PCB設(shè)計(jì)當(dāng)中<過孔>的設(shè)計(jì)規(guī)范

過孔（via）是多層PCB的重要組成部分之一，鉆孔的費(fèi)用通常占PCB制板費(fèi)用的30%到40%。從設(shè)計(jì)的角度來看，一個過孔主要由兩個部分組成，一是中間的鉆孔（drill hole）,二是鉆孔周圍的焊盤區(qū)，這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。很顯然，在高速,高密度的PCB設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者總是希望過孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外，過孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時(shí)帶來了成本的增加，而且過孔的尺寸不可能無限制的減小，它受到鉆孔(drill)和電鍍（plating）等工藝技術(shù)的限制：孔越小，鉆孔需花費(fèi)的時(shí)間越長，也越容易偏離中心位置；且當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑的6倍時(shí)，就無法保證孔壁能均勻鍍銅。

因此綜合設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，我們需要考慮以下問題：

1、全通過孔內(nèi)徑原則上要求0.2mm（8mil）及以上，外徑的是0.4mm(16mil)以上，有困難地方必須控制在外徑為0.35mm(14mil)；

提示小助手：按照經(jīng)驗(yàn)PCB常用過孔尺寸的內(nèi)徑和外徑的大小一般遵循X*2±2mil（X表示內(nèi)徑大?。?。比如8mil內(nèi)徑大小的過孔可以設(shè)計(jì)成8/14mil、8/16mil或者8/18mil；比如12mil的過孔可以設(shè)計(jì)為12/22mil、12/24mil、12/26mil；

2、BGA在0.65mm及以上的設(shè)計(jì)建議不要用到埋盲孔，成本會大幅度增加。用到埋盲孔的時(shí)候一般采用一階盲孔即可（TOP層-L2層或BOTTOM-負(fù)L2），過孔內(nèi)徑一般為0.1mm（4mil），外徑為0.25mm（10mil），如圖1-1所示。

圖1-1 一階盲孔示意

3、過孔不能放置在小于0402電阻容焊盤大小的焊盤上；理論上放置在焊盤上引線電感小，但是生產(chǎn)的時(shí)候，錫膏容易進(jìn)去過孔，造成錫膏不均勻造成器件立起來的現(xiàn)象（‘立碑’現(xiàn)象）。一般推薦間距為4-8mil，如圖1-2。

圖1-2  過孔到焊盤打孔示意

4、過孔與過孔之間的間距不宜過近,鉆孔容易引起破孔，一般要求孔間距0.5mm及以上，0.35mm-0.4mm極力避免，0.3mm及以下禁止，如圖1-3所示；

圖1-3 過孔與過孔之間的家間距

5、如圖1-4，除散熱過孔外，≤0.5mm的過孔，需塞孔蓋油(內(nèi)徑是0.4mm內(nèi)需堵孔)。

1）特別是有金屬外殼的器件，本體下原則不打過孔，打了過孔的一定塞孔蓋油,以免造成外殼與過孔短路。

2）根據(jù)板廠生產(chǎn)反饋，會經(jīng)常提到BGA下過孔離焊盤太近，需要移動過孔。這種情況都是由于過孔不是距BGA焊盤等距造成的，由于目前BAG下過孔、測試孔的位置不與BGA各焊盤等距是一種常態(tài)，PCB設(shè)計(jì)人員對此也不重視，導(dǎo)致工程問題不斷，對焊接質(zhì)量也是一種隱患。因此，我們直接推薦打孔打到兩焊盤的中心位置，特別是BGA里面由于Pitch間距較小，打孔之后也需要對BGA下的過孔塞孔蓋油，以免容易造成BGA球連錫短路。

圖1-4  過孔應(yīng)用情景

6、耳機(jī)端子、按鍵、FPC等固定焊盤為防焊盤銅皮掉落，在條件允許的情況下焊盤打1-2個過孔(過孔均勻放置)，可以有效提高“固定性”，如圖1-5。

圖1-5 固定焊盤過孔的放置

7、扇孔

在PCB設(shè)計(jì)中過孔的扇出很重要，扇孔的方式會影響到信號完整性、平面完整性、布線的難度，以至于影響到生產(chǎn)的成本。

1）常規(guī)CHIP器件的扇孔推薦及缺陷做法，如圖1-6所示，可以看出推薦做法可以在內(nèi)層兩孔之間過線，參考平面也不會被割裂，反之不推薦做法增加了走線難度，也把參考平面割裂，破壞平面完整性。

圖1-6 常規(guī)CHIP器件扇出方式對比

同樣，這個樣的器件扇孔方式適用于打孔換層的情景，如圖1-7所示。

圖1-7 打孔換層應(yīng)用情景

2）BGA扇孔方式

BGA扇孔同樣過孔不宜打孔在焊盤上，推薦打孔在兩個焊盤的中間位置。很多工程師為了出線方便隨意挪動BGA里面過孔的位置甚至打在焊盤上面，如圖1-8所示，造成BGA區(qū)域過孔不規(guī)則易造成后期焊接虛焊的問題，同時(shí)可能破壞平面完整性。

圖1-8 BGA盤中孔示例