为什么将通孔镀在PCB上?


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据我了解,PCB中的通孔经常被镀,因此称为PTH。用红色表示铜,第一个数字显示镀有通孔,第二个数字显示未镀通孔。黑色粗线是组件的引脚,而银色表示所施加的焊料。我不知道为什么需要镀铜(也称为机筒)-有人可以解释为什么吗?

通过镀层:

带通镀

没有镀层(为什么这不是规范?)

不通过电镀


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关键问题在于,具有镀孔的PCB有望按设计运行,并且可以“裸露”地进行测试。即,它本身就是一个工程组件,与其他组件或制造步骤无关。|| 对于用于连接的链节或部件引线,连接的完整性取决于部件和链节的焊接。正如其他人所说的那样,组件的两面都可能无法访问,或者该组件可能没有被“引导”-或两者兼而有之。后者的一个很好的例子是BGA封装。如果您不知道,请查收!
罗素·麦克马洪


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如果您制作的板上没有镀通孔,并且两侧都带有焊盘,那么不仅要焊接两侧,而且您会发现很难焊接,因为加热的气体可能会滞留在引脚周围的孔中干扰焊锡圆角。在镀通孔中,焊料润湿了镀层,并且该孔最终被金属填充。
克里斯·斯特拉顿

Answers:


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为了使您的方案连接顶层和底层,必须同时满足两个条件:

  1. TOP上的焊盘必须易于接近并且必须焊接(分开)。
  2. 底部的垫子必须易于取用并且必须焊接(分开)。

在很多情况下,通孔组件的顶垫无法接近,因为该组件的主体覆盖了它。因此,这是不实际的。

在大多数情况下,从一侧到另一侧的通孔根本没有组件引线。即使是手工组装,更不用说自动组装,因为插入短导线并在两个侧面进行焊接都是不实际的,因为几乎所有现代齿轮都来自于此。

即使在通孔元件引线的两面都需要焊接,其工作量加倍。这需要两倍的组装时间,并大大增加了组装错误的机会。在任何级别上,这都是根本不合理的。


嗨,Richard,您好-我正在尝试理解您的第二点:“在大多数情况下,从一侧到另一侧的连接根本不需要组件引线。” 您是说组件引线的长度不足以从一侧延伸到另一侧吗?感谢您的其他观点-他们有道理。
Tosh,

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另外,我在Khandpur的2006年著作中找到了这张图片imgur.com/G7Ygv8F。该电阻器似乎是从两侧焊接的,对吗?因此,我认为这不是您提到的“ MOST案例”之一-我对此是否正确?
Tosh,

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@Tosh:他说的是,在没有元件引线的情况下找到通孔比在其中没有引线(因此没有“简便”的连接两侧的方法)更为普遍。
伊格纳西奥·巴斯克斯

@ IgnacioVazquez-Abrams如果没有组件引线,那不是表面贴装设备吗?那么,首先在板上不会有孔吗?
Tosh

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@Tosh,您大大低估了VIA的必要性。威盛(VIA)是PC板上必须从一层连接到另一层的位置,但根本没有任何组件。因此,您需要一个直通孔来进行连接。对于两层以上的电路板,这是至关重要的。
理查德·克罗利

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您的第一张图像并不完全准确。焊料还应粘附在孔中的镀层上,而不仅仅是连接到金属的顶层和底层。也就是说,由于可用于焊接的更大的表面积,镀层提供了改善的机械稳定性和更高的接合强度。


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而且,在大多数设计中,没有电镀孔不会节省任何处理步骤,因为仍然有过孔-但是没有未电镀孔的设计可能会跳过钻孔步骤。
西蒙·里希特

@SimonRichter-不确定我是否了解您有关节省钻孔步骤的观点;孔一定在那儿,这样就不会钻进去了,对吗?
托什(Tosh)

伊格纳西奥(Ignacio)-我发现了一幅图像可以说明您的观点:imgur.com/G7Ygv8F关于焊料一直贯穿到底。但是我看不到电镀如何使连接更牢固-焊料也会粘在基板上,不是吗?因此,粘附在基材上应该使机械耐久性提高相同的数量,不是吗?
托什(Tosh),

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@Tosh:第焊金属债券比焊料非金属债券更强,假设你甚至可以结合他们摆在首位,并且不与类似的问题在第二画面结束。
伊格纳西奥·巴斯克斯

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@Tosh,在电镀之前有一个钻孔步骤,在电镀之后有一个钻孔步骤。仅在既没有镀通孔也没有通孔的情况下才可以省略前者,而在没有无镀孔的情况下可以省略后者,这更有可能。
西蒙·里希特

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如果您有镀通孔,则无需进一步操作即可连接电路板两侧的走线(和所有内部层)。

专门用于此目的的孔称为“通孔”,并且可能比用于组件引线的常规孔小。

这使得制造任何板都变得过于复杂以至于不能单面,容易并且通常比其他方法便宜得多,因为不需要额外的工作,例如插入跨接线或在两侧进行焊接。

这也使双面电路板的设计和布局变得更加容易,因为您不必再​​费力以最小化“其他”层上的走线数量,或最小化跳线的数量,或确保各层之间的交叉点不在组件下方。

这样一来,您就可以提高电路板的密度,并使用更小的电路板,更便宜的机箱等。

它还允许PCB制造商在添加任何组件之前对这些互连中的每一个进行“裸板测试”,从而消除了许多缺陷。(一些PCB制造商免费进行裸板测试)。

电镀孔为您提供了所有这些功能,甚至无需考虑如何将组件实际焊接到PCB上-尽管它在那里也有优势...


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即使手工焊接单面板,镀通孔也很不错。如果将焊料涂在没有镀孔的焊盘上,则在孔周围会形成“甜甜圈”。如果应该将整体中间的引脚连接起来,则必须使焊料带有细微的形状,以使其桥接在引脚和焊盘之间。当将焊料施加到具有镀通孔的焊盘上时,焊料的自然趋势是试图将自身拉过该孔,因此更容易抓住那里的任何引脚。
超级猫

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大多数电路板是由机器焊接的。如果是通孔板,则出现焊锡波。焊波是熔化的焊料表面上的波纹,使用传送带将电路板拖入其中。它经过所有焊盘和电路板底部的修整引线。它不焊接板的顶部。顶部的焊锡不仅需要可触及,而且需要手工劳动才能焊接每根。就生产数量而言,这将不具有成本效益-电路板上的任何微小节省都将因所需的手工劳动而相形见,,更不用说要求所有引线都可在顶部使用的设计约束的成本(考虑连接器,电解电容器,IC插座等)-这意味着更大的板,更大的外壳,更多的包装,更多的运输成本,更多的货架空间等。

因此,2层板的标准是镀通孔,而您只需支付一些小额外费用就可以拥有未镀孔。这是额外的操作,因此成本更高-电镀操作后必须钻洞。可能大多数电路板也有一些未镀覆的孔-它们倾向于更好地用于诸如压入引脚之类的事情,因为它们的尺寸受到更多控制。

如果您喜欢额外的焊接,没有什么可以阻止您到处订购未镀孔的电路板(尽管他们可能会认为您犯了一个错误,并且如果在孔的两边都连接有焊盘则可以为您“纠正”),但您不会这样做。不省钱。


Spehro,谢谢您的回答。您提到波峰焊仅焊接底部,而不焊接顶部,所以这让我想到:需要焊接到顶部的SMT器件呢?维基百科说:“ [SMT]组件在通过熔化的焊锡波之前先通过贴装设备粘贴到印刷电路板(PCB)的表面上。” 这是否意味着SMT器件可能会在第二遍通过焊锡波以某种方式焊接到顶部?链接:en.wikipedia.org/wiki/Wave_soldering
Tosh,

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通常在SMT板上印上焊膏,然后将零件放在粘性焊膏上并进行回流焊接(使用IR或其他加热方式,将板短暂加热到几百摄氏度)。
Spehro Pefhany,2016年

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可以将零件胶粘下来并进行波峰焊接..该方法有时用于混合的通孔和SMT板(SMT零件在“底部”侧),但是很难焊接出没有短路的真正细间距的器件。当回流焊板的两面都有零件时,有时会使用胶水,但并非总是必须的。
Spehro Pefhany '16

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大多数mpdern电子产品都具有一定程度的SMD(表面安装)组件,SMD部件的引线平整且不穿过电路板。镀通孔是连接顶部和底部的便捷方法。这样,顶层和底层就可以从工厂进行连接,因此您不必自己连接它们。当您要将电路板用作散热器时,它们还会提供一条良好的低热阻路径(普通的FR4会使散热器变得很糟)。PTH真正有用的地方是当您有两层以上并且需要连接它们时,或者当您的零件具有非常小的焊盘需要连接到另一层时,焊盘太小或太多而无法手动连接(OSH) park会很高兴为您提供带有0.25mm孔和0.45mm焊盘的4层PCB,这是业余爱好者的价格,尖端的IT东西可以有10到20层,并且孔的宽度小于0.1毫米(仅部分穿过PCB)。你不必须使用PTH,但是技术处于这样一个阶段,在该阶段中,它仅占专业制造电路板总成本的百分之几。


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我仅出于省钱的目的制作了不带PTH的双面面板(作为您问题的第二个数字)。电路板非常简单,但是测试很痛苦!-如果不先焊接所有组件,就不可能在板上测试网络连通性-组件的不良焊接(手工安装)意味着失去了电气连通性,因此我必须多次检查所有接头

在拥有两层但没有过孔PCB的经验之后,我选择多花一点钱,但测试时间更快。

因此,重点是:您可以不使用VIAS,但是如果您谈论的是任何真实,实际的项目,那么如果没有这些项目,您将感到遗憾。


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理查德很好地回答了这个问题,但是为什么没有从一个侧面正确地焊接一个镀通孔。焊锡的表面张力沿筒体芯吸,组件引线一直贯穿孔,提供了牢固的电连接和机械连接。如果未电镀该孔,则电路板材料的电阻足以焊接,以至于它不会通过毛细作用而到达另一侧,因此两侧都需要直接施加焊料。

在非电镀直通板上的两个焊料层之间截留空气的可能性极高,可能会引起结构不稳定性问题。

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