PCB常见的三种钻孔

      我们先来介绍下PCB中常见的钻孔：通孔、盲孔、埋孔。这三种孔的含义以及特点。

      导通孔（VIA），这种是一种常见的孔是用于导通或者连接电路板不同层中导电图形之间的铜箔线路用的。比如（如盲孔、埋孔），但是不能插装组件引腿或者其他增强材料的镀铜孔。因为PCB是由许多的铜箔层堆迭累积而形成的，每一层铜箔之间都会铺上一层绝缘层，这样铜箔层彼此之间不能互通，其讯号的链接就靠导通孔（via），所以就有了中文导通孔的称号。

      特点是：为了达到客户的需求，电路板的导通孔必须要塞孔，这样在改变传统的铝片塞孔工艺中，用白网完成电路板板面阻焊与塞孔，使其生产稳定，质量可靠，运用起来更完善。导通孔主要是起到电路互相连接导通的作用，随着电子行业的迅速发展，也对印制电路板制作的工艺和表面贴装技术提出了更高的要求。导通孔进行塞孔的工艺就应用而生了，同时应该要满足以下的要求：

      1.导通孔内有铜即可，阻焊可塞可不塞。

      2.导通孔内必须有锡铅，有一定的厚度要求（4um）不得有阻焊油墨入孔，造成孔内有藏锡珠。

      3.导通孔必须有阻焊油墨塞孔，不透光，不得有锡圈，锡珠以及平整等要求。

    盲孔：就是将PCB中的最外层电路与邻近内层以电镀孔来连接，因为看不到对面，所以称为盲通。同时为了增加PCB电路层间的空间利用，盲孔就应用上了。也就是到印制板的一个表面的导通孔。

    特点：盲孔位于电路板的顶层和底层表面，具有一定的深度，用于表层线路和下面的内层线路的链接，孔的深度通常不超过一定的比率（孔径）。这种制作方式就需要特别注意钻孔的深度（Z轴）要恰到好处，不注意的话会造成孔内电镀困难所以几乎无厂采用，也可以把事先需要连通的电路层在个别电路层的时候就先钻好孔，最后再黏合起来，可是需要比较精密的定位及对位装置。埋孔，就是PCB内部任意电路层间的链接但未导通至外层，也是未延伸到电路板表面的导通孔意思。

    特点：在这个制程无法使用黏合后钻孔的方式达成，必须要在个别电路层的时候就执行钻孔，先局部黏合内层之后还的先电镀处理，最后才能全部黏合，比原来的导通孔和盲孔要更费工夫，所以价钱也是最贵的。这个制程通常只使用於高密度的电路板，来增加其他电路层的可使用空间。

    在PCB生产工艺中，钻孔是非常重要的，不可马虎。因为钻孔就是在覆铜板上钻出所需要的过孔，用以提供电气连接，固定器件的功能。如果操作不当，过孔的工序出现了问题，器件不能固定在电路板上面，轻则影响使用，重则整块板子都要报废掉，所以钻孔这个工序是相当重要的。

PCB板微孔机械钻削的注意事项

        在电子产品更新飞快的现在，PCB的印制从以前的单层板扩展到双层板以及高精度要求更复杂的多层板。因此，电路板孔的加工要求就越来越多，比如：孔径越来越小，孔与孔的间距越来越小。据了解现在板厂用的比较多的就是环氧树脂基复合材料，对孔大小的定义是直径0.6mm以下为小孔，0.3mm以下为微孔。今天我就来介绍下微小孔的加工方法：机械钻削。

       我们为了保证较高的加工效率和孔的质量，减少不良品的比列。机械钻削过程中，要考虑到轴向力和切削扭矩两个因素这可能直接或者间接影响孔的质量。轴向力和扭矩随着进给量、切削层的厚度也会增加，那么切削速度进而增大，这样单位时间内切割纤维的数量就增大，刀具磨损量也会迅速增大。所以不同大小的孔，钻刀的寿命也是不一样的，操作人员要对设备的性能熟悉及时更换钻刀。这也是微小孔为什么加工的成本要高些的原因。

      轴向力中静态分力FS影响横刃广德切削，而动态分力FD主要影响主切削刃的切削，动态分力FD对表面粗糙度的影响比静态分力FS要大。一般会有预制孔孔径小于0.4mm时，静态分力FS随孔径的增大而急剧减小，而动态分力FD减小的趋势较平坦。

      PCB钻头的磨损与切削速度、进给量、槽孔的大小有关。钻头半径对玻璃纤维宽度的比值对刀具寿命影响较大，比值越大，刀具切削纤维束宽度也越大，刀具磨损也随之增大。在实际应用中，0.3mm的钻刀寿命可钻 3000个孔。钻刀越大，钻的孔越少。

    为了防止钻孔时遇到分层、孔壁损坏、污斑、毛刺这些问题，我们可以在分层的时候先在下面放一个2.5mm厚度的垫板，把覆铜板放在垫板上面，接着在覆铜板上面再放上铝片，铝片的作用是：

    1.保护板面不会擦花。

    2.散热好，钻头在钻的时候会产生热量。

    3.缓冲作用/引钻作用，防止偏孔。减少毛刺的方法是采用振动钻削的技术，使用硬质合金钻头钻削、硬度好，刀具的尺寸和结构也需要调整。

SMT贴片加工BGA焊盘下PCB次表层树脂开裂的原因

随着产品转换到无铅工艺之后，单板在实行设备机械应力测试（如冲击、振动）时，焊盘下基材开裂形势明显增加，直接导致两类失效：smt贴片BGA焊盘与导线断裂和单板内两个存在电位差的导线“建立”起金属迁移通道，分别如图9-19和图9-20所示。

（1）无铅焊料硬度变高，在既定的应变水平下，传递到PCB焊盘界面的应力更大。

（2）PCB从熔融焊料固化到室温的温差ΔT变大，导致PCB和元器件之间的X/Y平面的CTE更加不匹配，用途在焊点上的应力更大。

（3）高Tg板材(Tg＞150℃)的脆性更大。

这三个“更大”，导致基材开裂现象增加。

某手机板发生PCB次表层树脂开裂，如图所示。

在其他因素固定的情况下，高TgFR4树脂比标准TgFR4树脂材料更容易发生焊盘剥离失效。因此，在无铅工艺中如果能够使用中TgFR4板材更好。

产品切换到无铅后，因为无铅焊点本身更刚性以及组装温度更高的原因，使得BGA焊点机械冲击测试主要的失效模式由有铅焊点的焊料开裂变为无铅焊点的BGA焊盘下PCB次表层树脂的开裂，有铅焊点与无铅焊点的耐应变情况如图9-22所示。

高Tg与标准Tg板材焊盘剥离峰值拉力对比如图9-23所示。

某公司无铅切换后，发生几起PCB次表层树脂开裂事件，说明无铅切换在使用大尺寸BGA方面有风险。

为避免PCB在无铅焊接时分层，要求提高Td提高Td,一般采用将普通FR-4用的极性很强、容易吸水的Dicy固化剂换为不容易吸水的PN（酚醛树脂）固化剂并将含量由Dicy的5%增加到25%Wt的办法，但同时使得Z向的CTE变大增加。为了降低Z向的CTE，加入了20%的SiO2。其结果是在提高T的同时使得PCB刚性增加、韧性降低，或者说使得PCB变脆。