聊聊IPC标准中的过孔

过孔保护是现代 PCB 设计的重要组成部分。它为 PCB 制造和组装提供了额外的好处，增加了可接受的产品数量。IPC-4761 印刷电路板过孔结构保护设计指南和本文档第 5-11 页详细介绍了几种过孔保护类型。

过孔保护的优点

需要过孔保护的常见情况：

支持 AD 中的过孔类型

AD支持符合 IPC-4761 的过孔类型。

配置过孔保护类型：

• 选择所需的过孔；

• 在属性面板中设置一个类型；

• 在表中指定涂层面和材料。

当过孔类型设置为 IPC-4761 时，新类型的机械层和元件层对会自动添加到设计中，并在这些层上具有相应的形状。

在为制造创建输出文件以及在 Draftsman 中创建绘图时，也支持过孔保护类型。

通过保护定义和类型

帐篷式过孔（I 型过孔）一种使用干膜掩模材料桥接过孔的过孔，其中孔中没有其他材料。它可以应用于通孔结构的一侧（Ia 型）或两侧（Ib 型）。
工艺：可光定义的真空层压薄膜材料。
优点：一致且可重复的工艺提供出色的孔隆起和均匀的厚度。

顾虑：一侧保护不应与裸铜孔壁一起使用！化学诱捕。

问题：凹坑可能是使用胶点放置元件的粘合工艺的一个问题。

帐篷式和覆盖式过孔（II 型过孔） I 型过孔，在帐篷式过孔上应用了二次掩模材料覆盖层。该材料可应用于通孔结构的一侧（II-a 型）或两侧（II-b 型）。
过程：在 I 型上应用面罩。
优点：比 I 型提高了遮盖力。

顾虑：一侧保护不应与裸铜孔壁一起使用！化学诱捕。

关注点：凸起可能是提起焊膏模板时的一个问题。建议使用合格的掩模材料以防止凸点高度显着增加。

Plugged Via (Type III Via)一种应用材料的过孔，允许部分穿透到过孔中。插头材料可以从通孔结构的一侧（III-a 型）或两侧（III-b 型）施加。
工艺：筛选和辊涂。
优点：易于加工。几乎没有制造限制。

顾虑：一侧保护不应与裸铜孔壁一起使用！插头材料可能会从通孔的一侧突出。

顾虑：空气膨胀或什至夹带的溶剂会在固化过程中对插头产生重大影响，导致“爆裂”。

堵塞和覆盖过孔（IV 型过孔） III 型过孔，在过孔上应用了二次覆盖材料。塞子和辅助覆盖材料可以从通孔结构的一侧（IV-a 型）或两侧（IV-b 型）施加。
过程：在 III 型上应用面罩。
优点：增加插头强度。可以通过使用这种类型来减轻通过使用类型 III 堵塞而出现的针孔。

顾虑：一侧保护不应与裸铜孔壁一起使用！最终饰面应在堵塞之前进行。

顾虑：空气膨胀或夹带的溶剂会在固化过程中对插头产生重大影响，导致“爆裂”。

填充过孔（V 型过孔）一种材料应用到过孔中的过孔，目标是孔的完全穿透和封装。
工艺：筛选、辊涂或刮涂。
优点：完全填充导电或非导电材料，消除污染物。工艺可防止焊球。在顺序层压过程中有用的好处。

顾虑：报废。从表面去除多余的材料。表面平面度。完全固化。过多的过程变量。获得完整填充的复杂性。填充材料和基板之间的 CTE 不匹配。

填充和覆盖过孔（VI 型过孔） V 型过孔，在过孔上应用了二次覆盖材料（液体或干膜阻焊层）。覆盖材料可以从通孔结构的一侧（VI-a 型）或两侧（VI-b 型）施加。
工艺：在 V 型上应用掩模。填充材料可以导电和/或导热，具体取决于最终用途。
优点：在 V 型上保护焊盘。使用 VI 型可以最大限度地减少使用 V 型方法可能导致的表面空隙的影响。

顾虑：报废。从表面去除多余的材料。表面平面度。完全固化。过多的过程变量。获得完整填充的复杂性。填充材料和基板之间的 CTE 不匹配。附加处理。

Filled and Capped Via (Type VII Via)带有二次金属化涂层的 V 型通孔。金属化在两侧。
工艺：V 型金属化涂层。适用于需要高密度特征的地方。
优点：Via-In-Pad 和 Ball-on-Via pad。通过堆叠。适用于需要高密度特征的地方。在顺序层压过程中有用的好处。

问题：金属化涂层与通孔填充物和铜焊盘的粘附。铜厚。填充材料和铜表面之间的平面度。填充材料和金属化之间的 CTE 不匹配导致气隙（填充材料收缩）。小于 100% 的通孔填充可能会导致金属化帽太薄或凹陷，这也会导致截留空气，从而导致 BGA 焊点中出现空洞。金属化涂层中的针孔会导致焊盘的不可焊区域，其中加盖通孔用于 BGA 焊点。焊料量减少也是凹坑的一个问题。