仔细观察镀孔过程的PCB
关键要点
对多层电路板制造的基本步骤的评论。
理解制造PCB时镀的整孔过程。
一些设计指南和工具提示，用于使用整孔零件。
一台具有各种不同大小的板孔的计算机主板
并不总是很明显，但是大多数印刷电路板都充满了孔。PCB孔的用于各种原因，较大的孔为安装支架，导轨，连接器和开关提供了稳定的底座。这些孔可能无需任何金属镀层，以提供螺栓固定在其上的零件的最耐用的机械锚。但是，电路板上的大多数孔都用金属镀金，用于焊接整孔组件线，并为信号提供内部连接。镀上的孔也用于接地较大的零件和进行热量远离热部件到通过董事会层分散。
由于PCB的成功布局取决于正确使用这些孔，因此设计师需要尽可能了解它们。电路板中孔的不正确放置和配置会导致制造问题和降级性能。本文将讨论在PCB设计中使用孔的最佳实践，并更详细地检查板条的整孔过程。
多层PCB如何制造
要了解镀上的整孔过程，让我们首先回顾多层PCB制造的基本步骤：
- 电路板的内层对开始是一层覆盖有铜箔的核心材料。
- 通过将电路图像暴露在施加到铜箔上的光孔材料上来创建痕迹和垫子。裸露的光剂硬化，在铜上产生保护性的电路模式，其余的未暴露的软材料被化学去除。
- 现在对内层对进行化学蚀刻，以去除板上所有未保护的铜。完成后，将保护性光丝天将被剥离，将铜电路留在后面。
- 通过机械或激光钻孔将盲，埋葬和微弧菌置于层对中。
- 接下来，将层对与它们之间的一层玻璃纤维和环氧树脂一起堆叠在一起，以创建合成的电路板。
- PCB三明治将薄薄的铜箔层添加到外表面，受到热和压力，从而导致环氧树脂融化并将层粘合在一起。
- 现在，通过整个PCB堆栈钻出整个孔，以进行组件焊接，vias和未镀板的机械零件。这些孔中的大多数将被镀板，通常在所需的成品孔尺寸上进行钻孔以说明板的厚度。
- 最后，将板外侧的电路与钻孔的孔一起创建和镀板。
- 电镀过程完成后，裸露的铜电路和整个孔将覆盖有一层锡罐以保护。
- 覆盖其余部分的硬质光剂现在被剥离，并且它保护的铜被化学蚀刻了。
- 卸下保护锡后，电路板的主要制造完成。然后，制造商将通过添加表面饰面来完成项目焊接面具和丝网印刷。
现在，我们已经回顾了多层PCB制造的基础知识，让我们看一下用于在板上制造整个孔的实际电镀过程。
没有任何零件的电路板显示了通过
镀上的整孔过程
您可以看到一个带有不同尺寸孔的裸电路板vias和上图中的整孔组件引脚。尽管这是一个完整的电路板，并且已经被镀上，但仍说明了在制造过程中通过PCB钻出的各种孔。
电镀过程开始在电路板与热量和压力结合在一起之后，并且所有的整个孔都已钻出：
- 将孔清洗干净钻孔中留下的任何残留物。这些碎片可以包括孔内的残留树脂，边缘上的毛刺或其他污染物。制造商将使用化学剂和磨料过程进行清洁。
- 一层薄薄的铜层在板的表面和孔上化学涂层。该电铜沉积在孔中提供了一个固体底座，以使常规铜板锚定至以后。
- 孔的内部也可以微观蚀刻，以进一步增强铜的底部，使铜锚定在板条过程中。
- 通过将图像暴露在光孔覆盖物上，在外层上创建电路。这是与内层相同的过程，但是使用反向图像来暴露除电路以外的所有内容。
- 柔软的未暴露材料被化学去除，揭示其下方的铜电路，而板的其余部分则由坚硬的抗体保护。
- 裸露的铜电路（包括钻孔）用铜镀以增加其金属重量。
电镀
电镀是用于将额外铜存放到电路板上的过程。PCB将连接到电流的阴极或负电荷，然后将整个组件浸入化学浴中进行电镀。化学浴中溶解的铜将被吸引到负电荷，并粘附在电路板的外部层和整个孔上。
电镀是一个严格控制的过程，可确保均匀施加铜。在电镀过程中，电路板倾斜到镀金溶液和清洁浴中，以精确积累所需的铜重。电镀过程完成后，将保护性锡施加到电镀铜上以进行保护，然后将其蚀刻消除多余的铜。
接下来，我们将研究设计人员在PCB布局中使用通孔时需要知道的一些设计注意事项。
电路板中的一些整孔零件的例子
PCB布局在设计时考虑到整个孔零件
一次，整孔零件是电路板布局的唯一组件。现在，表面安装（SMT）零件是设计电路板时使用的主要包装样式。SMT零件比其更大的整洞兄弟姐妹具有许多优势，例如较低的成本，更大的可用性，更好的信号性能以及在董事会上采取较少的房地产。但是，这并不意味着设计界将很快在任何时候看到整孔部分的尽头。由于以下原因，仍然需要进行整孔组件：
力量：连接器和开关等接口零件从牢固的孔销的安装中受益匪浅。如果使用过多的力来拔下交配连接器，则可以将SMT连接器从垫子上撕下。
力量：由于必须加热的大量金属，因此为电力应用设计的较大SMT零件可能难以焊接。此外，功率组件受益于高电流电路以及机械和热稳定性的稳健通行连接。
热：镀上的整孔销为高温零件提供了更好的热量导体。这些部分中的许多零件被设计为螺栓固定在电路板上，以通过接地平面进行额外的热耗散。
整孔设计指南
整个孔组件将长期使用，因此，有一些设计准则需要注意：
焊接：通孔零件通常通过波浪焊系统组装到板上。板通过熔融的焊料浪潮，该焊料被迫进入通孔及其插入的组件引线，以提供良好的焊接接头。但是，放置在板背面的表面安装零件可能不是此过程的好候选者。SMT零件通常必须从波浪中封锁，否则必须手动焊接整个孔零件。最好在零件放置上与制造商核实零件，以避免创建类似的装配瓶颈。
间距：确保给组件足够的间距，以帮助促进自动焊接系统。较小的SMT零件有时会被较大的整孔零件遮蔽，从而阻止它们被充分焊接。在零件之间允许足够的空间进行手动返工也很重要。
足迹：与任何部分一样，请确保使用零件制造商的推荐的足迹尺寸确保董事会可以组装。尽管某些零件等部分可以使用不同的间隔孔，但大多数零件不能使用。
孔的大小：始终将推荐的孔尺寸用于零件的铅直径。太大的通孔不会捕获熔融焊料，导致焊接较差，而太小的孔可能不允许插入该部件的铅。
有了PCB布局对整孔零件和约束的所有要求，可能很难设计一个完全可制造的电路板。值得庆幸的是，像Cadence的Allegro PCB编辑器这样的设计系统具有可提供帮助的功能。
使用CAD系统的3D功能可以帮助您避免碰撞和其他制造问题
PCB CAD系统功能可以帮助整个孔的生产性
设计一个电路板不会在镀上的通行过程中没有任何问题，首先要使用正确的PCB足迹。Allegro提供了足迹创建向导以及连接到可以直接从其制造商提供组件模型的PCB库服务的能力。Allegro还具有全面的约束经理这使设计人员可以使用正确的规则配置其布局，以确保在布局过程中不会引入错误。最后，为了使设计师能够确认和验证其设计，Allegro允许设计人员进口其他电路板的设计和机械零件，例如系统外壳。使用Allegro的3D功能，设计师可以准确地看到其设计与整个系统的其他部分一起构建时的外观。这样的高级3D观看和检查将使设计人员避免零件碰撞和其他可能使制造脱轨的问题。
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