導通孔在墊(Vias-in-pad)的處理原則

「導通孔在墊(vias in pad)」是個令電子製造工廠非常頭疼的問題,尤其是通孔放在BGA(Ball Grind Array)焊墊(pad)的時候,但設計單位往往基於其其設計上不能克服的理由而要求組裝工廠照做。「導通孔在墊(vias-in-pad or vias-on-pad)」是個令電子板組裝製造工廠非常頭疼的問題,尤其是通孔放置於BGA(Ball Grind Array)焊墊(pad)的時候,但設計單位往往基於其設計空間不足,或其他難以克服等理由而強迫要求組裝工廠照做。

其實隨著電子產品的縮小,電路板的密度越來越高,層數也越來越多,所以很多佈線工程師(CAD layout engager)就把通孔擺放在焊墊上面,尤其是球間距小的BGA焊墊(pad)更是沒有太多空間可以擺放導通孔。

不過把導通孔(via)擺放在吃錫的焊墊上雖然節省了電路板的空間,可是對SMT及製造工程師來說這卻是個大災難,因為很可能會引起下列的種種品質問題,說不定到最後回馬槍打到的反而是RD自己:







 通孔在墊(vias-in-pad)的五種設計

以下是以最近很夯的QFN中間接地焊墊為例子說明,現在的QFN大部分被拿來當成電源控制器,所以其接地及散熱的要求也就特別高,像這樣密密麻麻的通孔,直接拿去印錫膏的下場真的是千奇百怪的結果都會發生。

↓這是最不好的設計,貫穿通孔直接擺放於QFN的接地散熱墊上,製造上無法確保其錫量,也就無法確保焊接良好。

↓這也是不好的設計,但部份通孔已經用綠漆(mask)蓋上,但仍有部份通孔未塞孔。

↓這個設計勉強可以接受,只剩下正中間一個通孔沒有塞孔,而且孔徑也變小了。

這是最不好的通孔設計,貫穿通孔直接擺放於QFN的接地散熱墊上,製造上無法確保其錫量,也就無法確保焊接良好。 這也是不好的通孔設計,但部份通孔已經用綠漆(mask)蓋上,但仍有部份通孔未塞孔。 這個通孔的設計勉強可以接受,只剩下正中間一個通孔沒有塞孔,而且孔徑也變小了。

如果你還是不太了解via-in-pad是怎麼一回事,這裡有一段影片可以幫助你更了解錫膏是如何留到via中並造成可能的問題。


延伸閱讀:
迴流焊的溫度曲線 Reflow Profile
讓通孔元件/傳統插件也走迴焊爐製程(paste-in-hole)
增加焊錫量的另一選擇 ─ Solder preforms (預成型錫片)




訪客留言內容(Comments)

名詞弄錯了,,盲孔位置應該是埋孔

Ricky;
謝謝提醒,改過來囉!
再幫忙檢查一下。

上次我司請外部LAYOUT,在MODULE下的VDD做這樣的動作,整個就是很頭痛…REWORK很難,也無法先用錫球塞,過REFLOW的時候,整個錫都流掉了

請PCB廠用塞孔方式處理吧!不過成本會增加。
PCB layout 不是layout 得出來就可以了,有很多的玫玫角角,經驗及檢查清單很重要。

因為在DVT2階段發生,客戶又趕著要,先用堆屍體的方式…
後來就重新LAYOUT了

請教一下,關於QFN的接地散熱墊,該怎麼設計?via不能打到pad上,該如何設計比較良好?

Coleman;
應該說要吃錫的焊墊不可以有vias,所以說QFN的接地散熱墊上使可以有vias的,但是必須使用綠漆或其他方式把孔塞起來,文章中已經有照片可以參考了。

請問一下,接地散熱墊上有via,若是用綠漆,不會造成零件浮焊嗎?因為綠漆也有厚度,再者,接地散熱墊中間打via是為了什麼,增加散熱嗎?有什麼方式可以更加強接地散熱墊的散熱呢?謝謝

Ming;
接地散熱墊上有via若是蓋綠漆的確會加高,但焊錫的厚度肯定比綠漆的厚度來得多,所以不用擔心這個問題,否則很多BGA或QFN零件的焊腳早就死一堆了。
接地散熱墊中間打via也是為了散熱,因為大地通常不在第一層線路。
有什麼方式可以更加強接地散熱墊的散熱呢?最前最好的方式是使用焊錫,當然加風扇或冷煤的效果可能會更好,如果可以的話。

請問B及D是何種PCB製程? 如何能打VIA又只填表面?

B:盲孔
D:埋孔
更多參考資訊可以看這裡 http://www.researchmfg.com/2011/07/pth-blind-hole-buried-hole/

請問如您圖面所示,當bga via in pad 設計,板廠做出來有pad凹陷情況,dimple約落在30um , 這種情況有辦法使用嗎? 目前生產發生異常情況大概如您上文(C)所示

Jay;
就如同文章中提到的,並不是不能用,而是用了會有一些後遺症,我的做法是先把醜話講在前面,告訴客戶或是RD會有這些可能的問題,如果還是堅持,就做吧!當然到時候免不了要做不良分析切片就是了。

請問dimple深度在哪份規範有明確定義?

Chun;
以我目前的認知,沒有看到有規格定義,原則上dimple不可以造成氣泡產生。


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