过孔直接在 SMD 焊盘上?

电器工程 电路板 pcb设计 表面贴装 通过
2022-01-08 07:01:49

我正在查看TI 提供的示例电路板原理图,我注意到一些相当奇怪的东西:通孔直接放置在 SMD 焊盘上。

这是遵循的正常/可接受的做法,还是建议/更好地放置一条短迹线然后有一个通孔?

例子:

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4个回答

焊盘中的过孔在高速设计中很有用,因为它们减少了走线长度并因此减少了电感(即连接直接从焊盘到平面而不是焊盘走线通过平面)
虽然你必须检查你的 PCB 房子是否可以做到这一点,并且可能成本更高(需要将过孔插入并电镀以提供光滑的表面)如果您不能将过孔放置在焊盘中,则直接相邻放置并使用多个可以帮助降低电感。

它们也适用于空间非常有限且无法使用传统扇出技术的 Micro-BGA 设计。

不要将焊盘中的过孔(或加盖/电镀过孔)与“帐篷式通孔”混淆,后者是一种标准通孔,阻焊层覆盖孔(因此称为“帐篷式”)

为了说明这一优势,下面是一个带有标准过孔和焊盘中过孔的 TQFP 封装扇出示例:

焊盘内通孔比较

很容易看出为什么焊盘中过孔版本更适合需要保持低电感的高速设计。

它更昂贵的原因是由于复杂的工艺(与标准通孔相比)和潜在问题(例如,随着插头的膨胀或凹陷的电镀凸出)
文档讨论了各种插头技术。

这是该过程的运行:

在此处输入图像描述 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述

一般来说,这是不好的做法:焊膏可能会被毛细管吸入通孔,留下太少而无法焊接零件的连接。我会将通孔尽可能靠近焊盘放置,连接很窄,不会从焊盘上吸取焊膏。

有一种称为帐篷通孔的技术,它通过覆盖通孔的顶部来避免这种情况,但它被阻焊层覆盖,因此不能在焊盘上使用。

编辑我忘记提及plugged vias的
Fake Name评论,它们可能确实是一个解决方案。我一开始没有提到它们,因为我从未使用过它们,也无法评论可能的陷阱。奥利的回答很好地说明了这项技术,一切都在尖叫“昂贵!” (介于非常昂贵和该死的昂贵之间的任何地方)。对于小间距 BGA,例如 0.5 mm,您可能需要插入微孔。

交错的微孔不需要塞子和铜盖,但是是埋孔,所以也很贵。

在此处输入图像描述

在订购要制造的 PCB 时,您可以预期会稍微钻出过孔。根据这个“轻微”的程度,通孔可能会把事情搞砸。

我确信 TI 拥有最优质的 PCB 制造工艺。但是,如果您使用的是便宜的 PCB 制造商,您可能会看到一些明显的缺陷。

有时建议在焊盘上放置过孔。焊接到 PCB 上的电源组件通常会有许多过孔,将其大的导热接地焊盘连接到底层的 GND 走线。在高频设计中,您必须考虑 PCB 的走线长度。有时直接在焊盘上放置通孔以减少走线长度可能是有益的。

我说的是经验,而不是没有实际证据支持的虚构推荐。您已经要求提供 smd 焊盘而不是 BGA,但我看到许多答案只掩盖了 BGA/IC 扇出而不是无源元件。

简而言之,是的,你可以,但在此过程中你需要一点小心。

误区:via-in-pad 是一种不好的做法

如果您的过孔占焊盘面积的 30% 以上,并且您的焊盘太小,则焊盘中的过孔是一件坏事!如果您的垫太小并且您使用机械钻,这可能会炸毁垫。在这种情况下,您的制造商可能会建议您使用激光钻孔而不是机械钻孔,这肯定会花费您更多。此外,在组装过程中,为避免吸出焊膏,您还需要对这些通孔进行树脂塞住,这又会花费更多。

用于无源元件的 Via In Pad

但是所有这些建议仅适用于 BGA 部件,如果您的焊盘足够大并且您的孔尺寸相对于焊盘尺寸较小(如您提到的 TI 板),您不需要任何激光钻孔或堵塞通孔,因为它是影响将太小而无法引起注意。

我的经验

我在我的板上放置了 0.3 毫米通孔的 0603 组件(英制)和 0.2 毫米通孔的 0402 组件(英制),这是我成功的经验。在这两种情况下,我都使用了没有树脂塞孔的机械钻孔。我在一批 1000 块板上没有发现任何缺陷,其中包含 40 多个组件,如下图所示 在此处输入图像描述