的外侧。L、a、h:单面或双面PCB的尺寸,长、宽、厚度,单位mm;L、a、b:屏蔽腔体的尺寸,长、宽、高,且L>a>b,单位mm;C:电磁波在自由空间的传播速度,为3*10的11次方,单位mm/s;当屏蔽腔体内的PCB是多层板时,通常第二层是接地平面,与屏蔽腔体相连,h就表示PCB顶层到第二层的介质厚度,b就表示PCB的第二层到屏蔽腔体内顶面的高度。a必须满足:a<λ/2,λ是工作频段高端频率在空气中的波长。