過孔這個詞指得是印刷電路板(PCB)上的孔。過孔可以用做焊接插裝器件的焊(Throughhole),也可用做連接層間走線的線路過孔,二者唯一的不同點在于前者用于焊接芯片管腳,而后者內部保持為空。二者的電氣特性相仿,如以下所述。
過孔的機械特性
小的過孔可以節(jié)省更多的走線空間,所以設計者都希望過孔越小越好。而且小過孔有更小的寄生電容,所以可工作于很高速率。對于極高速率的設計,必須用小的過孔。
但小的過孔在制板時花費更多,所以設計者要對其性價比進行衡量。到現在,我們知道過孔的三種特性:
小過孔占用更小空間;
小過孔有更小電容;
小過孔花費更高。
過孔尺寸的重要性不可低估,
過孔直徑
一個焊孔必須能夠容納一條插件管腳,焊孔直徑必須超過插入其中的導線尺寸。為了良好的焊接,余出的部分應在0.010到0.028英寸之間(依賴于焊接工藝)。沒有太多的方法縮小焊孔的的直徑。
對于走線過孔而言,孔徑的大小更難以確定,它的最小尺寸受限于鉆孔與渡錫技術。 小孔具有前面所介紹的優(yōu)點,但需要小的鉆頭,而小鉆頭更容易折斷。加工大過孔時,可以將許多印制板堆疊在一起進行一次性加工,而對于小過孔,細小的鉆尖難以鉆透堆疊在一起的印制板而不
偏離過孔的中心,所以小孔必須小批量打鉆,并且加工更長的時間。
電鍍技術(Electroplating action)不能電鍍深的孔(skinny hole)??咨畛^其直徑六倍的孔一般不會被電鍍。對于0.063英寸厚的標準單板,孔徑不應小于0.010英寸(也依賴于電鍍車間對其設備的調整以及單板的產量需求)。
Altium Designer規(guī)則設置技巧
過孔和焊盤
一、過孔和焊盤的覆銅連接
過孔和焊盤有三種連接狀態(tài):圖一noconnect(不連接);圖二reliefconnect(十字形連接);圖三directconnect(直接連接)
覆銅時默認連接為十字形連接,如何改為直接連接呢?
在PCB環(huán)境下,Design》Rules》Plane》PolygonConnectstyle,點中PolygonConnectstyle,右鍵點擊newrule新建一個規(guī)則點擊新建的規(guī)則既選中該規(guī)則,在name框中改變里面的內容即可修改該規(guī)則的名稱,默認是PolygonConnect_1,現我們修改為Via(改為任何名字都可以),
選項WhereTheFristObjectMatches選Advanced(Query),FullQuery輸入IsVia(大小寫隨意),ConnectStyle選DirectConnect,其他默認設置,點擊下邊的priorities把Via規(guī)則優(yōu)先級置最高,前面的優(yōu)先級高于后面的(1高于2)如下圖
這樣過孔和覆銅(過孔為GND,覆銅為GND)的連接就會變?yōu)橹边B了,而不是默認的十字形連接。如下圖左為十字形連接,右為直連。
從上面可以看出過孔VIA的連接已經改變,可是焊盤確沒有變化。
如果想過孔和焊盤都用直連方式,那在FullQuery修改為IsViaorIspad,更新下剛才的覆銅,地焊盤也全連接了如下圖
這樣雖然焊盤和覆銅全連接上了,可是所有表面貼元件的地也跟覆銅全連接上,而我們要的只是某個直插元件焊盤的地和覆銅直連。
方法是,假如只要讓JP3元件焊盤和地直連,其他貼片元件為十字形連接。則修改FullQuery為IsViaorInComponent(‘JP3’)(可以是多個元件IsviaorInComponent(‘U1’)ORInComponent(‘U2’)ORInComponent(‘U3’))
重新覆銅則效果如下
二、過孔和焊盤間隔的設置。
在PCB里面我們可以設置VIA和VIA,VIA和PAD,PAD和PAD之間的間隔。
在規(guī)則設置里面的WhereTheFirstObjectMatches,WhereTheSecondObjectMatches的FullQuery,
1、一個是ispad另一個是isvia,就是過孔到焊盤的間距;
2、一個是ispad另一個是ispad,就是焊盤到焊盤的間距;
3、一個是isvia另一個是isvia,就是過孔到過孔的間距。
然后再minimumClearance填入數字即可,
過孔到過孔之間的間距為30mil
三、定位和覆銅間隔設置
常用一個內徑=外徑的焊盤做定位孔。該孔不連接到任何網絡(不進行電氣連接),只擰螺絲用我們在PCB上4個腳上放4個定位孔,不連接到任何網絡,規(guī)則設置為HasPad(‘free-0’)orHasPad(‘free-1’)其中0、1為焊盤編號
四、覆銅間距規(guī)則
1、覆銅間距設置一般PCB默認覆銅間距為0.254MM(10mil),如果覆銅間距要求為0.508MM(20mil),規(guī)則設置如下在PCB設計環(huán)境下Design》Rules》Electrical》Clearance,右鍵新建一個間距規(guī)則并重命名為Poly,WhereTheFirstObjectMatches選Adcanced(Query),FullQuery輸入inpolygon,Constraints把默認的10mil修改為20mil,優(yōu)先級Poly比默認的的Clearance的10mil高,這2個間距規(guī)則共同構成覆銅間距為20mil,其他間距例如走線到走線,走線到焊盤過孔間距為10mil的規(guī)則,如下圖:
布線間距為0.254MM(10mil),覆銅間距為0.508MM(mil)。
2、如果一根電源線覆銅間距要求很寬,比如要求為1.5MM,其他覆銅為0.508,規(guī)則設置如下Design》Rules》Electrical》Clearance,右鍵新建一個間距規(guī)則并重命名為VCC,wherethefirstobjectmatches和wherethesecondobjectmatches規(guī)則相關設置如下圖
五、Classes
Design》Classes創(chuàng)建一個規(guī)則類,類的方式有多種,網絡類,元件類,層類等,然后可以將classes添加到規(guī)則設置里
1、如下圖,右鍵點擊NETClasses添加一個class,右鍵點擊新添加的NewClass選擇renameclass給它取個名字,將左邊的net添加到右邊的空白區(qū)域。設置好后關閉,這樣一個新的class就添加完畢。
然后就可以在rule里面設置網絡類的走線寬度,走線間距,覆銅間距……
2、Class布線間距的設置,右鍵點擊clearance添加新規(guī)則,更名為CLASS,wherethefirstobjectmatches里選擇netclass,
點擊下拉按鈕,選擇類POWER,設置完畢后FullQuery里變化如下圖。布線間距設置為0.508mm(20mil),詳細設置如下圖
3、對class布線導線寬度的設置如下圖,導線寬度根據自己實際情況而定。
4、對class覆銅間距的設置,Wherethefirstobjectmatches,Wherethesecondobjectmatches設置如下圖所示。
效果如下圖所示,圖為效果示例,無關布局和走線是否合理。
信號線布線間距為0.254MM,5V導線布線間距為0.508MM。5V導線和覆銅間距為1MM。凡屬于一個類里面的所有net將遵循此規(guī)則。
六、對覆銅的切割和挖孔
1,分割覆銅:Place-》SlicePloygonPour,在覆銅上畫一條線就將覆銅一分為二;如下圖
2、覆銅部分挖除:Place-》PloygonPourCutout,在覆銅上畫一個封閉區(qū)域,該覆銅塊Repour一下,就出現一個掏空區(qū)域。
3、PCB導線切割EDIT―SLICETRACKS,一拉就斷