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PCB单面板或双面板的制作,钻孔之间的间距如何影响成品?

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PCB单面板或双面板的制作都是在下料之后直接进行非导通孔或导通孔的钻孔,多层板则是在完成压板之后才去钻孔。钻孔的区分以功能的不同尚可分为零件孔、工具孔、通孔(Via)、盲孔(Blind hole)、埋孔(Buried hole)(盲、埋孔为via hole的一种)。常规的钻孔,是通过钻孔机械加工出来的。在实际加工中钻孔之间的间距通常会影响钻机的加工及成品的可靠性。

孔距的加工要求:

VIA过孔(俗称导电孔)

最小孔径:机械钻0.15mm,激光钻0.075mm。

焊盘到外形线间距0.2mm。

过孔(VIA)孔到孔间距(孔边到孔边)不能小于:6mil 最好大于8mil此点非常重要,设计时一定要考虑。

一般最小过孔(VIA)孔径不小于0.2mm,焊盘单边不能小于4mil,最好大于6mil,大则不限此点非常重要,设计时一定要考虑。

PAD焊盘孔(俗称插件孔)

焊盘到外形线间距0.25mm。

插件孔大小是由DIP元器件来定,但一定要大于DIP元器件管脚,建议大于最少0.2mm以上,也就是说0.6的元器件管脚,你最少得设计成0.8,以防加工公差而导致难于插进。

插件孔(PTH) 焊盘外环单边不能小于0.15mm,当然越大越好,此点非常重要,设计时一定要考虑。

插件孔(PTH) 孔到孔间距(孔边到孔边)不能小于0.3mm当然越大越好,此点非常重要,设计时一定要考虑。

非金属孔、槽(俗称无铜孔、槽)

非金属化槽孔,槽孔的最小间距不小于1.6mm,不然会导致破孔增加铣边的难度。

非金属化槽孔,槽孔距外形的板边不小于2.0mm,不然会导致破孔,非金属槽越长距板边的距离需要越大,避免存留的板边断开。

非金属邮票孔,邮票孔作为板与板之间桥连,成品后需要掰开,所以邮票孔间距不能小也不能太大,间距小容易断板,间距太大掰不开。一般邮票孔间距在0.2--0.3mm。

孔距的可靠性影响:

1、孔到孔的间距,是指钻孔内壁到内壁的间距,不是钻孔焊盘到焊盘的间距。此点一定要区分清楚。

那么孔到孔间距设计太近,有哪些危害呢?

如果是相同网络的孔间距过近,通常会产生破孔、铍锋等不良情况,影响板子的外观及装配。

如果是不同网络的钻孔间距不足,会产生破孔、铍锋、还有芯吸效应导致的短路等不良情况。

芯吸效应具体是怎么产生的呢?

钻孔在机械加工时,由于钻孔的高速运转和钻头对周围板材产生的压力,会导致板材内部的玻纤松动,钻孔动作的速度过大,或钻咀破损不够锋利以致拉松拉大玻纤纱布。在加工中,过度除钻污会使玻纤纱布的树脂被溶掉,那么在后工序沉铜电镀工序就会有药水顺着松动区域进行渗透,造成短路的产生。

IPC-A-600G里面对于芯吸是有这样规定的:对于芯吸作用没有减少导线间距使之小于采购文件规定的值 ,芯吸作用没有超过80mm[3.150min。钻孔之间也同样适用。

2、还有一种不良就是钻孔设计时间距过近会产生一个CAF效应。

什么是CAF效应呢?

CAF,也叫离子迁移,全称为导电性阳极丝(CAF:Conductive Anodic Filamentation),指的是PCB内部铜离子从阳极(高电压)沿着玻纤丝间的微裂通道,向阴极(低电压)迁移过程中发生的铜与铜盐的漏电行为。

当PCB/PCBA在高温高湿的环境下带电工作时,两绝缘导体间可能会产生严重的沿着树脂或玻纤界面生长的CAF,此现象将最终导致绝缘不良,甚至短路失效。

它通常发生在过孔与过孔之间、过孔与内外层导线之间、外层导线与导线之间,从而造成两个相邻的导体之间绝缘性能下降甚至造成短路。

孔距的DFM可制造性检查:

1、同网络过孔;

钻孔操作时如若两个孔离的太近则会影响到PCB钻孔工序时效。由于在钻完第一个孔过后,在钻第二个孔时一边方向的材质会过薄,造成钻咀受力不均及钻咀散热不一,导致断钻咀,从而造成PCB孔崩不美观或漏钻孔不导通。

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2、不同网络过孔;

PCB板中的过孔在每层线路上都需有孔环,并且每层孔环四周环境各不一,有夹线也有不夹线的。在保证间距的情况下,会在出现夹线过近或者孔与孔过近的孔环削掉一部分,以确保焊环到不同网络铜/线有3mil的安全间距。如不同网络过孔间距小则安全间距不足,容易短路。

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3、不同网络插件孔;

PCB生产会出现同一方向性的小量偏移,当不同网络插件孔间距小时,为了保证安全间距会采取削插件孔的焊盘。焊盘被削的方向无规则,最坏的现象还会造成孔破焊环,或者是焊接时连锡短路。

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4、盲埋孔距离;

盲孔(Blindvias):盲孔是将PCB内层走线与PCB表层走线相连的过孔类型,此孔不穿透整个板子。

埋孔(Buriedvias):埋孔则只连接内层之间的走线的过孔类型,所以是从PCB表面是看不出来的。

盲孔与埋孔的间距过小或者无间距,称之为叠孔。根据PCB层压的规律,叠孔设计不一定能方便生产,当层压的方式不能使同网络盲孔与埋孔重叠的部分钻透相连,则需要走叠孔工艺流程,埋孔做完后电镀、层压再钻盲孔相接。

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华秋DFM是华秋电子自主研发的PCB可制造性分析软件,它是一款免费的国产软件。软件针对孔间距的分析项有,同网络过孔、不同网络过孔、不同网络插件孔、盲埋孔距离,华秋DFM的检测功能,基本能够包含所有孔间距的可制造性。

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华秋DFM是华秋电子自主研发的PCB可制造性分析软件,它是一款免费的国产软件,主要的功能包括PCB裸板分析、PCBA装配分析、优化方向推荐、价格交期评估、供应链下单、阻抗计算等工具。致力于在制造前期解决或发现所有可能的质量隐患,将产品研制的迭代次数降到最低,减少成本,提高了产品的市场竞争力。

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