4层PCB盲Via: 3D打印vs.传统制造
我喜欢在电子设计师交流意见的时候阅读他们之间的在线“技术聊天”。并在印刷电路板(PCB)设计挑战时相互协助。通常是有经验的高级工程师指导新工程师设计他们的第一个pcb。另一些时候，人们会读到经验丰富的设计师之间关于某些流程或设计软件的局限性的坦率讨论，承认设计想法出了问题，以及失败的设计给公司带来了多少损失。高级电子设计师的全面经验提供了一个敏锐的概述，以理解为什么设计规则是适当的，以及如何权衡成本与可能的设计配置。
一些设计工程师最活跃的在线辩论围绕着四层PCB盲通孔和埋通孔(BB通孔)的话题——当它们的使用是合理的，以及它们的高制造成本的警告。在至少有四层的板上使用盲孔和埋孔。多层板在更小的占地面积内提供更高的容量和速度。
PCB设计中的通孔是什么?
“通”(垂直互连接入的缩写)，是在PCB上钻一个孔，然后电镀使其导电。通孔只用于多层pcb或封装之间的路由信号-单层设计不需要通孔。via在拉丁语中是路径或方式的意思，它是PCB层之间的电子连接，用于将信号从一层传递到另一层。
PCB制造从一个核心开始——第一个双面PCB。前两层以上的层是由这个基本构建块堆积起来的。然后，通过在每个堆垛或打桩阶段钻孔，可以实现不同的通径配置。通径可分为四种不同的类型:盲通径、埋通径、通通径和存根通径。
通孔是一种设计技术，允许更复杂的设计，而不增加板层数或板的尺寸。via为…提供了路径电能和热能在PCB或集成电路(IC)上从一层移动到另一层。一般来说，能量消耗越多，需要越多的通孔将热垫连接到可以分配热能的底层铜层。集成电路上的通孔通常称为透硅通孔(TSV)。
通孔也有缺点。在高速设计中，通孔可能在信号和功率完整性方面产生小的不连续。一种通道口，提供信号跟踪之间的连接不同的平面造成了返回路径的不连续(rpd)，因为返回电流必须在两个平面之间跳跃以关闭电流回路，影响信号完整性。此外，通径的电容(储存电荷的能力)会使信号速度变慢。
没有合适的眼睛，管理几个通气孔都是困难的，更不用说成千上万了。
什么是四层PCB盲通?
4层盲通孔是一个镀孔连接，从外部表面层通过，并在内层上终止-它不通过整个板，如“通通通”。盲通孔只在印刷电路的一侧可见，因此得名“盲通孔”。埋在地下的通孔只连接内层。
除了在某些设计场景下，4层盲通孔和埋通孔并不具有成本效益。为了减少PCB层数而使用盲孔和埋孔并不会节约成本，因为需要多个制造步骤。
传统Via的制造成本高得令人望而却步
在一个电子在线论坛上，与会者正在讨论4层盲通孔和埋式通孔的优缺点，一位工程师分享了BB通孔在特定设计中的成本。他愤怒地总结道，现在如果给他展示一个需要BB通孔的4层PCB，他会“想办法”在没有BB通孔的6层板上布线。
传统的穿孔方法有激光打孔和顺序造层两种，可用于制造带有盲孔或埋孔的四层PCB。在激光方法中，一个孔通过一层薄薄的绝缘介质蒸发，在激光束被内部的铜垫反射回来的地方停止。用激光制造的通孔有局限性，因为孔很小，它的深度不能超过它的直径，以确保穿透孔的铜镀层。因此，用这种方法，盲孔只能穿透一层，从外表层开始。
采用顺序建造机械方法，盲孔和埋孔能够穿过多层。这种方法是先将成对的木板钻孔并镀铜，然后再将木板粘接在一起，这样镀铜就能完全穿透孔。通过结合钻孔、电镀和粘结的适当顺序，各种盲孔结构是可能的。
有些人在他们的设计中也选择使用球栅阵列(BGAs)。
如果PCB可以被限制为单层，那是最理想的。然而，当PCB是多层的，就像在HDI(高密度互连)PCB上一样在激光钻盲孔或埋通孔之前，需要进行中间分层步骤，从而提高了成本。
对于超过六层的pcb，为了可靠性，建议pcb应限制在三个组装/层压步骤。例如，一个10层PCB将需要三个钻孔步骤和两个层压步骤。
电子设计师对于上述传统(减法)制造方法的普遍共识是:
pcb的主要成本驱动因素是层压步骤的数量。
激光打孔比机械打孔更划算。
对于4层板，添加2层堆叠总是比添加盲孔和埋孔更便宜。
盲通孔和埋设通孔最适合用于布线密度高的HDI板，这是由通孔在多层板中的创造性使用所驱动的。
由于复杂性和成本的增加，使用盲孔和埋孔最好由有经验的设计师来完成。
3D打印机消除了传统的Via制造步骤
与上述方法相比，3D打印通孔是不需要钻孔的。增材3D打印使用的过程大多是数字化的，需要更少的材料和人力。此外，一个多层，密集包装的PCB与盲孔和埋孔可以在不到24小时内生产。
PCB中通孔的减法和增材制造技术的这些差异意味着PCB设计者可以通过设计规则自由地探索独特的互连设计，而不受传统PCB的限制。换句话说，通道的几何形状不再受到限制。Via设计师可以超越电镀的“铜桶”，实现任何他们喜欢的互连架构。3D打印的一层一层的过程并不局限于通过建筑的垂直结构;这些连接可以向任何方向运行，甚至可以是弯曲的!
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