出色的PCB不僅需要?jiǎng)?chuàng)新的設(shè)計(jì)理念，更依賴于對(duì)PCB工藝的深刻理解。過(guò)孔設(shè)計(jì)作為PCB設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對(duì)PCB的性能和制造效率至關(guān)重要。

過(guò)孔能設(shè)計(jì)成任意大小嗎？

為回答上述問(wèn)題，我們先來(lái)看看PCB上的孔是如何來(lái)的。首先，開料，PCB制造商利用自動(dòng)開料機(jī)將大尺寸的覆銅板切割成符合生產(chǎn)需求的特定尺寸的基材。在開料前，覆銅板如下圖所示：

然后，用數(shù)控鉆孔機(jī)在覆銅板的指定位置精確鉆孔。由于鉆孔機(jī)的鉆頭是圓形的，因此只能鉆出圓形的孔，無(wú)法加工出方形的孔。

舉個(gè)例子，如果把一個(gè)圓形的兵乒球放在直角的墻角，球的圓弧部分和墻角之間會(huì)有一定的間距，這種間距可以理解為所謂的“R角”。同理，由于鉆頭是圓形的，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)方形孔的加工。

以嘉立創(chuàng)為例，加工PCB的鉆咀采用機(jī)械鉆孔，鉆咀規(guī)格以0.05mm為最小遞增或遞減單位，其圓孔鉆刀的規(guī)格為0.15mm-6.30mm，其最小槽孔鉆刀規(guī)格為0.65mm（適用于加工金屬化槽孔），其最小槽孔鑼刀為1.0mm（適用于加工非金屬化槽孔）。

因此，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，過(guò)孔是不能設(shè)計(jì)成任意大小的。

小孔設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

多大的孔被稱為小孔？一般來(lái)說(shuō)，以0.3mm為分界點(diǎn)，小于0.3mm的孔被稱為小孔。過(guò)孔越小，加工越難，尤其是過(guò)孔尺寸接近工藝極限時(shí)。這涉及到行業(yè)中的一個(gè)“縱深比”問(wèn)題。什么是縱深比？簡(jiǎn)單說(shuō)就是板厚與過(guò)孔直徑的比值?？v深比越大，意味著加工難度越高。換句話說(shuō)，過(guò)孔越小越難加工。

第一，難電鍍。隨著過(guò)孔變小，孔徑的縮小會(huì)導(dǎo)致電鍍過(guò)程中銅層難以均勻沉積，容易出現(xiàn)孔無(wú)銅或壞孔問(wèn)題。簡(jiǎn)言之，過(guò)孔越小，沉銅直通率越低。

為保證PCB質(zhì)量，嘉立創(chuàng)通過(guò)四線低阻測(cè)試檢測(cè)孔壁鍍銅情況。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，四線低阻測(cè)試檢測(cè)精度更高，可以更好地發(fā)現(xiàn)壞孔問(wèn)題，從而保證產(chǎn)品的可靠性和品質(zhì)。

第二，加工效率低。小孔鉆刀的有效長(zhǎng)度越短，加工時(shí)同一批次能鉆孔的板數(shù)越少，直接影響生產(chǎn)效率。為防止鉆頭斷裂，鉆小孔時(shí)需要降低進(jìn)刀速度并提高轉(zhuǎn)速。這種工藝不僅增加了加工時(shí)間，還加速了鉆頭的磨損率。

因此，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將過(guò)孔尺寸設(shè)計(jì)為大于0.3mm，以確保加工效率和降低成本。只有在空間受限的情況下，才考慮使用小孔。

第三，外徑尺寸的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)導(dǎo)通孔或焊接孔時(shí)，需要考慮內(nèi)徑和外徑的尺寸要求。這些參數(shù)直接影響PCB的制造工藝。以嘉立創(chuàng)為例，雙面板和多層板最小加工參數(shù)的內(nèi)徑為0.15mm，外徑為0.25mm。

嘉立創(chuàng)如今可以生產(chǎn)6-32層的高多層板。憑借自研的超高層工藝、盤中孔工藝等技術(shù)，嘉立創(chuàng)生產(chǎn)的PCB最高層數(shù)可達(dá)32層，最小孔徑達(dá)0.15mm，最小線寬線距可達(dá)0.0762mm，并支持?jǐn)?shù)百種層壓結(jié)構(gòu)。尤其是盤中孔工藝，6層以上高多層板全部采用樹脂塞孔+電鍍蓋帽工藝，使過(guò)孔可以直接打在焊盤上，且成品焊盤表面更平整，布線空間更大。

此外，如果焊環(huán)偏小，在加工過(guò)程中，PCB可能因?yàn)殂@孔設(shè)備的偏差和對(duì)位公差，導(dǎo)致鉆孔與菲林上的焊盤中心位置發(fā)生偏移，出現(xiàn)偏孔現(xiàn)象。

這種偏移會(huì)降低焊盤的有效面積，增加制造缺陷的風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致電氣連接失敗。因此，合理設(shè)計(jì)焊環(huán)尺寸并考慮加工公差，對(duì)于保證PCB的質(zhì)量和可靠性很重要。

槽孔設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

除了小孔，槽孔的設(shè)計(jì)也不容忽視。在一些特殊封裝中，槽孔是必不可少的設(shè)計(jì)元素。在設(shè)計(jì)槽孔時(shí)，需要注意以下兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

一是短槽是PCB鉆孔中最難加工的。什么是短槽？就是槽長(zhǎng)小于槽寬兩倍的槽孔。由于槽長(zhǎng)小于槽寬兩倍，所以鉆了首孔再鉆尾孔時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鉆刀部分在基材上，部分懸空，在受力不均的情況下，導(dǎo)致槽孔鉆歪或偏短。因此，建議槽孔設(shè)計(jì)的最佳長(zhǎng)寬比為長(zhǎng)/寬≧2.5。

二是長(zhǎng)槽采用噴錫工藝。設(shè)計(jì)槽孔時(shí)，建議選擇噴錫工藝，尤其是槽孔長(zhǎng)度超過(guò)5mm，槽孔兩面環(huán)寬最好大于0.3mm（極限為0.2mm），或者采用沉金工藝。如果槽孔環(huán)寬小于0.3mm，在噴錫過(guò)程中，焊環(huán)的附著力不足以抵抗熱應(yīng)力，容易出現(xiàn)爆孔問(wèn)題。如果一面孔環(huán)銅皮符合要求，另外一面沒有銅環(huán)，這種單邊銅環(huán)的槽孔也容易出現(xiàn)爆孔。

當(dāng)槽孔密集排列時(shí)，基材的經(jīng)緯線可能在鉆孔過(guò)程中被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致噴錫時(shí)出現(xiàn)爆孔問(wèn)題。這種特殊形態(tài)的設(shè)計(jì)，建議使用沉金工藝。

過(guò)孔（Via）和元件孔（Pad）的區(qū)別

在PCB中，孔徑分為過(guò)孔（Via）和元件孔（Pad），兩者的功能和加工要求不同，絕不能混用。過(guò)孔主要用于層間信號(hào)的導(dǎo)通，加工過(guò)程中通常選擇蓋油處理。元件孔（Pad）通常設(shè)計(jì)為插件孔，用于元器件的安裝和焊接。

混用過(guò)孔（Via）和元件孔（Pad）有兩種情況：一種是誤將過(guò)孔（Via）屬性用于插件封裝，作為元件孔使用。這種情況下，如果選擇過(guò)孔蓋油，插件孔會(huì)被油墨覆蓋或堵塞，導(dǎo)致元器件無(wú)法正常安裝。另一種是誤將元件孔（Pad）當(dāng)作過(guò)孔使用。元件孔被錯(cuò)誤地設(shè)置為過(guò)孔，若訂單選擇過(guò)孔蓋油，會(huì)導(dǎo)致本應(yīng)暴露銅面的元件孔被阻焊層覆蓋，影響焊接質(zhì)量。

總結(jié)

1.在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，過(guò)孔是不能設(shè)計(jì)成任意大小的。

2.從PCB制造角度來(lái)說(shuō)，小于0.3mm的孔被稱為小孔。過(guò)孔小不僅讓PCB難電鍍，而且加工效率變低。如果焊環(huán)偏小，可能出現(xiàn)偏孔現(xiàn)象。

3.短槽難加工，建議設(shè)計(jì)槽孔的最佳長(zhǎng)寬比為長(zhǎng)/寬大于或等于2.5。

4.設(shè)計(jì)槽孔時(shí)，環(huán)寬最好大于0.3mm（極限為0.2mm）。若受空間限制，無(wú)法滿足焊環(huán)寬度要求，可選擇沉金工藝。

5.不要混用過(guò)孔（Via）和元件孔（Pad）