PCB

PCB叠层图如下¹⁾：

过孔（VIA）

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saturn_pcb_toolkit计算。

过孔寄生电容公式：²⁾

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。

$$ C_{\text{via}} \, [\mathrm{pF}] = \frac{1.41 \cdot \varepsilon_r \cdot T \cdot D_{\text{pad}}}{D_{\text{antipad}} - D_{\text{pad}}} $$

$$ \begin{array}{|c|c|c|} \hline \textbf{符号} & \textbf{物理意义} & \textbf{单位} \\ \hline C_{\text{via}} & \text{过孔寄生电容} & \mathrm{pF} \, (\text{皮法}) \\ \hline \varepsilon_r & \text{介质相对介电常数} & \text{无量纲} \\ \hline T & \text{介质层厚度（过孔长度）} & \mathrm{in} \, (\text{英寸}) \\ \hline D_{\text{pad}} & \text{过孔焊盘直径} & \mathrm{in} \\ \hline D_{\text{antipad}} & \text{反焊盘直径（隔离环内径）} & \mathrm{in} \\ \hline \end{array} $$

备注：此公式对应的过孔模型³⁾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。

过孔寄生电感公式：⁴⁾

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。 $$ L_{\text{via}} = \frac{\mu_0 \mu_r h}{2\pi} \left( \ln\left(\frac{4h}{d}\right) + \frac{d}{4h} - 1 \right) $$

$$ \begin{array}{|c|c|c|} \hline \textbf{符号} & \textbf{描述} & \textbf{单位} \\ \hline \mu_0 & \text{真空磁导率 } (4\pi \times 10^{-7}) & \mathrm{H/m} \\ \hline \mu_r & \text{介质相对磁导率（FR4通常为1.0）} & \text{无量纲} \\ \hline h & \text{过孔长度（介质层厚度）} & \mathrm{m} \\ \hline d & \text{过孔直径} & \mathrm{m} \\ \hline \end{array} $$

在线工具：PCB Via Properties Calculator

工艺

塞孔

塞孔的作用⁵⁾:

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？

阻焊层

如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PCB 阻焊層顏色終極指南。

其余阻焊工艺说明、验收标准、常见品质问题见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⁶⁾，

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
喷锡	主要适用于宽线，大焊盘板子	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；	中高
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；