第 6 阶段 · 封装概念 · 重点理解
6-07 Through-hole Padstack:钻孔、孔壁铜与焊盘怎样组成通孔
沿同一通孔区分孔、孔壁铜、内外焊盘及平面连接,并区分加工孔径与成品孔径。
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6-05~6-06用无贯穿孔的表贴焊盘组成封装。现在只改变一个条件:器件引脚需要穿进板子,单个焊盘定义会多出什么?
快速理解 · 孔让引脚穿过,铜才负责连接
一个镀铜 Through-hole(通孔) Padstack(焊盘堆叠) 需要区分 Drill(钻孔数据)、Hole(孔) 和 Plated Barrel(电镀孔壁)。它还可以包含 Top Pad / Bottom Pad / Internal Layer Pad(顶面 / 底面 / 内层焊盘)。这些铜焊盘在需要处接到孔壁铜,形成三维的连接结构。
不能只在上下两面各画一个圆圈,也不能认为钻一个空洞就能导电。本课只理解结构,不新增未经实测的软件设置步骤。
观察同一镀铜通孔:顶面、底面及选定内层焊盘通过孔壁铜相连;在选定信号层,走线接入局部铜焊盘。并非每一层都必须保留相同焊盘。
到每一层,都要重新问:接谁,避开谁?
Regular Pad(普通焊盘) 是本层的局部铜焊盘。接一根走线时,走线在这里接到铜环,再接到孔壁。
若周围是另一个网络的大面积铜,Anti Pad(避让定义) 描述需要让开的区域,防止意外短接。它不是另一块铜,也不是把整个通孔删掉。
若焊盘应接入同一网络的大面积铜,可以按设计要求采用 Thermal Relief(热连接)。铜桥保持连接,同时减少焊接时直接通向大面积铜的热传导;不意味着所有平面连接都必须用它。
孔径为什么不能直接照搬钻头尺寸?
Drill Diameter(钻孔直径) 与 Finished Hole Diameter(成品孔径) 不能不加说明地画等号。钻后孔壁形成金属层,会占据孔内空间;制造公差也会影响最终尺寸。
工程图和板厂对数据的约定必须一致。有的交付约定采用成品孔径,由制造端补偿到加工工具尺寸。设计者不能看到“钻孔”字段就自行减去固定电镀厚度,更不能把一家板厂的补偿量当成通用规则。
孔外还有一圈需要检查的铜
Annular Ring(孔环) 给连接及制造偏差留下铜区域。孔相对焊盘偏移时,一侧铜环会变窄,所以不能只问“引脚能否穿进去”,还要检查铜是否有足够余量。
外层阻焊开口决定焊接处是否露铜;通孔并不自动要求与表贴相同的焊膏开口。是否需要焊膏数据取决于装配方式,本课不默认套用表贴参数。
为什么?深入理解 · 一份定义,不是每层无条件复制
穿过一层,不等于接入那一层的所有铜
孔壁铜可以连续穿过板厚,但周围平面必须按网络关系连接或避让。多个不同电源或信号网络不能因为同一个孔经过就被接在一起。
内层几何依赖实际连接方式
有的层用于走线,有的层有大面积铜,不相连的内层焊盘也可能按工艺与设计要求处理。不能把示意图里的一圈铜理解为所有层必须相同。
为什么文件中设置了热连接,还要看最终铜图
在实际编辑器中,平面表示方式、动态铜区域及设计约束可能共同决定连接结果。焊盘定义提供结构信息,并不是无条件覆盖全部规则的开关;最终必须检查实际铜连接。
孔径检查和铜环检查互相补充
成品孔要满足引脚装配空间,铜环则要兼顾钻孔位置偏差和连接可靠性。只满足其中一项仍不足以说明通孔焊盘合适。
以后做 Layout 有什么用
选通孔封装时,分别核对成品孔需求、内外层铜焊盘、平面避让或连接,以及阻焊露铜区域。参数需要根据具体引脚、制造和装配约定确定,本课不提供万能孔径或铜环数值。
下一课转向编号与方向:即使所有几何都合适,把器件引脚映射到错误焊盘仍会造成电气错误。
提示
经过某层与属于该层铜区域的网络是两回事。
孔壁铜是导体;不该相连的平面需要避让。需要连接时再判断直接连接或热连接是否适合。
结构依据与工程边界
焊盘、避让和热连接概念参考项目已有教材及本机17.4库开发文档。孔径区别核对制造商的成品孔径与加工公差说明。只采用基本因果关系,不搬用其具体加工补偿数值。