板内盘中孔设计狂飙，细密间距线路中招
发布时间：2023-03-11 14:36
37000Cm威尼斯高速先生成员：王辉东
大风起兮云飞扬，投板兮人心舒畅。
赵理工打了哈欠，伸了个懒腰，看了看窗外，对林如烟说道：
“春天虽美，但是容易让人沉醉。
如烟，快女神节了，要不今晚下班了我请你去happy，一起去吃鱼。”
林如烟笑笑说，就这么滴。
话音刚落，大师兄突然抬起头说：
“理工，客户有个PCB,，板上有个0.5mm bga，PCB设计时有焊盘夹线，板内其它非BGA区域有盘中孔设计，结果导致板子生产不良率居高不下，请帮忙把外层小于3.5mil的线宽线距，给移到内层去。”
赵理工说为啥，大师兄笑笑说，我来给你讲讲盘中孔的前世今生吧。
所谓的经验就是痛苦的淬炼。
背景：
随着电子产品的日新月异的变化，PCB元器件的表贴化、小型化趋势越来越明显，产品的密集程度也在不断增加，产品向高密度和互联化发展。
盘中孔工艺使PCB工艺立体化，有效节约板内布线空间，适应了电子行业发展的需求。一般情况下，使用真空塞孔机塞孔和陶瓷研磨机打磨，让PCB的塞孔质量更加稳定。
使用POFV工艺，能大大提高PCB设计工程师的效率，因为在设计时过孔会占用太多的空间，导致布线难度增加。而过孔打在焊盘上，让出了一部分的空间，设计工程师可以有更多的空间布线；
但是做了盘中孔设计，就要做POFV工艺，如果不做此工艺，生产就会有很多问题，比如说PCBA焊接装配，下图的焊接良率就无法保证。
名词解释：
盘中孔:via in pad，简称VIP,顾名思义是指过孔打在SMD盘上，通常是指0603及以下的器件盘上的孔。
POFV：（Plating Over Filled Via）是指对PCB上的过电孔，为了满足焊接的需求和过孔内部的导通，先对过孔树脂塞孔，再镀铜覆盖孔上树脂层的做法，简称POFV工艺.，也有叫做VIPPO。
盘中孔的工艺流程：
先钻盘中孔→镀孔铜→塞树脂→固化→打磨→减铜→去溢胶→钻其它非盘中孔（通常是除指盘中孔以外的所有元件孔和工具孔）→镀非盘中孔的孔铜和VIP面铜→后面正常流程……
从上图中的流程上，我们可以看出，做POFV的PCB，面铜需要被电镀两次，一次是盘中孔电镀孔铜时，一次是非盘中孔电镀，另一次是其它非盘中孔的电镀。按照IPC-A-6012里面的规定，最小的过孔孔铜二级是18um，平均孔铜是20um，三级是最小20um，平均孔铜是25um。如果按照IPC二级标准，使用1/3OZ基铜生产，PCB的最终面铜的厚度在做完POFV后，大概是12um(基铜)+20um(盘中孔孔铜)+20um(非盘中孔孔铜)，总的铜厚度在52um左右。
从上面POFV的工艺流程中，我们可以看出第5工序有减铜的流程，但是通常铜厚不能减太多，大概在6-16um之间，最终加上二次电镀的铜厚，外层成品铜厚大概在26-36um之间。
外层铜越厚，线路蚀刻时向下蚀刻时间长，对线路左右的侧蚀量大，导致线路变细或断掉开路。
外层线路加工流程：
外层线路蚀刻的过程及效果图：
外层线路蚀刻线细的不良图片
如果POFV设计的PCB，外层的线路线宽线距小于3.5/3.5mil，由于电镀后PCB外层面铜过厚，导致蚀刻后线路变细或开路。
目前的PCB设计，外层线宽间距只有3/3.34mil，如果采用树脂塞孔，生产过程中会很难管控品质。
0.5mmBGA,盘内其它地方有盘中孔设计，线宽线距优化不到3.5mil。
优化后的效果图，将外层的线路移到内层去，BGA PAD上打盘中孔，因为板内其它地方也有盘中孔，也不在乎多这几个盘中孔，生产的良率上升很多，成本降低。
最后一句话总结：
有盘中孔设计的PCB，外层原稿设计线宽线距建议3.5/3.5mil(min)（因为有两次电镀）。
结尾：
改完了PCB，外面已是华灯初上，赵理工一抬头，发现林如烟还在座位上等自己，于是满含歉意的说道：“如烟，一个PCB设计，让我差点陪不了女神去吃鱼狂飙。”
林如烟嫣然一笑道：“没事，陪不了我看太阳,也可以陪我看月亮看星星，只要陪的人是你就好，不能吃鱼，也可以狂飙。”
