问:PCB打样中的盘中孔是什么?树脂塞孔、电镀填孔、POFV有什么区别?什么情况下必须用盘中孔?
答: 盘中孔(Via in Pad)是将过孔直接设计在焊盘上,而不是放在焊盘旁边。盘中孔的最大优势是节省布线空间——对于BGA区域,焊盘之间空间极其有限,把过孔放在焊盘上可以释放大量布线空间。但盘中孔加工难度远高于普通过孔——孔内必须填充饱满,表面必须电镀平整,否则焊接时焊料会通过过孔流失,形成空洞或虚焊。
一、盘中孔的三种处理工艺
树脂塞孔:在过孔中填充树脂,固化后打磨平整,再在表面电镀铜层。树脂塞孔是盘中孔最常用的工艺。优点是成本相对较低,适合大多数应用。缺点是树脂与铜层的CTE差异可能导致界面开裂。
电镀填孔:通过电镀工艺将铜填充到过孔中,实现完全铜填充。电镀填孔的导热和导电性能最好,但工艺难度最高,成本也最高。适合高可靠性、高散热要求的场景。
POFV(Plated Over Filled Via):先树脂塞孔,再在表面电镀铜层,形成“电镀覆盖填充过孔”。POFV是盘中孔的标准工艺,表面平整度好,适合BGA焊接。
二、盘中孔的应用场景
BGA区域布线:0.5mm pitch以下BGA,焊盘之间空间不足以放置普通过孔,必须使用盘中孔。
高密度互连:HDI板中,盘中孔可以释放大量布线空间,提高布线密度。
散热过孔:高功耗器件下方的散热过孔,盘中孔可以增加导热面积。
三、盘中孔的加工难点
孔内填充不饱满:树脂或电镀铜未完全填满过孔,回流焊时焊料渗入过孔,导致焊点空洞。
表面不平整:塞孔后表面打磨不平整,BGA焊盘共面性差,导致虚焊。
树脂与铜层分离:树脂与铜层的CTE差异导致界面开裂,长期可靠性下降。
四、盘中孔的设计规范
过孔孔径:通常0.1-0.3mm。孔径过大,填充难度增加;孔径过小,电镀困难。
焊盘尺寸:盘中孔的焊盘应比过孔大0.2-0.3mm,确保焊接面积。
塞孔要求:盘中孔必须100%填充,不允许有空洞。
表面处理:盘中孔表面需电镀平整,平整度≤0.025mm。
五、盘中孔的选型建议
0.5mm pitch以下BGA:必须使用盘中孔,推荐POFV工艺。
高散热要求:推荐电镀填孔,导热性能最好。
常规BGA(0.5mm pitch以上):可使用普通过孔,不一定需要盘中孔。
高可靠性产品(医疗/汽车):推荐POFV或电镀填孔,确保长期可靠性。