了解PCB設計孔內焊盤

盡管對于PCB設計人員來說，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點。同時，您還應該注意一些問題。讓我們進一步看一下什么是焊盤通孔（VIP）設計，以及它在布局印刷電路板時如何為您提供幫助。
PCB設計中通孔
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，但它在內部層上開始和停止。
Microvia：這些通孔是用激光創建的，將僅跨越兩層。甲微孔是比常規通過機械鉆孔，使之更適合于高密度的電路板設計小得多。
但是，PCB設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生電感一樣，過孔也會產生電感，它們會影響高頻網絡的信號完整性。因此，在PCB設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重要。隨著組件引腳數的不斷增加，尋找路由所有連接到這些設備的網絡的方法變得越來越困難，這就是通過焊盤技術的真正幫助。
您需要了解的孔貼設計
焊盤內通孔設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設計有很多優點，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，這在高速設計中至關重要。
它們可以幫助在與飛機短距離連接至關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設計的權衡是在制造電路板時會涉及更多的時間和費用。對于傳統的通孔逃逸布線，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，為此使用環氧化合物，這又增加了板的制造過程的另一步驟。
焊盤內通孔設計的好處的折衷是，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建。您選擇使用的通孔類型將取決于電路板的設計需求，制造商的功能以及您要支付的價格：
標準過孔：常規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設計中創建精密的焊盤內孔
您可能會迫使大多數PCB設計系統將過孔放入焊盤中，但是如果尚未針對該技術設置系統，則最終可能會遇到很多設計規則檢查錯誤。當使用設計為支持這種技術的軟件系統時，首先需要創建所需的過孔，如上圖所示，其中是使用padstack編輯器創建微孔的。接下來，您需要為系統內的VIP設置規則，以使其接受您放置過孔的位置。
為了高效地設計現代PCB，您需要一個PCB設計系統，該系統能夠創建多個通孔形狀和結構，并且還具有規則編輯功能，可以為焊盤中的焊盤設置設計。
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