銅填充過(guò)孔的用途以及如何增強(qiáng)PCB設(shè)計(jì)？

中信華

    如果沒(méi)有過(guò)孔，PCB將無(wú)法工作。過(guò)孔是在PCB層之間傳輸信號(hào)的導(dǎo)管。在pcb生產(chǎn)期間，制造商會(huì)在基板上添加一層銅。這層銅不僅使跡線導(dǎo)電，而且還通過(guò)鉆入板中的孔來(lái)連接每個(gè)PCB層。然后，制造商可以按原樣保留過(guò)孔，并使用銅鍍層自行傳輸信號(hào)。然而，為了增加容量，還可以用另一種導(dǎo)電材料填充過(guò)孔。

$ Z: Z: `9 W* P" d    為了制造銅填充過(guò)孔，制造商用環(huán)氧樹脂和銅填充過(guò)孔。額外的材料增加了電路板生產(chǎn)的成本，但是填充銅的過(guò)孔使PCB更適合某些應(yīng)用。填充銅的過(guò)孔還具有其他導(dǎo)電填充物無(wú)法提供的功能。以下會(huì)介紹填充銅的過(guò)孔的主要用途以及它們?nèi)绾卧鰪?qiáng)pcb設(shè)計(jì)。

    一、通孔填充過(guò)程

    當(dāng)用銅填充過(guò)孔時(shí)，制造商必須注意要在通孔中形成均勻的銅層而不會(huì)產(chǎn)生太厚的外層。如果使用的技術(shù)不正確，則會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的銅，從而增加PCB重量或增加過(guò)多的銅，導(dǎo)致不符合滿足規(guī)格、缺陷或成本增加。隨著通孔變得比以往更小，觀察這些要求對(duì)于滿足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)范至關(guān)重要。

    經(jīng)典銅通孔填充方法涉及使用純銅填充孔。然而，這種方法經(jīng)常會(huì)形成空隙，使得污染物被滲夾在銅的中間。在未來(lái)的生產(chǎn)步驟中加熱時(shí)，該空隙會(huì)釋放出氣體，產(chǎn)生破壞PCB銅層之間連接的孔。目前預(yù)防這一問(wèn)題的策略包括在填充的過(guò)孔中留下凹槽并在通孔中形成“X”圖案連接。

    二、銅填充過(guò)孔的好處

    具有銅填充過(guò)孔的PCB與僅具有鍍銅過(guò)孔的電路板相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
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    導(dǎo)熱性：用銅填充過(guò)孔可提高其導(dǎo)熱性。

3 j. Q& N+ ^: |7 P    在涉及高溫的應(yīng)用中，保持熱量遠(yuǎn)離電路板可延長(zhǎng)其使用壽命并防止缺陷。

    銅的高導(dǎo)熱性會(huì)吸引這種熱量，使其遠(yuǎn)離PCB的關(guān)鍵區(qū)域。
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    導(dǎo)電性：填充銅的過(guò)孔也適用于需要強(qiáng)電流從電路板一側(cè)傳導(dǎo)到另一側(cè)的應(yīng)用。
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    銅的導(dǎo)電性允許大電流穿過(guò)更深的層而不會(huì)使PCB過(guò)載。
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    由于這種能力，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常要求在PCB上使用銅填充過(guò)孔，這些過(guò)孔能夠承受較高的電壓。
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# w% }9 d0 [$ d5 s    三、填充過(guò)孔與電鍍過(guò)孔的應(yīng)用

    雖然采用銅填充過(guò)孔的PCB增加了容量，但與具有電鍍過(guò)孔的PCB相比，它們的生產(chǎn)成本也更高。某些情況下，還需要提升與銅填充過(guò)孔相關(guān)的可靠性。不過(guò)，有些應(yīng)用也可以在銅跡線旁邊施加銅鍍層通孔。
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    當(dāng)您決定PCB的過(guò)孔時(shí)，必須考慮應(yīng)用所涉及的熱量和電壓強(qiáng)度。在低應(yīng)力應(yīng)用中，具有電鍍過(guò)孔的合格PCB可以無(wú)缺陷地工作。同時(shí)，具有銅填充過(guò)孔的PCB可以經(jīng)受高功率、射頻、微波和LED應(yīng)用所需的條件。運(yùn)行這些類型PCB的高功率集成電路需使用銅填充過(guò)孔而非電鍍過(guò)孔才可以承受住電流。

    四、銅、銀導(dǎo)電環(huán)氧樹脂與金填充過(guò)孔
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4 o$ w+ y  \* U* T) X  l" Y; b    除了用銅填充PCB過(guò)孔外，制造商還可以選擇使用銀導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。不過(guò)，雖然銀導(dǎo)電環(huán)氧樹脂看起來(lái)是一個(gè)好的選擇，但它的成本更高，而且工作效率并不如銅。此外，還可以選擇使用鍍金過(guò)孔，但與黃金相比，銅具有以下優(yōu)勢(shì)：
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    導(dǎo)熱率更高

% y1 D! A! F: q$ u. H. Y& P/ T    導(dǎo)電率更高

# Z; T& v5 G9 `8 l    更具成本效益的價(jià)格

    壽命更長(zhǎng)
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0 c2 B3 w" Y5 A    更可靠

    更好的高功率應(yīng)用容量
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    即使價(jià)格更低，填充銅的過(guò)孔依然優(yōu)于鍍金過(guò)孔。它們更高的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性使它們能夠更有效地傳導(dǎo)多余的熱量。銅過(guò)孔也可以處理更高的電壓而不會(huì)過(guò)載。

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