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实测 | PCB走线与过孔的电流承载能力到底有多强？

由 cathy 提交于

<strong>简介：</strong>

使用FR4敷铜板PCBA上各个器件之间的电气连接是通过其各层敷着的铜箔走线和过孔来实现的。

由于不同产品、不同模块电流大小不同，为实现各个功能，设计人员需要知道所设计的走线和过孔能否承载相应的电流，以实现产品的功能，防止过流时产品烧毁。

文中介绍设计和测试FR4敷铜板上走线和过孔的电流承载能力的方案和测试结果，其测试结果可以为设计人员在今后的设计中提供一定的借鉴，使PCB设计更合理、更符合电流要求。

<strong>1、引言</strong>

现阶段印制电路板（PCB）的主要材料是FR4的敷铜板，铜纯度不低99.8%的铜箔实现着各个元器件之间平面上的电气连接，镀通孔（即VIA）实现着相同信号铜箔之间空间上的电气连接。

但是对于如何来设计铜箔的宽度，如何来定义VIA的孔径，我们一直凭经验来设计。

为了使layout设计更合理和满足需求，对不同线径的铜箔进行了电流承载能力的测试，用测试结果作为设计的参考。

玩出花！汽车投影照明新玩法背后的微透镜阵列技术

cathy /

汽车行业重要趋势其中之一是生产对车内外人员更安全的车辆，之二是采用更智能的技术提高舒适度和易用性，之三是实现更环保或更有利于环境的汽车。要兼顾安全性和舒适度，汽车照明至关重要。

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如今，汽车照明的功能简单直观：在照亮夜间的道路的同时，让行人看见车辆，还要兼顾汽车车厢内驾驶员和乘客在夜间对照明效果的舒适方便的要求。

随着高功率LED的出现，业界对汽车照明的品牌和性能表征进行了一些早期尝试，例如制作指示灯（转向灯）的动画，为日间行车灯创造独特的轮廓。但是，在大多数情况下，照明这一基本功能并没有变。

PCB中针对过孔进行无盘化设计的优势

由 cathy 提交于

在介绍过孔无盘工艺之前，我们先来看一下正常过孔是怎么样的。

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这是一个正常的过孔，钻孔、过孔焊环、反焊盘....拥有标准过孔的一切，相信大家已经熟悉的不能再熟悉。

过孔的贯通孔用于连接PCB的各层，而孔的焊环则负责将信号引出。周围的铜皮对于非相同网络过孔的避让距离就是反焊盘。

既然信号是由焊环引出，那么在不引出信号线的层，这个焊环是否可以去掉？

这里以一个六层板为例，假设我们的信号需要从顶层通过过孔传输到底层，那么必要的焊环就只有顶层和底层的焊环，中间的所有焊环都可以去掉。

铜填充过孔的用途以及如何增强PCB设计？

cathy /

如果没有过孔，PCB将无法工作。过孔是在PCB层之间传输信号的导管。在PCB生产期间，制造商会在基板上添加一层铜。这层铜不仅使迹线导电，而且还通过钻入板中的孔来连接每个PCB层。然后，制造商可以按原样保留过孔，并使用铜镀层自行传输信号。然而，为了增加容量，还可以用另一种导电材料填充过孔。

为了制造铜填充过孔，制造商用环氧树脂和铜填充过孔。额外的材料增加了电路板生产的成本，但是填充铜的过孔使PCB更适合某些应用。填充铜的过孔还具有其他导电填充物无法提供的功能。以下会介绍填充铜的过孔的主要用途以及它们如何增强PCB设计。

<strong>一、通孔填充过程</strong>

当用铜填充过孔时，制造商必须注意要在通孔中形成均匀的铜层而不会产生太厚的外层。如果使用的技术不正确，则会产生过多的铜，从而增加PCB重量或增加过多的铜，导致不符合满足规格、缺陷或成本增加。随着通孔变得比以往更小，观察这些要求对于满足严格的设计规范至关重要。

经典铜通孔填充方法涉及使用纯铜填充孔。然而，这种方法经常会形成空隙，使得污染物被渗夹在铜的中间。在未来的生产步骤中加热时，该空隙会释放出气体，产生破坏PCB铜层之间连接的孔。目前预防这一问题的策略包括在填充的过孔中留下凹槽并在通孔中形成“X”图案连接。

PCB设计过孔载流能力分析

由 cathy 提交于

作为一个做设计的新手，在刚学PCB设计时，经常会由于电源通道处理不当（过孔数量打的不够、电源通道路径不够宽），而导致PCB设计不合格，生产出来的PCB报废。那么，我们在做PCB设计时电源通道处过孔需要怎么打哪个类型的？过孔数量要打多少个？本篇文章将给大家作一些详细的介绍。
　　
<strong>过孔定义：</strong>
　　
过孔也称金属化孔。在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。
　　
一般我们常规的PCB板生产都是按IPC2级标准生产，生产的孔铜厚度一般为0.8mil到1mil左右（大家可以查一下IPC2级标准的具体内容）。生产时大家以为的生产出来的过孔是这个理想的情况（如下图示），孔的大小规整，孔铜厚度非常匀称：

信号打孔换层引起的回路问题及接地过孔对信号质量的影响

由 cathy 提交于

<strong><font color="#FF0000">科林</font> </strong>

注意使用需在PCB上钻孔的器件或在PCB上打过孔都会引起镜像平面的非连续性，会破坏信号的最佳回流途径。

信号打孔换层会改变信号的回流路径，如果信号换层，回流路径也跟着换层，但是在信号换层处过孔不能将信号回路连通起来，将引起信号回路面积增大，从而导致EMC问题。如下图所示，描述了信号打孔换层的几种情况：

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PCB线路板过孔堵上，到底是什么学问？

cathy /

导电孔Via hole又名导通孔，为了达到客户要求，线路板导通孔必须塞孔，经过大量的实践，改变传统的铝片塞孔工艺，用白网完成线路板板面阻焊与塞孔。生产稳定，质量可靠。

Via hole导通孔起线路互相连结导通的作用，电子行业的发展，同时也促进PCB的发展，也对印制板制作工艺和表面贴装技术提出更高要求。Via hole塞孔工艺应运而生，同时应满足下列要求：

（一）导通孔内有铜即可，阻焊可塞可不塞；

（二）导通孔内必须有锡铅，有一定的厚度要求（4微米），不得有阻焊油墨入孔，造成孔内藏锡珠；

（三）导通孔必须有阻焊油墨塞孔，不透光，不得有锡圈，锡珠以及平整等要求。

随着电子产品向“轻、薄、短、小”方向发展，PCB也向高密度、高难度发展，因此出现大量SMT、BGA的PCB，而客户在贴装元器件时要求塞孔，主要有五个作用：

（一）防止PCB过波峰焊时锡从导通孔贯穿元件面造成短路；特别是我们把过孔放在BGA焊盘上时，就必须先做塞孔，再镀金处理，便于BGA的焊接。

（二）避免助焊剂残留在导通孔内；

（三）电子厂表面贴装以及元件装配完成后PCB在测试机上要吸真空形成负压才完成：

（四）防止表面锡膏流入孔内造成虚焊，影响贴装；

PCB设计当中 过孔 的设计规范

由 cathy 提交于

过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。 从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区，这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。

<strong>因此综合设计与生产，我们需要考虑以下问题：</strong>

1、全通过孔内径原则上要求0.2mm（8mil）及以上，外径的是0.4mm(16mil)以上，有困难地方必须控制在外径为0.35mm(14mil)；

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