聊聊IPC標準中的過孔

過孔保護是現代 PCB 設計的重要組成部分。它為 PCB 制造和組裝提供了額外的好處，增加了可接受的產品數量。IPC-4761 印刷電路板過孔結構保護設計指南和本文檔第 5-11 頁詳細介紹了幾種過孔保護類型。

過孔保護的優點

需要過孔保護的常見情況：

支持 AD 中的過孔類型

AD支持符合 IPC-4761 的過孔類型。

配置過孔保護類型：

• 選擇所需的過孔；

• 在屬性面板中設置一個類型；

• 在表中指定涂層面和材料。

當過孔類型設置為 IPC-4761 時，新類型的機械層和元件層對會自動添加到設計中，并在這些層上具有相應的形狀。

在為制造創建輸出文件以及在 Draftsman 中創建繪圖時，也支持過孔保護類型。

通過保護定義和類型

帳篷式過孔（I 型過孔）一種使用干膜掩模材料橋接過孔的過孔，其中孔中沒有其他材料。它可以應用于通孔結構的一側（Ia 型）或兩側（Ib 型）。
工藝：可光定義的真空層壓薄膜材料。
優點：一致且可重復的工藝提供出色的孔隆起和均勻的厚度。

顧慮：一側保護不應與裸銅孔壁一起使用！化學誘捕。

問題：凹坑可能是使用膠點放置元件的粘合工藝的一個問題。

帳篷式和覆蓋式過孔（II 型過孔） I 型過孔，在帳篷式過孔上應用了二次掩模材料覆蓋層。該材料可應用于通孔結構的一側（II-a 型）或兩側（II-b 型）。
過程：在 I 型上應用面罩。
優點：比 I 型提高了遮蓋力。

顧慮：一側保護不應與裸銅孔壁一起使用！化學誘捕。

關注點：凸起可能是提起焊膏模板時的一個問題。建議使用合格的掩模材料以防止凸點高度顯著增加。

Plugged Via (Type III Via)一種應用材料的過孔，允許部分穿透到過孔中。插頭材料可以從通孔結構的一側（III-a 型）或兩側（III-b 型）施加。
工藝：篩選和輥涂。
優點：易于加工。幾乎沒有制造限制。

顧慮：一側保護不應與裸銅孔壁一起使用！插頭材料可能會從通孔的一側突出。

顧慮：空氣膨脹或什至夾帶的溶劑會在固化過程中對插頭產生重大影響，導致“爆裂”。

堵塞和覆蓋過孔（IV 型過孔） III 型過孔，在過孔上應用了二次覆蓋材料。塞子和輔助覆蓋材料可以從通孔結構的一側（IV-a 型）或兩側（IV-b 型）施加。
過程：在 III 型上應用面罩。
優點：增加插頭強度?？梢酝ㄟ^使用這種類型來減輕通過使用類型 III 堵塞而出現的針孔。

顧慮：一側保護不應與裸銅孔壁一起使用！最終飾面應在堵塞之前進行。

顧慮：空氣膨脹或夾帶的溶劑會在固化過程中對插頭產生重大影響，導致“爆裂”。

填充過孔（V 型過孔）一種材料應用到過孔中的過孔，目標是孔的完全穿透和封裝。
工藝：篩選、輥涂或刮涂。
優點：完全填充導電或非導電材料，消除污染物。工藝可防止焊球。在順序層壓過程中有用的好處。

顧慮：報廢。從表面去除多余的材料。表面平面度。完全固化。過多的過程變量。獲得完整填充的復雜性。填充材料和基板之間的 CTE 不匹配。

填充和覆蓋過孔（VI 型過孔） V 型過孔，在過孔上應用了二次覆蓋材料（液體或干膜阻焊層）。覆蓋材料可以從通孔結構的一側（VI-a 型）或兩側（VI-b 型）施加。
工藝：在 V 型上應用掩模。填充材料可以導電和/或導熱，具體取決于最終用途。
優點：在 V 型上保護焊盤。使用 VI 型可以最大限度地減少使用 V 型方法可能導致的表面空隙的影響。

顧慮：報廢。從表面去除多余的材料。表面平面度。完全固化。過多的過程變量。獲得完整填充的復雜性。填充材料和基板之間的 CTE 不匹配。附加處理。

Filled and Capped Via (Type VII Via)帶有二次金屬化涂層的 V 型通孔。金屬化在兩側。
工藝：V 型金屬化涂層。適用于需要高密度特征的地方。
優點：Via-In-Pad 和 Ball-on-Via pad。通過堆疊。適用于需要高密度特征的地方。在順序層壓過程中有用的好處。

問題：金屬化涂層與通孔填充物和銅焊盤的粘附。銅厚。填充材料和銅表面之間的平面度。填充材料和金屬化之間的 CTE 不匹配導致氣隙（填充材料收縮）。小于 100% 的通孔填充可能會導致金屬化帽太薄或凹陷，這也會導致截留空氣，從而導致 BGA 焊點中出現空洞。金屬化涂層中的針孔會導致焊盤的不可焊區域，其中加蓋通孔用于 BGA 焊點。焊料量減少也是凹坑的一個問題。