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多層PCB板設計不可忽視的近孔問題

2019年10月25日 11:52:14 來源:華秋電路 作者:華秋電路

       PCB板設計時,我們布線考慮最多的是如何把各個層同網絡信號線最合理的連接上,高速PCB板線路越密集過孔(VIA)放置的密度就越大,過孔能起到各層間電氣連接的作用。多層線路板PCB打樣經常會收到板廠反饋“孔到線過近,超出了制程能力”,那么過孔過近對生產會有什么難點,對產品可靠性又有什么影響呢?


1、兩個孔過近會影響PCB鉆孔工序時效。第一個孔鉆完后鉆第二個孔時一邊方向的材質過薄,鉆咀受力不均及鉆咀散熱不一,從而導致斷鉆咀,由此造成PCB孔崩不美觀或漏鉆孔不導通。


2、多層板中過孔會在每層線路上都有孔環,且每個層孔環周圍環境有夾線也有不夾線,環境各不一。出現夾線過近或者孔與孔過近的情況,PCB板廠CAM工程師優化文件的時候會將孔環削掉一部分,確保焊環到不同網絡銅/線的安全間距(3mil)。

如下六層pcb板的內層孔邊緣到線邊緣6mil,孔環4mil,環到線只有2mil(圖2-1),削焊盤后的效果(圖2-2)。

                                                                       圖2-1


                                                                 圖2-2


3、鉆孔的孔位公差是≤0.05mm,當公差走上限時多層板會出現下列情況。

(1)線路密集時過孔到其他元素360°無規律的出現小間隙,要保證3mil的安全間距,焊盤可能出現多方向削PAD(圖3-1)。

                                                                   圖3-1


(2)按源文件文件數據計算,孔邊緣到線邊緣6mil,孔環4mil,環到線只有2mil,保證環到線之間有3mil的安全間距需削1mil焊環,削后焊盤只有3mil。當孔位公差偏移量如果是上限0.05mm (2mil)時,孔環只剩1mil(圖3-2)。

                                                                             圖3-2


4、PCB生產會產生同一方向性的小小量偏移,焊盤被削的方向無規則,最惡劣的情況還會出現個別孔破焊環(圖4-1)。

                                                                                 圖4-1



5、多層板內層壓合偏差的影響。以六層板為例,兩個芯板+銅箔壓合組成六層板(圖5-1)。壓合過程中 芯板1、芯板2 壓合時可能會有 ≤0.05mm的偏差,壓合后內層孔也會出現360°無規律的偏差(圖5-2)。

                                                                             圖5-1


                                                     圖5-2


綜上問題,鉆孔工序影響PCB打板良率和PCB板生產效率??篆h過小孔的周圍沒有完整的銅皮保護,PCB開短路測試可以通過,產品前期的使用也不會有問題,但長期使用可靠度是不夠的。


                                   IPC2級標準:破環小于或等于90°


華秋電路建議,多層PCB板、高速PCB板孔到孔、孔到線間距:

(1)多層板內層孔到線到銅:

        4層:可以不用理會

        6層:≥6mil

        8層:≥7mil

       10層或10層以上:≥8mil


(2)過孔內徑邊緣間距:

       同網絡過孔:≥8mil(0.2mm)

      不同網絡過孔:≥12mil(0.3mm)



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