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本文为大家介绍PCB画板时常见的钻孔问题，避免后续踩同样的坑。钻孔分为三类，通孔、盲孔、埋孔。 不管是哪种孔，孔缺失的问题带来的后果是直接导致整批产品不能使用。 因此钻孔设计的正确性尤为重要。 案例讲解 问题1：Altium设计的文件槽孔放错层 问题描述： 槽孔漏做，产品无法使用。 原因分析： 设计工程师制作封装时漏做了USB器件的槽，在画板时发现此问题不去修改封装，直接在孔符图层画槽。理论上此操作没有多大问题，但是在制造过程中打孔只是用钻孔层，因此容易忽略其他层存在槽孔，导致此槽孔漏做打孔，产品无法使用。请看下图。 如何避坑：PCB设计文件各层都有各层的作用，钻孔、槽孔必须放置在钻孔层，不能认为设计有就能制造。 问题2：Altium设计的文件过孔0D码 问题描述： 漏过孔开路，不导电。 原因分析： 请看图1，设计文件存在漏孔，在进行DFM可制造性检查时，提示漏孔。经过漏孔的问题原因排查，在Altium软件里面查看孔径大小漏孔的过孔孔径为0，导致设计文件无孔，请看图2。 此漏孔的原因为设计工程师打孔时误操作，如果对于此漏孔的问题不进行排查，很难发现设计文件存在漏孔，漏过孔直接影响电气无法导通，设计的产品无法使用。 如何避坑：电路图设计完成后必须进行DFM可制造性检测，设计时漏过孔制造生产无法发现，在制造前进行DFM可制造性检测可避免此问题发生。 图1：设计文件漏孔 图2：Altium孔径为0 问题3：PADS设计的文件过孔输不出来 问题描述： 漏过孔开路，不导电。 原因分析： 请看图1，在使用DFM可制造性检测，提示许多漏孔。经过排查漏孔问题的原因，在PADS里面其中一组过孔设计为半导通孔，导致设计文件没有输出半导通孔，导致漏孔，请看图2。 双面板不存在有半导通孔，工程师在设计时误操作把过孔设置为半导通孔，输出钻孔时漏输出半导通孔，导致漏孔。 如何避坑：此种误操作不易发现，在设计完成后需进行DFM可制造性分析检查，在制造前发现问题避免漏孔的问题发生。 图1：设计文件漏孔 图2：PADS软件双面板过孔为半导通孔 问题4：Allegro的Gerber文件漏槽 问题描述：HDMI器件漏引脚孔，无法插件。 原因分析：请看图1，在使用DFM可制造性检查时提示漏孔。经过排查漏孔问题的原因，输出的Gerber文件少槽孔层，导致漏槽孔层的原因是输出钻孔了，没有继续输出槽孔层导致漏槽孔，请看图2。 类似HDMI器件的引脚漏槽孔则器件引脚无法插入，此引脚一般都有地网络，如果多层板成品补钻槽的话会导致地网络开路。 如何避坑：此问题漏槽对于新手来说容易忘记输出槽孔层，因此在制版前必须使用DFM做可制造性检查，避免发生漏槽孔的问题。 图1：漏槽孔 图2：输出ROU层 结语： PCB电路板设计的孔非常重要，走线需要打过孔、结构需要打定位孔、DIP器件需要打插件孔，如果设计出现漏孔会导致整个设计失败。

PCB上过孔via钻孔的直径如何设置，是不是可以随便填入一个直径尺寸就行了？比如我的走线宽度是6mil，那我的via过孔直径也设置为6mil，节约布线空间岂不是更好？这样的设计板厂是否都能按照设计规格要求生产出来而不额外增加加工费用？     如果你投板时提供的是PCB设计源文件，如Protel、Altium Designer或者PADS，板厂会自行生成Gerber文件及钻孔Drill数据，更规范一点的是我们自己提供Gerber及钻孔Drill数据给板厂生产。PCB板厂根据我们提供的钻孔drill数据来进行钻孔，要在PCB上进行钻孔，很明显需要钻孔的生产工具–PCB钻孔机及对应的PCB钻头或者PCB用激光钻孔机。   PCB电路板用钻头   对于机械钻孔来说，其钻孔尺寸规格依赖于PCB钻头的尺寸规格，这很容易理解，如果你设计的过孔直径没有对应的钻头，那肯定是钻不出来的，板厂一般会对非标直径尺寸进行补偿。一般以0.05mm为增量，即你的非标钻孔尺寸+0.05得出合适的标准钻头直径尺寸。例如： 31mil的钻孔转化为0.7874mm，非标尺寸，以0.05mm补偿 即采用0.8mm的标准钻头 32mil的钻孔转化为0.8128mm，非标尺寸，以0.05mm补偿 即采用0.8mm的标准钻头 33mil的钻孔转化为0.8382 mm，非标尺寸，以0.05mm补偿 即采用0.85mm的标准钻头   UC型PCB钻头   现在（2015年）吊一些的PCB板厂机械钻最小孔径能到0.1mm（4mil），激光钻孔能做到0.075mm。 为了节约布线空间，我们总是希望via过孔尽量的少占地方，希望采用更小的孔径，但是如果孔径小于标准最小孔径之后便会显著提高pcb生产制造成本。对于该采用多小的钻孔，要综合考虑，制造成本，对于电源过孔要考虑载流大小，对于高频高速信号，要考虑过孔的寄生效应。不仅对最小过孔有限制，对最大过孔也是有限制的，孔径超过了最大钻头直径，就需要非常规的开孔方式，如：锣孔，会降低生产效率。 对于新手来说，多是接手一些低要求的板子，如Cortex-M3这类的板子，密度低，对于信号线就采用0.3mm的孔径/0.5mm的pad，对于电源线，可以多打孔或使用0.5mm的孔径/0.7mm的盘径。   PCB板厂钻孔视频     原创文章，转载请注明：  转载自 吴川斌的博客 http://www.mr-wu.cn/  本文链接地址:   PCB上过孔via钻孔的直径如何设置 是任意的吗 谈谈PCB钻孔工艺及规格 http://www.mr-wu.cn/drilled-holes-in-the-pcb/

　　每一个PCB 板基本上都是由孔径孔位层、DRILL 层、线路层、阻焊层、字符层所组成的，在CAM350 中，每载入一层都会以不同的颜色区分开，以便于我们操作。 　　1.导入文件 　　首先自动导入文件（File--Import--Autoimport），检查资料是否齐全，对齐各层（Edit--Layers--Align）并设定原点位置（Edit--Change--Origin--Datum Coordinate），按一定的顺序进行层排列（Edit--Layers--Reorder），将没用的层删除（Edit--Layers--Reorder）。 　　2.处理钻孔 　　当客户没有提供钻孔文件时，可以用孔径孔位转成 Flash（Utilities--Draw--Custom，Utilities--Draw--Flash--Interactive）后再转成钻孔（钻孔编辑状态下，Utilities--Gerber to Drill）；如果有提供钻孔文件则直接按制作要求加大。 　　接着检查最小钻孔孔径规格、孔边与孔边（或槽孔）最小间距（Analysis--Check Drill）、孔边与成型边最小距离（Info--Measure--Object-Object）是否满足制程能力。 　　3.线路处理 　　首先测量最小线径、线距（Analysis--DRC），看其是否满足制程能力。接着根据PC 板类型和基板的铜箔厚度进行线径补偿（Edit--Change--Dcode），检查线路PAD 相对于钻孔有无偏移（如果PAD 有偏，用Edit--Layers--Snap Pad to Drill 命令；如果钻孔有偏，则用Edit--Layers--Snap Drill to Pad 命令），线路PAD 的Ring 是否够大（Analysis--DRC），线路与NPTH 孔边、槽边、成型边距离是否满足制作要求。NPTH 孔的线路PAD 是否取消（Edit--Delete）。以上完成后再用DRC 检查线路与线路、线路与PAD、PAD 与PAD 间距是否满足制作要求。 　　4.防焊处理 　　查看防焊与线路PAD 匹配情况（Analysis--DRC）、防焊与线路间距、防焊与线路PAD 间距（将线路与防焊拷贝到一层，然后用Analysis--DRC 命令检查此层）、防焊条最小宽度、NPTH 处是否有规格大小的防焊挡点（Add--Flash）。 　　5.文字处理 　　检查文字线宽（Info--Report--Dcode）、高度（Info--Measure--Point- point）、空心直径、文字与线路PAD 间距、文字与成型边距离、文字与捞孔或槽的间距、文字与不吃锡的PTH 间距是否满足制作要求。然后按客户要求添加UL MARK 和DATE CODE 标记。注： 　　a：UL MARK 和DATE CODE 一般加在文字层，但不可加在零件区域和文字框内（除非有特殊说明）、也不可加在被钻到、冲到或成型的区域。 　　b：客户有特殊要求或PCB 无文字层时，UL MARK 和DATE CODE 标记可用铜箔蚀刻方式蚀刻于PCB 上（在不导致线路短路或影响安规的情况下）或直接用镂空字加在防焊层上。 　　6.连片与工作边处理 　　按所指定的连片方式进行连片（Edit--Copy）、加工作边。接着加AI 孔（钻孔编辑状态下，Add--Drill Hit）、定位孔、光学点、客户料号（Add--Text）、扬宣料号。需过V-CUT 的要导V-CUT 角（Edit--Line Change--Fillet，如果需导圆角则用下述命令：Edit--Line Change--Chamfer）。有些还要求加ET章、V-CUT 测试点、钻断孔、二此钻孔防呆测试线和PAD、识别标记等。 　　7.排版与工艺边的制作 　　按剪料表上的排版方式进行排版后，依制作规范制作工艺边。 　　8.合层 　　操作：Tables--Composites。按Add 增加一个Composites Name,Bkg 为设置屏幕背影的极性（正、负），Dark 为正片属性（加层），Clear 为负片属性（减层）。 　　在做以上检查合处理工作的同时，应对客户原始资料做审查并记录《D/SMLB原始资料CHECK LIST》呈主管审核。以上各项检查结果如与制程能力不符，应按规范作适当修改或知会主管处理。 　　9.输出钻孔和光绘资料 　　CAM 资料制作完毕需记录原始片、工作片的最小线径、线距和铜箔面积（Analysis--Copper Area）。 　　经专人检查后，打印孔径孔位和钻孔报告表，等资料确认合格后即可输出钻孔（File--Export--Drill Data）和光绘资料（File--Export--Composites）。钻孔输出格式：Leading 3,3 公制（发给铭旺的多层板为Trailing 3,3 公制）。 　　光绘资料输出格式：Gerber Rs-274-X, Leading 2,4 英制。

紫外线激光器在印制电路板钻孔中的应用     当前用于制作印制 电路板 微通孔的激光器有四种类型:CO 2 激光器、YAG激光器、准分子激光器和铜蒸气激光器。CO2 激光器典型地用于生产大约75μm的孔，但是由于光束会从铜面上反射回来，所以它仅仅适合于除去电介质。CO 2激光器非常稳定、便宜，且不需维护。准分子激光器是生产高质量、小直径孔的最佳选择，典型的孔径值为小于10μm。这些类型最适合用于微型球栅阵列封装( microBGA) 设备中聚酷亚胶基板的高密度阵列钻孔。铜蒸气激光器的发展尚在初期，然而在需要高生产率时仍具有优势。铜蒸气激光器能除去电介质和铜，然而在生产过程中会带来严重问题，会使得气流只能在受限的环境中生产产品。 　　在印制电路板工业中应用最普遍的激光器是调QNd: YAG 激光器，其波长为355nm ，在紫外线范围内。这个波长可以在印制电路板钻孔时使大多数金属(Gu , Ni , Au , Ag) 融化，其吸收率超过50% (Meier 和Schmidt ， 2002) ，有机材料也能被融化。紫外线激光的光子能量可高达3.5 -7.5eV ，在融化过程中能够使化学键断裂，部分通过紫外线激光的光化学作用，部分通过光热作用。这些性能使紫外线激光成为印制电路板工业应用的首选。 　　YAG 激光系统有一个激光源，提供的能量密度(流量)超过4J/cm 2 ， 这个能量密度是钻开微通孔表面铜循所必需的。有机材料的融化过程需要的能量密度大约只有100mJ/cm 2 ， 例如环氧树脂和聚酷亚肢。为了在这样宽的频谱范围正确操作，需要非常准确和精密的控制激光能量。微通孔的钻孔过程需要两步，第一步用高能量密度激光打开铜箔，第二步用低能量密度激光除去电介质。 　　激光的波长为355nm 时，其典型的光点直径大约为20μm 。在脉冲时间小于140ns 时，激光的频率在10 - 50kHz 之间，这时的材料是不会产生热量的。 　　图给出了这种系统基本的原理图。通过计算机控制扫描器/反射系统定位激光束，通过焦阑透镜聚焦，可以使得光束以正确的角度钻孔。扫描过程通过软件产生一个矢量模式，以补偿材料和设计的偏差。扫描面积为55 x55mm 。这个系统与CAM 软件兼容，支持所有常用的数据格式。 　　激光系统是德国人Mis LPKF 提出的，其机械设计的基座是将坚硬的花岗岩，其表面磨光精度不低于3μm 。工作台支座放置在气体轴承上，由线性发动机来控制。定位的准确性由玻璃标尺来控制，其可重复性确保在± 1μm 。工作台本身安装了光学传感器，可以在不同的反射点对激光位置进行精确调整，补偿光学变形和长期漂移的偏差。调整后，由软件所产生的一系列修正数据，可覆盖整个扫描区域。漂移刻度补偿大约需要lmin 的时间进行操作。基板的任何变化，例如位置偏离基准，可以通过高分辨率的CCD 相机检测到，通过软件控制进行补偿。 　　这种系统非常适用于原型的生产，因为它能够钻孔和构形，从柔性到刚性印制电路板均可使用，包括金属聚合物，如阻焊剂、保护层、电介质等。Raman等人介绍了最先进的固态紫外线激光系统，以及其在高密度互连微通孔生产中的应用。 　　Lange 和Vollrath 解释了紫外线激光系统(微线钻孔600 系统)在钻孔、构形和切割中的各种应用。该系统可以钻孔和微通孔，铜层孔径减小到了30μm ，并且对于一定范围内的基材能进行单步操作，这种系统也能生产最小宽度为20μm 的印制电路板外层导线，其生产能力大大超过了光化学。这种系统的生产速度可高达250 钻的操作，并能够允许所有标准输入，例如Gerber 和HPGL 。它的操作面积是640mm x 560mm (25. 2in x 22in) ，最大的材料高度为50mm (2in) ，可适用于大部分常用基板。机器工作台的基座和它的导轨都是用天然的花岗岩制作的，精确度为±3μm 。工作台由线性驱动器驱动，由空气轴承支撑;位置由具有热量补偿的玻璃标尺控制，其精度为土iμm 。操作台上基板的安装是通过真空设备完成的。

PCB激光蚀刻钻孔介绍     在孔径大于0.008寸(200μm)的场合基本上都使用机械式钻孔，而较小孔径则主要应用激光钻孔。激光钻孔的孔径最小为0.001寸(25μm)，一般标准孔径为0.004寸(100μm)至0.006寸(150μm)。     直到1999年年底，激光钻孔还仅在少数几个产品中使用，那时全世界只有400台设备，其中300台在日本，均用于第一代激光钻孔工艺：未覆铜材料的CO2钻孔。预计到2002年激光钻孔的数量将会有很大的增加，因为那时移动电话需求量估计会达到3.5亿部。为生产出足够的PCB，将需要2000台激光钻孔设备，这个数字还没包括小型因特网接入设备、个人电脑和其他设备的需求。     PCB激光蚀刻钻孔工艺 包括直接电介体钻孔、共形掩膜钻孔和完孔成形三种。直接电介体钻孔是用CO2激光束照射材料表面，每发出一次激光脉冲就有一部分材料被蚀刻掉，然后在下一步工序中对材料整个表面进行电镀。该工艺的特点是钻孔速度快，但由于CO2激光的分辨率太低，其孔径不能低于0.004寸(100μm)；另外未覆铜材料还存在共面和精确度等问题。     共形掩膜钻孔是用CO2激光在覆铜层已经经过腐蚀的电介材料上钻孔。在光刻工艺中，覆铜层通过化学方法先作完腐蚀，这时它就如同一个掩膜，使CO2激光只作用于电介材料上。目前使用的是无需装备外部激光气的最新式射频激励密封CO2激光，这种激光束具有质量好(TEM00)、重复率高(20kHz以上)及持久耐用等特点。     将这些特点和快速扫描仪(每秒超过1000点)及快速操纵系统如带线性马达(最高2500ipm)的工作台等结合起来，可以使钻孔速度达到每分钟60000孔(1mm间隔)。由于覆铜层已预先腐蚀掉，所以孔的直径与激光波长无关，在25μm至250μm之间。     完孔成形使用两种激光，即UV激光与CO2激光，目前最新的技术是固态UV激光，它利用二极管吸收方式激励激光棒。一个典型的完孔成形系统可产生两种激光：吸收二极管产生的355μm UV激光(脉冲重复率高达100kHz)以及CO2激光。UV激光用来除去铜层，CO2激光用来去除电介质，该工艺已在很多不同的工业中分别得到开发应用，其中主要是在美国和欧洲的一些国家。     UV激光以一种称为环钻的方式移动，激光束开始照在孔的中心，然后环绕中心作同心圆移动，同心圆直径依次增大直至将整个区域的覆铜层都蚀刻掉。铜层去掉以后再用CO2激光去除电介质，这时剩余的覆铜层就作为CO2激光的掩膜。这种工艺的优点是孔径可以小至0.002寸(50μm)而且很精确，同时每分钟钻孔数量可达5000个以上。该工艺也可用于多层PCB的钻孔。     传统弧灯只有400～500小时寿命，而二极管的使用寿命一般都超过10000小时，所以二极管吸收式激光有助于提高产量和延长使用寿命。由于激光二极管的寿命可以预测得到，因此维修更换就可以事先计划好，减少了维修时间和意外停机。另外二极管吸收式激光稳定性很高，波动小，所以孔的一致性很高。     为了适应生产的需要，多数激光钻孔系统都带有自动化装置。最新式设备配有为两套激光系统供料的自动装卸装置，该装置位于机器中间，装有送料架和堆叠装货的小车，为两台激光钻孔系统送料和卸料，并可在钻孔的同时将PCB翻转过来。每两台激光系统使用一台自动装卸装置可以节省投资和场地。     PCB 装到真空吸盘上后，要用对位标记使钻孔光束与PCB相配，可利用通孔或PCB上的图形作为标记。对位标记既可以用机械方法形成，也可以用激光对最上层铜箔蚀刻制成。图形处理系统读取到对位标记后，程序就可对PCB进行自动对位、偏位补偿、旋转、伸长以及缩小等处理。由于供应商不同，有时会使用两个、三个、四个或更多对位标记。     钻孔工艺的加工时间取决于所用的硬件(如扫描仪、工作台)以及使用的方法。可提高激光系统产量的步进技术能使激光源频率更高、扫描仪每秒扫描区域更大及工作台速度更快；缩短加工时间的方法则包括将激光束分到多个工作台上、使扫描仪和工作台移动同步以便在工作台移动时钻孔以及同时对两个或多个区域进行并行处理等等。 应用实例 用户A：中小规模PCB制造商，所需过孔的孔径为0.006寸(0.15mm)或更大，产量相对较低。该用户合适的选择是机械钻孔系统。 用户B：过孔要求为孔径0.004～0.006寸(0.1～0.15mm)，中等产量。加工这种孔不需要用激光，但采用激光钻孔可提高产量，是否采用激光钻孔取决于资金的多少。此例中机械钻孔和激光钻孔都可以满足加工要求。 用户C：过孔要求为孔径0.004寸(0.1mm)或更小。这时即使产量很低也要采用激光钻孔，因为用机械钻孔方法不能满足技术要求。 用户D：该客户加工的孔径范围大，而且产量高。此时可采用多种加工工艺，利用机械钻孔和激光钻孔相结合的办法，使产量达到最高以及单位钻孔费用最低。 结论     激光钻孔 还是一种新兴技术，对于加工小于0.006寸(150μm)孔径的微孔而言，它是一种最经济的方法，现在总的趋势是朝覆铜材料和双激光加工方向发展。机械钻孔则是一种成熟的技术，同时也有新的发展，如加工0.004寸(100um)或以上过孔时的深度控制。在加工通孔和盲孔时，机械钻孔依然是最经济的钻孔方法。随着平均失效时间(MTBF)以及产能的不断改进，今后将会出现更为经济的激光钻孔系统。