前幾天同事正在畫板的時(shí)候問了我這么一句:PCB盤中孔到底能不能打?
要回答這個問題,我們先了解一下盤中孔到底是什么?
其實(shí)簡單來講,就是在焊盤中間打個過孔,那這個在焊盤中打孔的好處和害處到底是什么?我們在實(shí)際項(xiàng)目中該怎么權(quán)衡?
盤中孔的主要害處:
(1)漏錫導(dǎo)致焊接缺陷
未處理的通孔在SMT焊接時(shí),焊膏可能流入孔內(nèi)造成正面焊盤錫量不足,引發(fā)虛焊、脫焊或元器件“立碑”現(xiàn)象。此風(fēng)險(xiǎn)在小封裝元件(如0402電阻)及BGA焊盤中尤為突出。
(2)冷撕裂(縮錫開裂)風(fēng)險(xiǎn)
當(dāng)BGA角部焊盤的盤中孔未連接內(nèi)層大銅皮時(shí),在流焊快速冷卻過程中可能因焊點(diǎn)單向凝固及BGA翹曲引發(fā)冷撕裂,導(dǎo)致焊點(diǎn)連接失效。
(3)焊點(diǎn)空洞與強(qiáng)度下降
盤中孔可能推擠焊錫形成空洞,減少有效焊接面積,削弱機(jī)械強(qiáng)度,甚至引發(fā)焊點(diǎn)間短路等可靠性問題。
(4)制造成本與工藝限制
盤中孔需搭配樹脂/銅漿塞孔或埋盲孔工藝,相比傳統(tǒng)過孔成本增加30%-50%。未采用特殊工藝的盤中孔表面不平整,易殘留助焊劑污染。
(5)設(shè)計(jì)靈活性受限
普通盤中孔需避開密集布線區(qū)域,在高頻或高速信號場景中可能因阻抗突變引發(fā)信號反射,需額外增加阻抗匹配設(shè)計(jì)。
雖然目前嘉立創(chuàng)能提供盤中孔工藝的能力,但是在實(shí)際項(xiàng)目過程中還是要考慮成本和未知的風(fēng)險(xiǎn)問題(除非經(jīng)過大量的正規(guī)的驗(yàn)證測試)。核桃本人是比較建議在大批量項(xiàng)目中盡量采用外出引線打孔會較為穩(wěn)妥些。
盤中孔的主要優(yōu)勢:
(1)布線優(yōu)化與空間節(jié)省
釋放布線密度:在焊盤內(nèi)直接打孔可減少傳統(tǒng)扇出過孔的繞線需求,尤其適用于細(xì)間距BGA、QFN等高密度封裝,釋放表層布線空間,提升PCB集成度。
(2)簡化復(fù)雜設(shè)計(jì)
通過盤中孔直接連接內(nèi)層或底層,避免多層板中長距離繞線,縮短信號路徑并減少線寬限制。
總結(jié):
一:允許使用盤中孔的情況
(1)采用樹脂/銅漿塞孔工藝
通過樹脂或銅漿填充過孔并電鍍蓋帽,可避免漏錫問題,表面平整不影響焊接質(zhì)量。此類工藝適用于BGA、QFN等高密度封裝,能節(jié)省布線空間并提高設(shè)計(jì)靈活性。
(2)使用埋盲孔(非通孔)
埋孔(內(nèi)層)和盲孔(表層到內(nèi)層)不會穿透整個PCB,因此不會漏錫,適合需要焊盤打孔但需避免焊接問題的場景。但此類工藝成本較高。
(3)散熱焊盤或非焊接區(qū)域
若過孔位于芯片散熱焊盤等無需焊接的位置(如中間接地焊盤),可直接打孔以增強(qiáng)散熱或電氣性能,無需特殊處理。
二:不建議使用盤中孔的情況
(1)普通通孔未做塞孔處理
未填充的通孔可能導(dǎo)致焊膏漏入孔內(nèi),造成焊盤錫量不足,引發(fā)虛焊、脫焊或“立碑”現(xiàn)象,尤其在小封裝元件(如0402電阻)中風(fēng)險(xiǎn)更高。
(2)低成本或傳統(tǒng)工藝場景
若PCB廠未提供塞孔工藝,或設(shè)計(jì)對成本敏感,建議采用傳統(tǒng)扇出過孔(從焊盤外引出過孔),避免焊接風(fēng)險(xiǎn)。
最后:
盤中孔的使用需權(quán)衡工藝支持、成本、焊接可靠性及設(shè)計(jì)需求。采用塞孔技術(shù)或埋盲孔時(shí),盤中孔是可行方案;否則應(yīng)優(yōu)先選擇傳統(tǒng)扇出過孔以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。