您好~欢迎光临深圳市宏力捷电子有限公司网站!
一站式PCBA服务提供商
邮件询价:
sales88@greattong.com
电话咨询:
0755-83328032
QQ在线

张经理:深圳宏力捷PCB设计服务QQ

陈经理:深圳宏力捷PCB抄板服务QQ

叶经理:深圳宏力捷PCB制板服务QQ

王经理:深圳宏力捷PCBA/OEM服务QQ

PCBA大讲堂:导通孔在垫(Vias-in-pad)的处理原则

发布时间 :2023-04-07 16:23 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCBA部
「导通孔在盘(vias-in-pad or vias-on-pad)」是个令电路板组装制造工厂非常头疼的问题,尤其是通孔放置于BGA(Ball Grind Array)焊盘(pad)的时候,但设计单位往往基于其设计空间不足,或其他难以克服等理由而强迫要求组装工厂照做。
其实随着电子产品的缩小,电路板的密度越来越高,层数也越来越多,所以很多PCB设计布线工程师(CAD layout engineer)就把通孔摆放在焊盘上面,尤其是球间距小的BGA焊盘(pad)更是没有太多空间可以摆放导通孔。
 
不过把导通孔(via)摆放在吃锡的焊盘上虽然节省了电路板的空间,可是对SMT及制造工程师来说这却是个大灾难,因为很可能会引起下列的种种品质问题,说不定到最后回马枪打到的反而是RD自己:
1、如果导通孔被放置于BGA的焊盘上,很有可能形成 head-in-pillow (枕头效应或双头效应)或焊球内部气泡(Bubbles)。 
因为锡膏印刷在导通孔时会把空气封闭在通孔内,当电路板流经回流焊(reflow)炉高温区时,导通孔内的空气会因热而膨胀并试图逃逸,有些逃不出去的空气就会在BGA的锡球中形成孔洞(Void/bubble),严重的话甚至会造成枕头效应(head in pillow)的不良现象。
2、导通孔内积留的空气,在流经 reflow oven (回焊炉)时,空气会受热膨胀而有爆孔(out-gassing)的危险。 
这通常发生在预热不良的 reflow profile,当升温太快空气快速膨胀,气体无法有效逸出,最后就会爆出锡球外面。
3、锡膏会因为毛细现象(pertaining to capillary)而流到导通孔内部,造成必须焊接触的锡量不足或缺焊等现象;甚或流到板子对面,造成短路的情形。
可是随着产品设计越来越小,PCB设计布线工程师(layout engineer)对于电路板上的领土已到了辎铢必较的地步,有时候还是应该是有些可以妥协空间。所以也就有了一些变通的方法来处理焊盘上的导通孔,下面图示由A~E表示五种导通孔及其对SMT制程的影响:
通孔在垫(vias-in-pad)的五种设计
A) 导通孔完全没有处理。 
这应该不会被制造工程师所接受,因为锡在受热之后会流经此导通孔,造成焊锡不足、空焊等不良现象,而且锡量完全无法控制,更可能影响到板子另外一面的零件,造成短路。
C) 盲孔(Blind hole)。 
勉强可以用,但还是有很大的风险,锡量可以被控制,但锡膏覆盖于半埋孔之上时,会把空气封锁在半埋孔内,当电路板经过回焊炉(reflow)加温后,空气会因膨胀而爆开锡膏,或形成逸出通道,短期使用可能没问题,但长期使用之后,可能会从逸出通道的地方慢慢裂开,最后造成接触不良。
B)、D)是最好的导通孔设计。 
锡膏焊盘上面没有孔洞影响锡膏量,也不会额外形成气泡。
E) 可以使用,但价格较贵。 
可以在电路板后制程再加一道铜电镀的制程,把半埋孔或通恐填补起来,填补的洞孔位置会稍有下陷,所以必须要求控制在一定尺寸之内,尤其是有 0.5mm pitch BGA 的板子。要注意:这种制程的板子一般会增加大约10%的价钱。 
部分BGA 布线时为了加强焊盘附着于电路板的强度会採取将通孔设计于BGA焊垫中心并做通孔填铜的方法,就类似在焊垫上打一颗铆钉以增加其强度。
以下是以最近很夯的QFN中间接地焊盘为例子说明,现在的QFN大部分被拿来当成电源控制器,所以其接地及散热的要求也就特别高,像这样密密麻麻的通孔,直接拿去印锡膏的下场真的是千奇百怪的结果都会发生。
↓这是最不好的设计,贯穿通孔直接摆放于QFN的接地散热垫上,制造上无法确保其锡量,也就无法确保焊接良好。 ↓这也是不好的设计,但部份通孔已经用绿漆(mask)盖上,但仍有部份通孔未塞孔。 ↓这个设计勉强可以接受,只剩下正中间一个通孔没有塞孔,而且孔径也变小了。
这是最不好的通孔设计,贯穿通孔直接摆放于QFN的接地散热垫上,制造上无法确保其锡量,也就无法确保焊接良好。 这也是不好的通孔设计,但部份通孔已经用绿漆(mask)盖上,但仍有部份通孔未塞孔。 这个通孔的设计勉强可以接受,只剩下正中间一个通孔没有塞孔,而且孔径也变小了。


深圳宏力捷推荐服务:PCB设计打样 | PCB抄板打样 | PCB打样&批量生产 | PCBA代工代料

微信咨询PCBA加工业务


马上留言咨询,工作人员将第一时间与您取得联系,请耐心等待!

公司名称:  *
姓名:  *
电话:  *
邮箱:  *
留言内容:
 
网站首页 PCB二次开发 PCB设计 电路板制作 PCBA代工代料 产品中心 关于我们 联系我们 网站地图 English