1 .过孔焊盘与孔径的尺寸设计
在PCB工艺可行的条件下,孔径和焊盘越小,布线密度越高。对过孔来讲,一般外层焊盘的最小环宽不应小于0.127mm(5mil),内层焊盘的最小环宽不应小于0.2mm(8mil)。
过孔焊盘与孔径的尺寸设计可以参照表2-3。盲孔和埋孔这两种过孔的尺寸可以参照普通过孔来设计。采用盲孔和埋孔设计时应与PCB生产厂商取得联系,并根据具体工艺要求来设定。
表2-3 过孔焊盘与孔径的尺寸设计
厂商推荐的过孔孔径及焊盘尺寸如表2-4所示。如果用作测试,要求焊盘外径≥0.9mm。目前厂家的最小机械钻孔成品尺寸为0.2mm。
表2-4 过孔孔径及焊盘尺寸 单位:mm(mil)
注:对于BUM板,最小焊盘未定义。
表2-5、表2-6列出了可接受的孔径的公差数据 [17] (美国军用标准MIL-STD-275E),分为首选的、标准的和降低生产能力的三类。首选的标准要求在制造上是最容易实现的,降低生产能力的标准要求是难以满足的。
表2-5 MIL-STD-275E规定的孔径
注: T 是板子厚度。
表2-6 MIL-STD-275E规定的孔径公差 单位:in
① 不是MIL-STD-275E的部分。对于数字板,标准的电镀是1oz(0.0014in)。对于比较好的生产线,一些生产商使用0.5oz(0.0007in)。孔径的电镀余量是电镀厚度的两倍。
② 包括各种电镀厚度的容限。
③ 汇总了MIL-STD-275E中所列的孔定位容限和主图样(刻蚀)的准确度。
MIL-STD-275E规定的最小间隙如表2-7所示。
表2-7 MIL-STD-275E规定的最小间隙 单位:in
① 需要的这个间隙是为了防止焊接搭桥的。UL、CSA和TUV安全规范要求更大的间隙,用于防止高压电弧。
最小焊盘直径 [17] 可以采用下面的公式计算,即
PAD=FD+PA+2(HD+HA+AR)
(2-7)
式中,PAD为最小焊盘直径(in);FD为要求的加工后的最小孔径(in);PA为电镀余量(in);HD为孔径公差(in);HA为孔定位容限(in);AR为所要求的孔环(in)。
正确的标称钻孔直径 [17] 是
HOLE=FD+PA+HD
(2-8)
式中,HOLE为正确的标称钻孔直径(in);FD为要求的加工后的最小孔径(in);PA为电镀余量(in);HD为孔径公差(in)。
2 . BGA 表贴焊盘、过孔焊盘、过孔孔径尺寸设计
BGA表贴焊盘、过孔焊盘、过孔孔径的尺寸设计可以参照表2-8进行。更小引脚间距的BGA应根据具体情况结合PCB厂的生产工艺设定。
表2-8 BGA表贴焊盘、过孔焊盘、过孔孔径的尺寸设计
3 .径厚比
印制电路板的板厚决定了该板的最小过孔,板厚孔径比应小于10~12。印制电路板的厚度与最小过孔孔径的关系具体如表2-9所示。
表2-9 印制电路板的厚度与最小过孔孔径的关系
4 .测试孔
测试孔可以兼做导通孔使用,焊盘直径应不小于25mil,测试孔中心距应不小于50mil。测试孔避免放置在芯片底下。
1 . 盲孔连接第 1 层至第 2 层或第 N 层至第 N - 1 层(类型 1 )
盲孔连接第1层至第2层或第 N 层至第 N -1层的结构示意图如图2-6所示,相关尺寸要求如表2-10所示。
图2-6 盲孔连接第1层至第2层或第 N 层至第 N - 1层的结构示意图
表2-10 盲孔连接第1层至第2层或第 N 层至第 N -1层的相关尺寸要求
注:加工能力必须满足与层数、HDI结构类型和板的尺寸有关的误差要求。
① 盲孔外观比[(
A
+
A
′)/
C
]等于孔的深度(
A
+
A
′)除以已钻盲孔尺寸(
C
)。
② 孔的尺寸是指机械钻孔和激光打孔形成的尺寸,完成电镀后的尺寸将比这个尺寸要小。
③ 较低的外观比所需的镀层厚度为0.0008in(20μm)或更大。请勿在同一时间指定高外观比和厚的镀铜要求。
④ 在微孔焊盘设计时,泪滴焊盘是首选的。先进的工艺要求的焊盘尺寸仅在多芯片模块中使用。
2 .盲孔连接第 1 层至第 3 层或第 N 层至第 N - 2 层
盲孔连接第1层至第3层或第 N 层至第 N -2层的结构示意图如图2-7所示,相关尺寸要求如表2-11所示。
图2-7 盲孔连接第1层至第3层或第 N 层至第 N -2层的结构示意图
表2-11 盲孔连接第1层至第3层或第 N 层至第 N -2层的相关尺寸要求
注:1微孔焊盘设计时泪滴焊盘是首选的。
2.加工能力必须满足与层数、HDI结构类型和板的尺寸有关的误差要求。
① 可变深度的盲孔外观比[(
A
+
A
′+
B
+
B
′) /
C
]等于孔深度(
A
+
A
′+
B
+
B
′)除以已钻盲孔尺寸(
C
)。
② 0.002in(50μm)电介质限于平面/平面之间,基础铜厚度为0.0014in(35μm)。
③
B
′的厚度将导致
A
的尺寸减小,以保持适当的外观比,这可能会导致在第1层和第2层之间的树脂填补不足。
④ 较低的外观比所需的镀层厚度为0.0008in(20μm)或更大。请勿在同一时间指定高外观比和厚的镀铜要求。
高密度互连复合通孔(Sub-Composite Via,SCV)的结构示意图如图2-8所示,复合通孔的相关尺寸要求见表2-12。
图2-8 高密度互连复合通孔的结构示意图
表2-12 复合通孔的相关尺寸要求
① 在IPC-6012A的3.6.2.15节要求对2级和3级要求必须用树脂填补60%。
② 在 IPC-6012A的3.6.2.10节要求盲孔镀层厚度平均为0.0005in(13μm):对于1级最小为0.00043in(10μm);对于2级和3级,平均为0.0006in(15μm),最小为0.0005in(13μm)。
高密度互连内核埋孔的结构示意图如图2-9所示,内核埋孔的相关尺寸要求见表2-13。
图2-9 高密度互连内核埋孔的结构示意图
表2-13 内核埋孔的相关尺寸要求