在四層PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)設計中,**過孔(via)**作為信號、電源及接地連接上下層的重要手段,其處理方式直接影響信號完整性、制造成本與板級可靠性。了解不同的過孔處理方式,有助于工程師在設計中做出更合理的選擇。
一、常見過孔類型
通孔(Through Hole Via)
通孔貫穿四層板的所有層,是最常見的過孔類型,制作簡單、成本低,適用于連接任意層的信號。其主要缺點在于會占用中間層的布線空間,特別是在高密度布線場景下容易造成資源浪費。
盲孔(Blind Via)
盲孔連接表層(如L1)和內(nèi)層(如L2或L3),但不貫穿整塊電路板。它能有效提高內(nèi)部空間利用率,尤其適用于高密度互連(HDI)設計。不過,制作工藝復雜,成本較高。
埋孔(Buried Via)
埋孔僅存在于中間的內(nèi)層之間(如L2-L3),從外部不可見。適用于內(nèi)部信號通道的連接,有利于表層空間的釋放。像盲孔一樣,它需要分階段壓合工藝,制造復雜。
激光微孔(Laser Microvia)
多用于高密度小型化的設計,如手機主板??讖酵ǔT?/span>0.1mm以下,依賴激光鉆孔形成。其優(yōu)勢在于體積小、阻抗連續(xù)性好,但需搭配盲埋孔設計。
二、過孔的填充與處理方式
不同過孔在制造過程中可選擇以下幾種處理方式,以滿足電氣性能和裝配要求:
通孔電鍍(Plated Through Hole, PTH)
標準的處理方式,適用于通孔、盲孔等類型,通過化學沉銅與電鍍形成導電路徑。
過孔填膠(Via Filling)
為了增強過孔的機械強度,或防止焊錫滲入,可采用樹脂填孔工藝。多用于BGA封裝下面的盲/埋孔。
過孔蓋油(Via Tenting)
使用阻焊油墨覆蓋過孔,保護其不受污染,常用于非關鍵電氣連接的通孔。
過孔塞孔(Via Plugging)
塞孔常用于焊盤共用場景(如BGA下方),防止焊料流入孔中造成虛焊??膳浜咸钅z和蓋油組合工藝,實現(xiàn)可靠性與工藝性的平衡。
過孔電氣絕緣(Via in Pad)
一些高速設計中,為了保持信號路徑短、阻抗連續(xù),常將過孔放置于焊盤中(VIP工藝),但必須經(jīng)過填孔、平整處理,確保焊接質(zhì)量。
三、設計建議
高頻信號建議避開通孔,優(yōu)先選擇盲/埋孔以減小過孔引起的反射與阻抗突變。
BGA區(qū)域應根據(jù)球距選擇是否采用填孔、塞孔,避免錫膏泄漏影響焊接。
若預算有限,優(yōu)先使用通孔+蓋油方式,兼顧性價比和可靠性。
與PCB廠商溝通確認其可支持的過孔工藝與最小孔徑,避免設計超出工藝能力。
結(jié)語
四層板作為主流中低層數(shù)設計方案,選用何種過孔處理方式不僅要考慮電氣性能,還需結(jié)合成本、可制造性與可靠性要求。在高頻、高密度趨勢下,合理使用盲/埋孔、微孔及填孔技術(shù),已成為優(yōu)化四層板設計的重要手段。