銅填充過孔的用途以及如何增強PCB設(shè)計？

中信華

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

7 t9 V7 @' k5 @( z    為了制造銅填充過孔，制造商用環(huán)氧樹脂和銅填充過孔。額外的材料增加了電路板生產(chǎn)的成本，但是填充銅的過孔使PCB更適合某些應(yīng)用。填充銅的過孔還具有其他導(dǎo)電填充物無法提供的功能。以下會介紹填充銅的過孔的主要用途以及它們?nèi)绾卧鰪?a href="http://m.souzf.cn/forum-114-1.html" target="_blank" class="relatedlink">pcb設(shè)計。
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    一、通孔填充過程
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    當(dāng)用銅填充過孔時，制造商必須注意要在通孔中形成均勻的銅層而不會產(chǎn)生太厚的外層。如果使用的技術(shù)不正確，則會產(chǎn)生過多的銅，從而增加PCB重量或增加過多的銅，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，觀察這些要求對于滿足嚴(yán)格的設(shè)計規(guī)范至關(guān)重要。
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    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)常會形成空隙，使得污染物被滲夾在銅的中間。在未來的生產(chǎn)步驟中加熱時，該空隙會釋放出氣體，產(chǎn)生破壞PCB銅層之間連接的孔。目前預(yù)防這一問題的策略包括在填充的過孔中留下凹槽并在通孔中形成“X”圖案連接。

; J+ E6 o3 f# P; M$ g    二、銅填充過孔的好處
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    具有銅填充過孔的PCB與僅具有鍍銅過孔的電路板相比具有以下優(yōu)點：

    導(dǎo)熱性：用銅填充過孔可提高其導(dǎo)熱性。

. i! V& ]/ L. n& L* V6 F    在涉及高溫的應(yīng)用中，保持熱量遠(yuǎn)離電路板可延長其使用壽命并防止缺陷。

( A0 D$ I) b: _8 k% l* ^+ p    銅的高導(dǎo)熱性會吸引這種熱量，使其遠(yuǎn)離PCB的關(guān)鍵區(qū)域。

# Y- W6 ]- A- r' v% K& e    導(dǎo)電性：填充銅的過孔也適用于需要強電流從電路板一側(cè)傳導(dǎo)到另一側(cè)的應(yīng)用。

( y( g: _* L1 l& K) R. C    銅的導(dǎo)電性允許大電流穿過更深的層而不會使PCB過載。

) J4 @. B1 L( n5 `9 e$ T6 {    由于這種能力，設(shè)計人員經(jīng)常要求在PCB上使用銅填充過孔，這些過孔能夠承受較高的電壓。
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0 e8 J* B; k1 B7 r1 B" W    三、填充過孔與電鍍過孔的應(yīng)用
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    雖然采用銅填充過孔的PCB增加了容量，但與具有電鍍過孔的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孔相關(guān)的可靠性。不過，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的過孔時，必須考慮應(yīng)用所涉及的熱量和電壓強度。在低應(yīng)力應(yīng)用中，具有電鍍過孔的合格PCB可以無缺陷地工作。同時，具有銅填充過孔的PCB可以經(jīng)受高功率、射頻、微波和LED應(yīng)用所需的條件。運行這些類型PCB的高功率集成電路需使用銅填充過孔而非電鍍過孔才可以承受住電流。

    四、銅、銀導(dǎo)電環(huán)氧樹脂與金填充過孔

    除了用銅填充PCB過孔外，制造商還可以選擇使用銀導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。不過，雖然銀導(dǎo)電環(huán)氧樹脂看起來是一個好的選擇，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孔，但與黃金相比，銅具有以下優(yōu)勢：

9 R  g5 z* `! {+ C( L    導(dǎo)熱率更高

    導(dǎo)電率更高
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% A+ I# t4 ?/ `2 p+ M    更具成本效益的價格
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3 t4 ^$ b$ g& g; z/ m5 m    壽命更長

    更可靠

    更好的高功率應(yīng)用容量
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    即使價格更低，填充銅的過孔依然優(yōu)于鍍金過孔。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。銅過孔也可以處理更高的電壓而不會過載。

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