PCB設(shè)計時,我們布線考慮最多的是如何把各個層同網(wǎng)絡(luò)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(jīng)常會收到PCB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(chǎn)會有什么難點,對產(chǎn)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(zhì)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(huán),且每個層孔環(huán)周圍環(huán)境有夾線也有不夾線,環(huán)境各不一。出現(xiàn)夾線過近或者孔與孔過近的情況,PCB板廠CAM工程師優(yōu)化文件的時候會將孔環(huán)削掉一部分,確保焊環(huán)到不同網(wǎng)絡(luò)銅/線的安全間距(3mil)。
如下六層pcb板的內(nèi)層孔邊緣到線邊緣6mil,孔環(huán)4mil,環(huán)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(xiàn)下列情況。
(1)線路密集時過孔到其他元素360°無規(guī)律的出現(xiàn)小間隙,要保證3mil的安全間距,焊盤可能出現(xiàn)多方向削PAD(圖3-1)。
圖3-1
(2)按源文件文件數(shù)據(jù)計算,孔邊緣到線邊緣6mil,孔環(huán)4mil,環(huán)到線只有2mil,保證環(huán)到線之間有3mil的安全間距需削1mil焊環(huán),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(huán)只剩1mil(圖3-2)。
圖3-2
4、PCB生產(chǎn)會產(chǎn)生同一方向性的小小量偏移,焊盤被削的方向無規(guī)則,最惡劣的情況還會出現(xiàn)個別孔破焊環(huán)(圖4-1)。
圖4-1
5、多層板內(nèi)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(nèi)層孔也會出現(xiàn)360°無規(guī)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(chǎn)效率。孔環(huán)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(chǎn)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(huán)小于或等于90°
1. 多層板內(nèi)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(nèi)徑邊緣間距:
同網(wǎng)絡(luò)過孔:≥8mil(0.2mm)
不同網(wǎng)絡(luò)過孔:≥12mil(0.3mm)
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