板內盤中孔設計狂飆，細密間距線路中招
發布時間：2023-03-11 14:36
一博高速先生成員：王輝東
大風起兮云飛揚，投板兮人心舒暢。
趙理工打了哈欠，伸了個懶腰，看了看窗外，對林如煙說道：
“春天雖美，但是容易讓人沉醉。
如煙，快女神節了，要不今晚下班了我請你去happy，一起去吃魚。”
林如煙笑笑說，就這么滴。
話音剛落，大師兄突然抬起頭說：
“理工，客戶有個PCB,，板上有個0.5mm bga，PCB設計時有焊盤夾線，板內其它非BGA區域有盤中孔設計，結果導致板子生產不良率居高不下，請幫忙把外層小于3.5mil的線寬線距，給移到內層去?！?/p>
趙理工說為啥，大師兄笑笑說，我來給你講講盤中孔的前世今生吧。
所謂的經驗就是痛苦的淬煉。
背景：
隨著電子產品的日新月異的變化，PCB元器件的表貼化、小型化趨勢越來越明顯，產品的密集程度也在不斷增加，產品向高密度和互聯化發展。
盤中孔工藝使PCB工藝立體化，有效節約板內布線空間，適應了電子行業發展的需求。一般情況下，使用真空塞孔機塞孔和陶瓷研磨機打磨，讓PCB的塞孔質量更加穩定。
使用POFV工藝，能大大提高PCB設計工程師的效率，因為在設計時過孔會占用太多的空間，導致布線難度增加。而過孔打在焊盤上，讓出了一部分的空間，設計工程師可以有更多的空間布線；
但是做了盤中孔設計，就要做POFV工藝，如果不做此工藝，生產就會有很多問題，比如說PCBA焊接裝配，下圖的焊接良率就無法保證。
名詞解釋：
盤中孔:via in pad，簡稱VIP,顧名思義是指過孔打在SMD盤上，通常是指0603及以下的器件盤上的孔。
POFV：（Plating Over Filled Via）是指對PCB上的過電孔，為了滿足焊接的需求和過孔內部的導通，先對過孔樹脂塞孔，再鍍銅覆蓋孔上樹脂層的做法，簡稱POFV工藝.，也有叫做VIPPO。
盤中孔的工藝流程：
先鉆盤中孔→鍍孔銅→塞樹脂→固化→打磨→減銅→去溢膠→鉆其它非盤中孔（通常是除指盤中孔以外的所有元件孔和工具孔）→鍍非盤中孔的孔銅和VIP面銅→后面正常流程……
從上圖中的流程上，我們可以看出，做POFV的PCB，面銅需要被電鍍兩次，一次是盤中孔電鍍孔銅時，一次是非盤中孔電鍍，另一次是其它非盤中孔的電鍍。按照IPC-A-6012里面的規定，最小的過孔孔銅二級是18um，平均孔銅是20um，三級是最小20um，平均孔銅是25um。如果按照IPC二級標準，使用1/3OZ基銅生產，PCB的最終面銅的厚度在做完POFV后，大概是12um(基銅)+20um(盤中孔孔銅)+20um(非盤中孔孔銅)，總的銅厚度在52um左右。
從上面POFV的工藝流程中，我們可以看出第5工序有減銅的流程，但是通常銅厚不能減太多，大概在6-16um之間，最終加上二次電鍍的銅厚，外層成品銅厚大概在26-36um之間。
外層銅越厚，線路蝕刻時向下蝕刻時間長，對線路左右的側蝕量大，導致線路變細或斷掉開路。
外層線路加工流程：
外層線路蝕刻的過程及效果圖：
外層線路蝕刻線細的不良圖片
如果POFV設計的PCB，外層的線路線寬線距小于3.5/3.5mil，由于電鍍后PCB外層面銅過厚，導致蝕刻后線路變細或開路。
目前的PCB設計，外層線寬間距只有3/3.34mil，如果采用樹脂塞孔，生產過程中會很難管控品質。
0.5mmBGA,盤內其它地方有盤中孔設計，線寬線距優化不到3.5mil。
優化后的效果圖，將外層的線路移到內層去，BGA PAD上打盤中孔，因為板內其它地方也有盤中孔，也不在乎多這幾個盤中孔，生產的良率上升很多，成本降低。
最后一句話總結：
有盤中孔設計的PCB，外層原稿設計線寬線距建議3.5/3.5mil(min)（因為有兩次電鍍）。
結尾：
改完了PCB，外面已是華燈初上，趙理工一抬頭，發現林如煙還在座位上等自己，于是滿含歉意的說道：“如煙，一個PCB設計，讓我差點陪不了女神去吃魚狂飆?！?/p>
林如煙嫣然一笑道：“沒事，陪不了我看太陽,也可以陪我看月亮看星星，只要陪的人是你就好，不能吃魚，也可以狂飆?！?/p>
