为您的PCB项目选择合适的通孔技术

虽然印刷电路板是由介质层和导体层组成的，但它是通过这真的给赛道带来了生命，并让它继续下去。允许信号从一层传递到另一层，使其成为一个三维难题，可以扩展到惊人的层数。

你不需要回到几十年前，就能找到我们称之为印刷线路板的时代。组件被安装在一个看起来像钉板的东西上，一排排均匀间隔的孔，部件的引线将穿过两个或更多的孔。然后加上导线。

就路由一致性而言，每个板都是一次性的，一次只建立一条线。政府机构在推动PCB技术向更高可靠性发展方面可以得到肯定。在此过程中，“工业综合体”以以下电子创新作出回应:

• 从单个晶体管到集成电路采用双直插式封装(DIP)技术
• 轴向和/或径向引线被动通孔组件被表面山带和不带引线的字体
• 四边形扁平包装(QFP)和类似的设备都有一个完整的信号引脚周长，加上一个地塞占据了单个引脚环内的中心区域
• 球栅阵列(BGA)包具有部分或全部引脚字段的类型

当我们从一个晶体管发展到数十亿晶体管时，这些一般类别中的每一个都描述了器件封装的分水岭进步。PCB行业的反应是采用多层蚀刻，以保护更脆弱的电路，并允许更高的电路密度。

图1所示。图片来源:作者-在具有通孔过孔的电路板上发现的典型组件组合。

元件制造商不断超越自己，增加功能，同时缩小尺寸。最终的游戏是一个“营销突破”，公司可以将其芯片组与其他公司进行比较，并声称占用最少的PCB房地产。开云体育官方登录虽然这种说法在技术上可能是正确的，但扇出留给设计师的部分是芯片规模封装的不言而喻的成本。

标准镀通孔通孔

从前缘退一步，镀通孔通过仍然有一个很长的跑道。有很多设备，其中引脚的间距将支持通过在所有层上的18密耳捕获垫的8密耳钻的尺寸。这是2级商业应用中常见的尺寸，允许钻/镀孔从18mil垫中钻出90度。较厚的板需要较大的孔，因为工厂不想处理电镀高纵横比孔。常见的0.062英寸板厚度是在最佳点。

顺便说一句，我将继续使用磨来表示钻头/垫的尺寸，使用公制单位来表示设备间距。这两种系统在现实世界中是混合的，在现实世界中有CAM操作员和SI/PI人员，也许还有其他人，他们使用mil并制定规则。与此同时，芯片制造商已经开始将引脚间距从一个整数减小到另一个整数。我可以叫它127微米或者5密耳。关键是你要熟悉常用的度量单位。现在，我说到哪儿了?

第三类高可靠性设计规则

在频谱的高可靠性方面，我们仍将使用8密耳的钻头，但外层有23密耳的垫块，内层有21密耳的垫块。这些数字是为了确保每层孔周围至少有一个2毫米的环形金属环。这必须考虑到层对层的配准以及孔位置和尺寸公差。

上面描述的通孔对于DIP和QFP封装以及引脚间距等于或超过0.8 mm的宽敞BGA器件的布线非常有用。我们必须小心管理热垫中的过孔，它构成了QFN/QFP封装类型的核心。你可以在粘贴模板开口之间添加一些常规过孔，并称之为好。

当设备消耗相当多的电流时，就必须在热垫中放置更多的过孔。所述过孔可以用不导电材料填充，并用金属镀层覆盖，使焊料不能沿孔向下迁移。最后，一种导电填充物，在环氧基中混合了小铜球和银链，这将是抽出一些严重热量的计划。

案例研究:导热填料

光纤电缆的末端有一个转发器，可以将来自玻璃的光波转换成铜的电磁波，并使用激光产生另一个方向的光波。这些光电探测器和激光器在以每秒10到400千兆字节的速度闪烁时变得非常温暖。

机械工程师认为他有一个答案，用电路板上的一个槽和外壳上的一个基座穿过电路板，接触设备的底部。他不愿意相信PCB不能有正/负一密的厚度公差。这是一个一毫米的板，所以标准公差将是+/- 4毫米。这对他的基座计划没有帮助但工厂确认你的陈述总是好的。

他们什么都试过了，热垫，油脂，不同的散热器。只有一种配置具有可测量的差异。这是一个我改变了地面孔在中心垫从10密耳到13，并有他们填满了昂贵的两步热环氧填充。可衡量的区别是，它符合规格，我们可以将产品交付给思科。

通用印刷电路板将继续使用镀通孔过孔

镀通孔通孔将足以扇形出BGA封装与较低的引脚计数和大方引脚间距0.8毫米或更多。在0.65 mm间距的BGA上使用PTH通孔是可能的，尽管它将使用16密耳的捕捉垫。有一个可能性，你会听到从制造商，如果你走这种方式，即使你减少完成孔尺寸到六密耳。

图2。图片来源:作者-图1所示的FPGA的扇出方案。

您需要使用1毫米甚至1.27毫米间距的设备来实现高可靠性(3级)扇出。由于每个通道阻塞了每一层上的路由通道，所需的层数迅速增长。如果能在孔间找到两个痕迹就很幸运了。对那些信号完整性的人来说，缩小追踪以适应几何形状可能不太合适。

四舍五入镀通孔通过讨论

值得庆幸的是，有FPGA和ASIC供应商仍然在处理可以使用通孔技术的10到12层板的封装。较厚的木板可能需要回钻。在特别密集的区域可能需要额外的细走线和空间，以允许信号从BGA器件的内部逃逸。

在通孔与散热器引脚结合的情况下，堵塞和封盖将防止焊料迁移，而充满导热材料的通孔会消耗大量能量。

图3 -图片来源:作者-打开过孔的焊罩提供了一种连接跳线的方便方法。

可以沿着木板的边缘放置一排大孔，然后从中间切断，这就是所谓的城堡式孔。地网或甚至各种信号可以包裹在边缘，甚至是一个插槽的某个地方在板使用城堡式过孔。

除了专门针对移动应用的组件外，使用通孔技术构建PCB仍然有很多可能性。功耗可能更高，而边缘速率低于小型化的同类产品。其中一些更坚固的部件可能只在高温版本中可用。

如果不担心这些问题，那么可以将基本的PCB技术用于更简单的项目，从而延长预期的使用寿命。你只需要希望他们继续制造这些组件。