這種盤中孔的設(shè)計方式你是否做過

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作者：一博科技-pcb設(shè)計,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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) t; U7 q6 _. `8 W5 e+ l6 y一博科技-PCB設(shè)計,PCB制板,SMT貼片,器件選型一站式服務(wù) 塞孔 SMD PCBA DFM 虛焊
* T" h2 ^, ]0 b9 A: ^6 a; M【正文】
  q3 U: ?# B3 ^9 P; r大家總認(rèn)為世界完美無暇，個個都是王子和灰姑娘的童話，PCB的設(shè)計也不例外。
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。
, D  S1 y) o! ^- E+ @& ]5 |+ w* JPMC的美女饒蕭蕭，一手拿著PCB板，一手拿著手機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。
女神是一道光，一打電話讓你心發(fā)慌。
) e; W$ M: m1 ]& g8 x5 Y這大清早的打電話，要么是好事，要么是……
& X2 h6 b( f5 G, d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）。

阿毛說了一聲：“這……”
* W* F- l# p3 v6 U% L4 J5 `2 J& r他說當(dāng)初在外面工廠生產(chǎn)時，工程師說過，孔打SMD盤上，做POFV工藝，生產(chǎn)流程會變長，最少多三天，主要是會增加成本，這點老板也關(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2。

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我們先來聊聊盤中孔。
, j& c2 n2 |: c# t/ A7 [% Q什么是盤中孔

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很好的案例。

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看了上面的圖片，白花花的焊盤中間一點綠，是不是要心疼PCBA工廠的同事們一百次。
盤中孔（POFV）的主流程
9 W( _! Y# F. ]9 _: \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，這一點是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?br /> / E5 w- C8 X6 t! D
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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里面的二級標(biāo)準(zhǔn)，孔銅的厚度為：

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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，否則會有分層起泡的風(fēng)險。
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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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因為盤中孔里面是先用樹脂塞孔后固化，再加上打磨，因此對設(shè)備的要求比較苛刻，通常是采用真空塞孔機加樹脂研磨機。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。

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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)，對后期PCBA焊接造成影響，出現(xiàn)不良，IPC-A-6012里面對這一方面做了規(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。
通常為了更好的滿足焊接需求，目前有好多客戶在做POFV時，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（二機做業(yè)），凹陷度可以做到1mil左右。
盤中孔對設(shè)計的要求
$ K# w4 y  W+ ^! b# G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，通常面銅總厚度達到60um左右(如果不減薄銅，成品銅厚將達到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)過程中會很難管控成品的線寬線距，因為銅厚越厚，蝕刻時間越久，對線路的側(cè)蝕越大，導(dǎo)致線幼甚至開路。

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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，因為每一家廠家的工藝能力不一樣，大家可以參考設(shè)計
" F- A# S: ^9 B% w9 Y- ^$ f* s) C1. 成孔尺寸0.15-0.5mm
2. 成品板厚0.5-4.0mm,厚徑比18：1
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3. PCB原稿設(shè)計線寬3.5/3.5mil(min)（因為有兩次電鍍）

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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:
6 T* v! g, y' M: }4 @大家在設(shè)計盤中孔時， 是否注意到POFV對線寬線距的需求，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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