PCB钻孔工艺指南

电路板上有很多孔，大多数孔是用于PCB层與层之间的互连，而另一些孔是用于元件安装到电路板上。这些孔中的每一个都必须钻孔以在电路板上制造。更深入地了解这种PCB钻孔工艺将全面了解电路板的构建过程。

在印刷电路板上钻的不同孔

原始电路板可以具有许多制造属性，包括切口，插槽和成品板的整体形状。此类属性的最大数量将是钻入电路板的孔。这些漏洞的目的可以分为三类：

通孔

镀有金属的小孔用于通过板层传导电信号，电源和接地。这些孔被称为过孔，它们根据需要的不同类型有多种类型：

通孔：这是标准通孔，它从上到下通过整个板层堆叠。这些过孔可以根据需要连接到任意数量的内部层上的走线或平面。

埋孔：这些过孔在内部板层上启动和停止，而不延伸到外部层。这种结构比标准通孔通孔占用的空间小得多，这使得它们在高密度互连（HDI）电路板中非常有用。但是，它们的制造成本也要高得多。

盲孔：盲孔从外层开始，但只在电路板的中间。与埋孔一样，它们的制造成本更高，但它们为布线腾出了空间，并且它们的较短的套管也有助于提高高速传输线路的信号完整性。

Micro：这个通孔的孔径比其他通孔小，因为它是用激光钻的。由于镀小孔的困难，微孔通常只有两层深。这些通孔对于HDI板或高引脚数细间距器件（如BGA）是必需的，BGA需要将其逃逸通孔放入焊盘中。

组件孔

虽然目前电路板上的大多数有源和分立元件都用于表面贴装器件，但许多器件仍然更适合与通孔封装一起使用。这些组件通常是连接器、开关和其他机械部件，需要通孔封装提供的更坚固的安装。此外，由于电流和热传导，通孔封装通常优先用于大型电阻器、电容器、运算放大器和稳压器等功率元件。

机械孔

电路板通常具有机械特征或附加的物体，例如支架，连接器或风扇，需要孔进行安装。虽然这些孔通常不用金属电镀，但如果安装的功能需要与电路板进行电气连接，例如机箱接地，则可以使用金属。在某些情况下，安装孔用于将热元件的热量分散到内平面层。机械孔的另一个目的是帮助制造电路板。这些孔通常被称为“工具孔”。它们用于在自动化制造设备上对齐电路板。

这些是板上需要钻孔的不同孔。下一步是详细说明钻孔过程本身。

用于孔加工的PCB钻孔工艺

虽然有许多不同类型和样式的数控（NC）钻孔机用于印刷电路板，但较大的生产版本每小时可以钻30，000个孔。这些机器使用自动光学导引系统来提高精度，并配备了多个空气轴承主轴，可以以达到110，000 RPM的速度钻孔。钻头本身由自动更换系统处理并进行激光检测，以确保钻孔的最大质量。

在电路板上钻孔的标准方法是通过NC钻孔机层压电路板的所有层。稍后，孔将根据需要从内到外电镀，以完成制造。同样的工艺用于所有通孔，无论是通孔、元件还是安装孔。但是，对于不钻穿电路板的过孔，该过程是不同的。

在PCB制造的顺序堆积过程中，在将全板层堆叠层压在一起之前，对盲孔和埋孔进行钻孔。在仅跨越两层的盲孔或埋孔的情况下，适当的层对将在最终层压之前对这些过孔进行钻孔和电镀。对于那些穿过更多层的过孔，电路板的制造必须仔细排序，并采用适当的粘合，钻孔和电镀步骤，以正确创建过孔。盲孔也可以通过受控深度钻孔制造，其中钻头仅通过完全层压的板。这种制造盲孔的方法比顺序堆积方法便宜，但孔尺寸和电路在要钻孔下的布线方式存在限制。

微孔是用激光钻孔的，因此，它们比机械钻孔小。虽然它们较小的尺寸有利于密集设计，但它也可以防止它们一次跨越两层以上。要将微孔垂直连接在一起，必须将它们成对堆叠在一起。与标准埋孔一样，微孔通常按顺序制造，埋入微孔的微孔填充有电镀铜，用于堆叠过孔之间的连接。

正确的钻孔选择如何帮助制造电路板

除了电路板钻孔过程的基础知识之外，布局工程师还可以通过一些方法帮助该过程进行电路板设计：

相同的钻头直径：如果您的板上有大量直径相同的钻头，则可能会在钻孔过程中强制钻头发生变化。这种转换可能会在尺寸的孔之间引入公差误差。更好的做法是更改一些钻头尺寸，以减少一种尺寸的钻孔数量。

最小钻头直径：对于厚度为 62 密耳的板，机械钻头尺寸应为 6 密耳或更大，首选 8 密耳。较小的钻头尺寸对机械钻孔更具挑战性，而且较小的钻头纵横比会使它们更难镀层。这个问题可能迫使电路板进入更昂贵的激光钻孔工艺。对于厚度超过 62 密耳的板材，需要更大的钻头尺寸。

避免使用盲通孔和埋孔：如果盲通孔和埋孔不是高速电路或高密度设计的要求，请不要使用它们。盲孔和埋孔的顺序堆积过程使原板晶圆厂更加昂贵。

钻孔印刷电路板有许多方面将直接影响其成本及其制造能力。钻孔的尺寸本身就对价格有重大影响。如果孔太小，制造电路板的成本可能会大幅上涨。另一方面，如果孔太大，可能会使装配过程复杂化，增加装配费用。

审核编辑 ：李倩