四层PCB之过孔、盲孔、埋孔

四层PCB之过孔、盲孔、埋孔过孔(Via)：也称之为通孔，是从顶层到底层全部打通的，在四层PCB中，过孔是贯穿1，2，3，4层，对不相干的层走线会有妨碍。过孔主要分为两种：1、沉铜孔PTH（PlatingThroughHole），孔壁有铜，一般是过电孔（VIAPAD）及元件孔（DIPPAD）。2、非沉铜孔NPTH(NonPlatingThroughHole)，孔壁无铜，一般是定位孔及螺丝孔。盲孔(BlindVia)：只在顶层或底层其中的一层看得到，另外那层是看不到的，也就是说盲孔是从表面上钻，但是不钻透所有层。盲孔可能只要从1到2，或者从4到3（好处：1，2导通不会影响到3，4走线）；而过孔是贯穿1，2，3，4层，对不相干的层走线有影响，.不过盲孔成本较高，需要镭射钻孔机。盲孔板应用于表面层和一个或多个内层的连通，该孔有一边是在板子之一面，然后通至板子之内部为止；简单点说就是盲孔表面只可以看到一面，另一面是在板子里的。一般应用在四层或四层以上的PCB板。埋孔(BuriedVia)：埋孔是指做在内层过孔，压合后，无法看到所以不必占用外层之面积，该孔之上下两面都在板子之内部层，换句话说是埋在板子内部的。简单点说就是夹在中间了，从表面上是看不到这些工艺的，顶层和底层都看不到的。做埋孔的好处就是可以增加走线空间。但是做埋孔的工艺成本很高，一般电子产品不采用，只在特别高端的产品才会有应用。一般应用在六层或六层以上的PCB板。过孔几乎所有的PCB板都会用到，是最基本也是最常用的孔，因此在这里不做说明，主要来讲一下盲孔和埋孔。首先我们从传统多层板讲起。标准的多层电路板的结构，是含内层线路及外层线路，再利用钻孔，以及孔内金属化的制程，来达到各层线路之内部连结功能。但是因为线路密度的增加，零件的封装方式不断的更新。为了让有限的电路板面积，能放置更多更高性能的零件，除线路宽度愈细外，孔径亦从DIP插孔孔径1mm缩小为SMD的0.6mm，更进一步缩小为0.4mm或以下。但是仍会占用表面积，从而就有了盲孔和埋孔的产生。在四层板中，中间的两个层主要是用来走电源层（VCC）和地层（GND）的，如果板子元件多密度大，那么内层也可以走些普通的信号线，可以在主元件层（主元件层一般是在顶层）的相邻内部层用做地层，整层用来敷铜，然后另外一个内层用来做主要的走线层，次元件层（次元件层一般是在底层）也走些线。正片与负片：四层板，首先要搞明白的是正片和负片，就是layer和plane的区别。正片就是平常用在顶层和地层的的走线方法，既走线的地方是铜线，用PolygonPour进行大块敷铜填充。负片正好相反，既默认敷铜，走线的地方是分割线，也就是生成一个负片之后整一层就已经被敷铜了，要做的事情就是分割敷铜，再设置分割后的敷铜的网络。在PROTEL之前的版本，是用Split来分割，而现在用的版本AltiumDesigner中直接用Line，快捷键PL，来分割，分割线不宜太细，我用30mil（约0.762mm）。要分割敷铜时，只要用LINE画一个封闭的多边形框，在双击框内敷铜设置网络。正负片都可以用于内电层，正片通过走线和敷铜也可以实现。负片的好处在于默认大块敷铜填充，在添加过孔，改变敷铜大小等等操作都不需要重新Rebuild，这样省去了重新敷铜计算的时间。中间层用于电源层和地层时候，层面上大多是大块敷铜，这样用负片的优势就较明显。采用盲孔和埋孔的优点：在非穿导孔技术中，盲孔和埋孔的应用，可以极大地降低PCB的尺寸和质量，减少层数，提高电磁兼容性，增加电子产品特色，降低成本，同时也会使得设计工作更加简便快捷。在传统PCB设计和加工中，通孔会带来许多问题。首先它们占居大量的有效空间，其次大量的通孔密集一处也对多层PCB内层走线造成巨大障碍，这些通孔占去走线所需的空间，它们密集地穿过电源与地线层的表面，还会破坏电源地线层的阻抗特性，使电源地线层失效。且常规的机械法钻孔将是采用非穿导孔技术工作量的20倍。在PCB设计中，虽然焊盘、过孔的尺寸已逐渐减小，但如果板层厚度不按比例下降，将会导致通孔的纵横比增大，通孔的纵横比增大会降低可靠性。随着先进的激光打孔技术、等离子干腐蚀技术的成熟，应用非贯穿的小盲孔和小埋孔成为可能，若这些非穿导孔的孔直径为0.3mm，所带来的寄生参数是原先常规孔的1/10左右，提高了PCB的可靠性。由于采用非穿导孔技术，使得PCB上大的过孔会很少，因而可以为走线提供更多的空间。剩余空间可以用作大面积屏蔽用途，以改进EMI/RFI性能。同时更多的剩余空间还可以用于内层对器件和关键网线进行部分屏蔽，使其具有最佳电气性能。采用非穿导孔，可以更方便地进行器件引脚扇出，使得高密度引脚器件（如BGA封装器件）很容易布线，缩短连线长度，满足高速电路时序要求。采用盲孔和埋孔的缺点：最主要的缺点就是板子成本高，加工制做复杂。既增加成本还有加工风险，调试时会更不好测试测量，因此建议尽量不用盲孔和埋孔，除非在板子尺寸受限，迫不得已的情况下才用。