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--- 设计:pcb:start [2025/05/02 09:47] – [寄生电容和电感] hwwiki
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 ====== PCB ======
+PCB叠层图如下[([[https://www.mr-wu.cn/complete-pcb-design-using-orcad-capture-and-pcb-layout-free-ebook/|PCB设计大全：使用OrCAD+Capture与PCB+Editor: CHAPTER 1 ]])]：
+{{:设计:pcb:figure_1-5_a_built-up_multitechnology_pcb_stack-up.png?800|}}
 ===== 过孔（VIA） =====
-==== 寄生电容和电感 ====
+====分类====
+如上图所示，过孔分为如下三种：
+  - 通孔(through via): 连接PCB Top和Bottom层，按照是否覆铜分为电镀孔（Plated）和非电镀孔（Unplated）。
+  - 盲孔(Blind via): 连通PCB 表层和内层。
+  - 埋孔(Buried via)：连通PCB内层。
+==== 寄生参数 ====
+过孔寄生电容、电感、电阻、电流均可通过免费的工具[[设计:本地工具:start#saturn_pcb_toolkit|saturn_pcb_toolkit]]计算。
+**过孔寄生电容公式：[({{ :设计:高速数字电路设计.pdf | High Speed Digital Design: 7.2}})]**
-**过孔寄生电容公式：**
+由公式可知，电容和相对介电常数、厚度、过孔焊盘直径成正比，和反焊盘直径成反比。
 $$
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 $$
-**过孔寄生电感公式：**
+备注：此公式对应的过孔模型[([[设计:本地工具:start#saturn_pcb_toolkit|saturn_pcb_toolkit]])]如下，注意此电容是对应于参考平面Ref Plane（一般为地或电源）的电容。
-严格公式（国际单位制）
+{{:设计:pcb:via-satum.png?800|}}
+**过孔寄生电感公式：[({{ :设计:高速数字电路设计.pdf | High Speed Digital Design: 7.3}})]**
+严格公式（国际单位制）如下，由公式可知，过孔的长度越长，电感越大。
 $$
 L_{\text{via}} = \frac{\mu_0 \mu_r h}{2\pi} \left( \ln\left(\frac{4h}{d}\right) + \frac{d}{4h} - 1 \right)
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 在线工具：[[https://www.911eda.com/pcb-design-calculators/via-properties-calculator/|PCB Via Properties Calculator]]
+===== 工艺 =====
+====塞孔====
+塞孔的作用[([[https://mp.weixin.qq.com/s/S2O_Bbhl40fe_ZUFJCephg|说一说塞孔]])]:
+  - 防止PCB过波峰焊时锡从导通孔贯穿元件面造成短路；
+  - 避免助焊剂残留在导通孔内；
+  - 电子厂表面贴装以及元件装配完成后PCB在测试机上要吸真空形成负压才完成；
+  - 防止表面锡膏流入孔内造成虚焊，影响贴装；
+  - 防止过波峰焊时锡珠弹出，造成短路；
+塞孔工艺如下表，引用自[[https://www.jlc.com/portal/server_guide_15544.html|嘉立创：技术指导：过孔开窗、过孔盖油、过孔塞油/树脂/铜浆的五种加工方式]]，常用的为过孔塞油，成本低能满足大部分要求。
+对于半塞孔、全塞孔的区别，各种工艺塞孔完成之后的效果可参考[[https://blog.csdn.net/qq_42053636/article/details/85545456|PCB塞孔和不塞孔到底有什么区别，设计时如何选择塞孔还是不塞孔？]]
+{{:设计:pcb:塞孔工艺-嘉立创.png?800|}}
+====阻焊层===
+如[[https://hwwiki.net/lib/exe/detail.php?id=%E8%AE%BE%E8%AE%A1%3Apcb%3Astart&media=%E8%AE%BE%E8%AE%A1:pcb:figure_1-5_a_built-up_multitechnology_pcb_stack-up.png|PCB剖面图]]所示，阻焊层位于PCB的外层（再外面一般还有丝印层）。其防止焊桥（走线之间的意外连接）并保护电路板免受水分、污染物和腐蚀的影响。
+阻焊层通常采用负片设计，即有图案的地方（如焊盘）是没有阻焊的，PCB设计时，其阻焊大小通常和封装焊盘一致，板厂在制版的过程中，可根据实际需要调整。
+在密集pin脚封装如BGA、DFN等封装下，pin和pin脚之间尽可能加上阻焊，避免连锡，阻焊桥工艺的参数示例见[[https://www.jlc.com/portal/server_guide_34402.html|嘉立创：阻焊基本设计]]
+阻焊的颜色通常为绿色，也有其他颜色，比如红、黄、蓝、紫、黑、白等（如下图），不同的颜色对于成本、检测、性能有影响，如无特殊需求，推荐绿色，详见[[https://www.globalwellpcba.com/zh/pcb%E9%98%BB%E7%84%8A%E5%B1%A4%E9%A1%8F%E8%89%B2/|PCB 阻焊層顏色終極指南]]。
+{{:设计:pcb:slodermastcolor.png?600|}}
+其余阻焊工艺说明、验收标准、常见品质问题见[[https://blog.csdn.net/sinat_15677011/article/details/129825795|PCB阻焊油墨知识汇总]]
+Paste助焊层和Solder阻焊层区别如下：
+  - Paste助焊层：俗称钢网层，用于钢网厂制做钢网的，从而通过钢网准确的将锡膏印到需要焊接的贴片焊盘上，再进行SMT加工
+  - Solder阻焊层：用于PCB加工，阻焊层有图案的地方不印上油墨，没有图案的地方印上油墨
+====表面处理====
+铜（如焊盘）爆露在自然空气中倾向于以氧化物的形式存在，不大可能长期保持为新鲜铜，因此需要对铜进行其他处理，以保证良好的可焊性或电性能；
+常见PCB表面处理工艺如下表[([[https://www.jingpengpcb.com/faq/how-to-choose-a-pcb-surface-treatment-process/|如何选择PCB表面处理工艺]])]，
+常用的为喷锡、OSP和沉金。从PCB厂家的报价看，喷锡最便宜，OSP其次，沉金最贵（随金价浮动）。
+|  表面处理类型  |  主要应用领域  |  优点  |  缺点  |  成本  |
+|  沉金  |  主要用在表面有连接功能性要求和较长的储存期的板子上；  |1、金厚均匀，平整性、接触性及润湿性很好；  |1、易出现黑PAD、金脆焊接风险；  |  高  |
+|:::|:::|2、电性能良好；  |2、生产成本较高；  |:::|
+|:::|:::|3、可长时间保存（一般1年）；  |   |:::|
+|  沉银  |  主要应用在有高频信号要求的板子上；  |ex  |1、对储存环境有较高的要求，易变黄变色，影响可焊性；  |  中  |
+|:::|:::|2、镀层均一，表面平坦。可焊性好，可耐多次组装作业；  |2、对前制程阻焊要求较高，否则易出现贾凡尼效应，造成线路开路致命性缺陷；  |:::|
+|:::|:::|3、生产成本较低；  |   |:::|
+|  OSP  |  主要应用在低技术含量的PCB，高密度芯片封装基板和软板上；  |1、膜厚均匀，平整性、润湿性很好；  |1、外观检查困难，不适合多次回流焊；  |  最低  |
+|:::|:::|2、生产成本很低；  |2、OSP膜面易刮伤；  |:::|
+|:::|:::|3、环保，低能耗；  |3、存储环境要求较高；  |:::|
+|:::|:::|   |4、存储时间较短（小于半年）；  |:::|
+|  镀金  |  主要用于芯片封装时打金线和有耐磨性要求的板上；  |1、无镍腐蚀的焊接风险；  |1、镍金厚度均匀性比化金差；  |  很高  |
+|:::|:::|2、可长时间保存（一般1年）；  |2、金生产成本高；  |:::|
+|:::|:::|3、接触性，耐磨性很好；  |3、因在防焊前完成镀镍金处理，金面污染易影响焊锡性；  |:::|
+|:::|:::|   |4、电镀镍金在防焊前完成，金面上印阻焊附着力难保证；  |:::|
+|  喷锡  |  主要适用于宽线，大焊盘板子  |1、焊接性好；  |1、镀层平整度差；  |  中高  |
+|:::|:::|2、可长时间保存（一般1年）；  |2、喷锡制程比较脏，有异味，高温下操作危险；  |:::|
+|  沉锡  |  主要适用于通信用背板  |1、镀层均一，表面平坦；  |1、锡须难管控，耐热性差；  |  低  |
+|:::|:::|2、可焊性良好；  |2、易老化，变色，影响可焊性；  |:::|
+|:::|:::|   |3、该工艺生产对环境影响较大；  |:::|
+各工艺的具体介绍见[[https://mp.weixin.qq.com/s/bDSJqe7ryEIGZBr0NIkT2w|PCB板常见的表面工艺介绍]]
+镀金和沉金的详细区别见[[https://www.jingpengpcb.com/blog/how-to-choose-gold-plating-or-immersion-gold-surface-treatment/|如何选择镀金或沉金表面处理？]]
+镀层和SMT焊接不良的分析见[[https://www.docin.com/p-1538993315.html|PCB镀层与SMT焊接]]
+OSP导致SMT焊接不良的分析见[[https://mp.weixin.qq.com/s/VNXDIR7FL8_UXEI3FZWvEQ|OSP表面处理PCB 焊接不良原因分析和改善对策]]