PCB技術 - PCBA：パッド内のビア処理の原理

パッドの上のビアまたはパッドの上のビアは、非常に頭痛です PCBアセンブリ 製造工場, especially when the vias are placed on BGA (Ball Grind Array) pads, しかし、デザインユニットはしばしば、設計工場が不十分なデザインスペースまたは他の克服不可能な理由に基づいて、スーツに従うようにします.

事実上, 電子製品の縮小, 回路基板の高密度化が進んでいる, そして、層の数が増加している. したがって, 多く PCB設計 and wiring engineers (CAD layout engagers) place the through holes on the solder pads, 特にボール. 小さなピッチのBGAパッドは、ビアのための多くのスペースを持っていない.

しかし、半田付けパッド上にビアを配置することは回路基板上のスペースを節約するが、それは、次の品質の問題を引き起こす可能性があるため、SMTおよび製造技術者のための大災害です。確かに、最終的にはカービンに戻ったのはRD自身だった。

（1）BGAの半田パッドにバイアを配置すると、枕（枕効果、ダブルヘッド効果）にヘッドが形成されたり、半田ボール（泡）の内部に気泡が形成されやすい。

ビアホールに半田ペーストを印刷するので、ビアホール内に空気が封入される。リフロー炉の高温域に回路基板が流れると、ビアホール内の空気が熱により膨張して逃げようとする。出ていない空気はBGAハンダボールに穴（ボイド/バブル）を形成し、ひどい場合には頭を枕にすることもあります。

（2）貫通穴に溜まった空気がリフローオーブン（リフロー炉）を流れると、空気が熱膨張し、ガス抜きの危険がある。

これは通常、予熱していない再流プロフィールで起こる。温度が急激に上昇すると、空気は急速に膨張し、ガスは効果的に脱出できず、最終的には半田ボールから破裂する。

（3）はんだペーストは、毛細管に関連してバイアホール内に流れ込み、はんだ付け等のはんだ付け等のはんだ付けが不十分な錫の量が不足するまたは、ボードの反対側に流れても、短絡を引き起こす。

しかし、PCB製品設計が小さくなっているので、PCBレイアウトエンジニアはPCB回路ボードの領域を比較しなければならない点に達しました。したがって、はんだパッド上のスルーホールに対処するためのいくつかの代替方法がある。次の図は、AからEまでの5種類のスルーホールと、SMTプロセスへの影響を示しています。

パッドのビアの5つのデザイン

ビアは全く処理されません。

これは、錫が加熱された後にこのバイアホールを通過するので、製造技術者に受け入れられてはならない。はんだ付け、空のはんだ付け及び他の望ましくない現象が不十分であり、錫の量は完全に制御不能であり、基板の反対側の部品に影響を及ぼす可能性がある。短絡を引き起こす。

ブラインドホール.

それはかろうじて使用することができますが、まだ大きなリスクがあります。錫の量を制御することができるが、半充填穴をハンダペーストで覆った場合、半埋込孔に空気が封入される。回路基板が加熱後のリフロー炉（リフロー）を通過すると、空気は膨張によって半田ペーストを爆発させたり、逃げ溝を形成する。短期使用は問題ないかもしれません、しかし、長期使用の後、それはゆっくりと脱出チャンネルからひび割れているかもしれません。

bとdはデザインを通してベストです。

ハンダペーストパッドには、はんだペーストの量に影響を与えるための孔がなく、追加の気泡は形成されない。

それは使用することができますが、価格はより高価です。

半導体ホールまたはスルーホールを満たすために回路基板プロセスの後、銅電気メッキプロセスを加えることができる。満たされた穴はわずかに沈んでいるので、彼らは特定のサイズ（特に0.5 mmのピッチ）で制御されなければなりません。BGAボード.注：このプロセスのボードは一般的に価格を約10 %増加させます。

BGA配線では、回路基板に取り付けられた半田パッドの強度を高めるために、BGA半田パッドの中央部に貫通孔を設け、スルーホールに銅を充填し、はんだパッド上にリベットを打ち込み、その強度を高める。

ここでは、最近タッピングされたQFN中間接地パッドの一例を示す。現在、QFNの大部分は、電力制御装置として使用されているので、接地および放熱の要件は特に高い。このような密集した穴は直接使用できる。ハンダペースト印刷の運命は、本当に奇妙な結果が起こるでしょう。

これは最悪のデザインです。スルーホールはQFN接地放熱パッド上に直接配置され、錫の量は製造時には確保できないので、良好な半田付けを確保することができない。これはまた、悪いデザインですが、いくつかのスルーホールは緑色の塗料（マスク）で覆われているが、まだ接続されていないいくつかのスルーホールがあります。この設計はほとんど受け入れられません、プラグ穴なしで中央のスルーホールだけが残されます、そして、穴直径も減らされます。

これは最悪です PCB貫通穴 デザイン. スルーホールは、QFN接地放熱パッド32上に直接配置される, そして、製造において、錫の量は確保できない, したがって, 良いはんだ付けは保証できない. これはまた、スルーホールのデザインが悪い, but some of the through holes have been covered with green paint (mask), しかし、まだ接続されていないいくつかのスルーホールがあります. この貫通穴の設計はほとんど受け入れられない, 真ん中孔のみが接続されていない, また、穴径も縮小される.