這種盤中孔的設(shè)計(jì)方式你是否做過

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作者：一博科技-pcb設(shè)計(jì),PCb制板,smt貼片,器件選型一站式服務(wù)高速先生成員 王輝東
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一博科技-PCB設(shè)計(jì),PCB制板,SMT貼片,器件選型一站式服務(wù) 塞孔 SMD PCBA DFM 虛焊
9 u) B3 ~0 ^, U3 B" u$ n$ W  ~5 J【正文】
& y# V+ E' B% M* F% R* j! E8 p大家總認(rèn)為世界完美無暇，個(gè)個(gè)都是王子和灰姑娘的童話，PCB的設(shè)計(jì)也不例外。
1 X% ]7 _" K& w0 \. B, u當(dāng)早晨的太陽照耀在焊接廠的金屬門框上，反射出一道道耀眼的光芒，門前的大地立刻展現(xiàn)出了一片斑斕的色彩，焊接廠內(nèi)一片繁忙。
PMC的美女饒蕭蕭，一手拿著PCB板，一手拿著手機(jī)給客戶阿毛打著電話。
阿毛接到美女的電話，心內(nèi)一陣悸動(dòng)。
女神是一道光，一打電話讓你心發(fā)慌。
0 q: a* k" V( O. K3 e+ d9 _; Y這大清早的打電話，要么是好事，要么是……
$ s( x) E/ e: `& F4 K果然不是好事情，蕭蕭讓他有空來趟焊接廠，在線的板子有點(diǎn)問題。
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阿毛到了車間，看到自己在線的PCB，盤中孔上面冒綠漆（油）。

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阿毛說了一聲：“這……”
他說當(dāng)初在外面工廠生產(chǎn)時(shí)，工程師說過，孔打SMD盤上，做POFV工藝，生產(chǎn)流程會(huì)變長，最少多三天，主要是會(huì)增加成本，這點(diǎn)老板也關(guān)心。于是阿毛就問工程師有沒有又快又不增加成本的方案。工廠說：“有，看我的”。
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于是當(dāng)他收到工廠的EQ，就是毫不猶豫的回復(fù)了個(gè)2。

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我們先來聊聊盤中孔。
什么是盤中孔
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盤中孔，顧名思義，也就是過孔打在焊盤上，此處是指SMD盤，通常是指0603及以上的SMD及BGA焊盤，通常簡稱VIP（via in pad）。

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有部分客戶從交期和成本方面去考慮，通常不采用POFV的工藝，而選擇綠油塞孔，結(jié)果對(duì)后面焊接造成了很大的壓力，不良率攀升，可靠性降低。阿毛的做法就是一個(gè)很好的案例。

看了上面的圖片，白花花的焊盤中間一點(diǎn)綠，是不是要心疼PCBA工廠的同事們一百次。
6 v  w1 u# M, a; L4 Y' a1 v盤中孔（POFV）的主流程
為了滿足焊接的需求和過孔內(nèi)部的導(dǎo)通，我們通常采用POFV (plate over filled via)工藝,也就是樹脂塞孔電鍍填平工藝，也有工廠叫VIPPO，很多工廠把POFV工藝叫做樹脂塞孔，這一點(diǎn)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?br /> / H- B5 n. E3 y+ Z) o! f( o
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鉆盤中孔→鍍孔銅→塞樹脂→固化→打磨→減銅→去溢膠→鉆其它非盤中孔（通常指元件孔和工具孔）→鍍孔銅和VIP面銅→正常流程……

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從上圖中我們可以看出來，盤中孔流程中，PCB的成品面銅被電鍍兩次，一次是盤中孔的孔銅電鍍，一次是非盤中孔的孔銅電鍍。按照IPC-A-6012里面的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，孔銅的厚度為：

那PCB的成品銅厚在基銅的基礎(chǔ)上增加了最小40um的厚度。雖然中間有減銅的工藝流程，但是不能把PCB面銅減的太薄，否則會(huì)有分層起泡的風(fēng)險(xiǎn)。
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下圖為減薄銅引起的PCBA回流焊后起泡的不良。

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盤中孔的凹陷度
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因?yàn)楸P中孔里面是先用樹脂塞孔后固化，再加上打磨，因此對(duì)設(shè)備的要求比較苛刻，通常是采用真空塞孔機(jī)加樹脂研磨機(jī)。目前還有一些工廠采用網(wǎng)印的方法去塞樹脂，導(dǎo)致成品PCB，有凸起和凹陷。如下圖所示。

大部分工程師是見過凹陷的，但很少有人見過凸起。為了避免這兩種情況超標(biāo)，對(duì)后期PCBA焊接造成影響，出現(xiàn)不良，IPC-A-6012里面對(duì)這一方面做了規(guī)定，如下圖所示：

從上面的數(shù)據(jù)來看，大家是不是覺得IPC給我們的規(guī)范很寬松。
+ f4 [2 d7 C6 N' ]. o通常為了更好的滿足焊接需求，目前有好多客戶在做POFV時(shí)，和工廠采用AABUS(用戶和供應(yīng)商協(xié)商確定)來制定凹陷和鍍起的尺寸。目前主流設(shè)備用真空塞孔機(jī)（二機(jī)做業(yè)），凹陷度可以做到1mil左右。
0 t8 n) }8 S! I( w3 ]: J盤中孔對(duì)設(shè)計(jì)的要求
" l3 G% u& D8 j1 y3 L前面有講過POFV的流程，電鍍兩次后PCB的面銅（基銅+電鍍銅厚）比較厚，通常面銅總厚度達(dá)到60um左右(如果不減薄銅，成品銅厚將達(dá)到2oz左右)，所以原稿PCB外層線寬間距小于3.5/3.5mil(量產(chǎn)建議做4/4mil)，如果采用樹脂塞孔，生產(chǎn)過程中會(huì)很難管控成品的線寬線距，因?yàn)殂~厚越厚，蝕刻時(shí)間越久，對(duì)線路的側(cè)蝕越大，導(dǎo)致線幼甚至開路。

下圖為IPC-A-600的側(cè)蝕的圖示：

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如下圖所示，0.5mm pitch的BGA內(nèi)，夾線3mil，到焊盤的間距3.3mil,加工的不良率特別高，甚至部分廠家無法做POFV工藝。

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盤中孔PCB加工能力，因?yàn)槊恳患覐S家的工藝能力不一樣，大家可以參考設(shè)計(jì)
1. 成孔尺寸0.15-0.5mm
* X  s+ b3 H- f, f1 `' b2. 成品板厚0.5-4.0mm,厚徑比18：1

3. PCB原稿設(shè)計(jì)線寬3.5/3.5mil(min)（因?yàn)橛袃纱坞婂儯?/font>

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聽了瀟瀟的話，阿毛感覺鼻子一酸，眼睛里有淚花。
問題來了:
, a% c: _2 o9 v; \5 |大家在設(shè)計(jì)盤中孔時(shí)， 是否注意到POFV對(duì)線寬線距的需求，你設(shè)置的規(guī)則是多少，工廠是否能順利加工，大家可以暢聊一下。

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