在 Altium Designer 中,机械孔指的是不具有电气连接属性、仅用于机械目的的钻孔。它们是 PCB 设计中不可或缺的一部分,主要用于物理结构和装配。
以下是机械孔的关键特征和用途:
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非电气属性:
- 机械孔不连接到任何电气网络(如 GND、VCC 等)。
- 它们不承载电流。
- 在 Altium 的 PCB 编辑器规则检查(DRC)和布线过程中,它们不会被识别为电气连接点。
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主要用途:
- 固定/安装孔: 最常见用途。用于通过螺丝、螺栓、铆钉等将 PCB 固定到机箱、外壳、散热器或其他结构件上。
- 定位孔: 在 PCB 制造(如拼板、V-cut)或组装(如 SMT 贴片定位)过程中,用于精确定位 PCB 或钢网。
- 结构支撑: 有时用于安装连接器壳体、加强筋或其他需要物理固定在板上的非电气元件。
- 散热孔: 在需要加强散热的地方开孔(尽管专用散热孔有时会连接到散热网络)。纯机械的散热孔不连接电气网络。
- 减重孔/通风孔: 在特定区域开孔以减轻重量或促进空气流通。
- 测试点/探针访问孔: 为测试探针提供物理访问路径(但孔本身不承载测试信号)。
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在 Altium Designer 中如何放置:
- 通常使用 Place > Pad 或 Place > Hole 工具(取决于 Altium 版本和偏好设置)。
- 放置后,关键步骤是将 Pad/Hole 的 Net 属性设置为
No Net。这是将其定义为机械孔的最重要标志。 - 在 Pad/Hole 的属性面板中:
- Hole Size: 设置所需的钻孔直径(决定最终孔的实际大小)。
- Size and Shape: 设置焊盘(环)的外形尺寸和形状(圆形、方形、槽形等)。对于纯安装孔,通常不需要铜环(见下一点)。
- Plated: 选择孔是否需要金属化(镀铜):
- 金属化孔: 孔壁镀铜。提供更好的机械强度(螺丝拧紧时不易崩裂),常用于需要导电或更好强度的安装孔(如需要接地屏蔽的螺丝孔,此时孔应连接到 GND 网络,就不再是纯机械孔了)、定位销孔或需要导电的散热孔。成本稍高。
- 非金属化孔: 孔壁无铜。纯机械作用,成本较低。常用于不需要导电和极高强度的固定孔、大的减重/通风孔等。对于螺丝孔,如果螺丝头或螺母会压在铜箔上形成电气连接,则此孔是电气孔(需连 GND 等),不是纯机械孔。
- Solder Mask Expansion: 通常设置为规则定义或手动指定。决定阻焊层是否覆盖孔周围区域(通常阻焊层会开窗,露出焊盘或铜环)。
- Keep-Out: 强烈建议在机械孔周围放置 Keep-Out 区域(例如使用 Place > Keepout > Track 或 Arc 画一个禁布圈),以防止布线、覆铜或元件过于靠近该孔,影响装配或造成短路风险。
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设计注意事项:
- 孔径: 必须大于安装件(螺丝、销钉)的直径,并考虑制造公差和可能的涂层厚度(尤其是金属化孔)。常用螺丝孔一般比螺丝直径大 0.1mm - 0.3mm。
- 孔环: 对于非金属化孔,如果不需要铜(纯 FR4 基材),可以将焊盘尺寸设置为与孔尺寸相同(零环宽),这样就不会有铜残留。对于金属化孔,环宽需满足制造商的工艺能力(防止钻偏导致破孔)。
- 位置精度: 特别是定位孔和需要与外壳精确配合的安装孔,位置公差要求较高。
- 禁布区: 务必添加禁布区(Keep-Out Region)!
- 板边距离: 孔中心距离板边应足够远,防止加工时崩边。遵循制造商的最小要求。
简单来说:Altium PCB 中的机械孔就是一个不连任何电线、专门用来拧螺丝、插定位销、或者给板子减重通风的“窟窿眼”。最关键的就是把它设置为 No Net。
常见实例: 板子四角用于上螺丝的四个孔;用于在 SMT 贴片机上定位板的两个小孔;大面积的散热阵列中的开孔;为某个高大元件避让而在其下方开的槽形孔(如果槽不连接网络)。
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