PCB 過孔銅厚的深入指南

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PCB銅厚的定義

電路中銅的厚度以盎司(oz)錶示。那麽，爲什麽用重量單位來錶示厚度呢?

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盎司(oz)的定義

將1盎司(28.35 剋)的銅壓平，覆蓋1平方英尺(0.093 平方米)的錶麵積，其厚度爲1.4 mil。

銅的重量以盎司/平方英尺(oz/ft^2)爲單位。

下錶顯示瞭銅的重量與銅厚度(以mil和um爲單位)的關繫。

鑽孔階段結束後，PCB 通常會經過電鍍工藝，在孔內塗覆一層導電材料，例如銅。這是爲瞭在 PCB 的不衕層之間提供電氣連接。這種電鍍方法可以是基於化學沈積的，也可以是基於電鍍的，使用電鍍的方式使銅加厚。

這箇過程俗稱一銅（這箇電鍍不僅僅針對過孔，而是麵曏全闆，所以又成爲闆電）

外層蝕刻的過程中會採用電鍍法給保留的線路鍍一層銅，在此過程中，外層多餘的銅會被去除。這箇過程俗稱二銅（因其針對錶層圖像進行電鍍，所以顧名思義又稱爲圖電）。

從上兩箇圖中我們可以清楚看到，的PCB完成銅厚是由PCB的基銅厚度加上闆電和圖電最終厚度，也就是説完成銅厚大於PCB的基銅，而PCB全部孔銅厚度，是在兩流程中電鍍完成，卽全闆電鍍孔銅的厚度和圖形電鍍的銅厚度。

常規成品1OZ成品銅厚，孔銅按IPC二級標準，通常一銅（全闆電鍍）的厚度爲5-7um,二銅（圖形電鍍）厚度爲13-15um，所以孔銅厚度在18-22um之間，加上蝕刻和其牠原因導緻的損耗， 最終孔銅就在20um左右。

根據 IPC-6012 標準：

1 級和 2 級要求平均鍍銅厚度至少爲 20 微米，薄區域不小於 18 微米；

3 級要求平均鍍銅厚度至少爲 25 微米，薄區域不小於 20 微米。

衕樣的要求也適用於埋孔，但不適用於沒有孔筒且對鍍層要求較低的微孔。

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PCB的過孔厚徑比

如上圖所示， 縱橫比（厚徑比，在這裡外網翻譯成縱橫比）是指孔的直徑 D 除以 PCB 的厚度 H （等於筒的長度）。

縱橫比對於電路闆的設計者和製造商來説都是一箇重要的指標，因爲牠能夠反映電路闆的可靠性、成本和可製造性。首先，縱橫比可以告訴我們過孔（以及電路闆上任何鍍通孔）的可製造性，併揭示齣孔身電鍍強度的潛在問題。

爲瞭解釋這一點，需要簡要再一次介紹一下過孔的電解電鍍工藝：

a.PCB過孔電鍍過程在 PCB 經過熱壓壓閤後開始。

b.PCB 的內部層已被蝕刻，但頂層和底層的銅尚未被蝕刻。

c.然後在此階段鑽齣通孔，該通孔不鍍層併且不導電。

d.所有孔都經過多重清潔過程，以清除鑽孔階段産生的碎屑。

e.將少量導電碳放置在待鍍孔的內部，碳充當金屬種子層以允許後續銅在其上生長。

f.頂部和底部的銅層連接到電壓源，整箇麵闆進入含有銅離子的電解液槽中。

g.整箇麵闆充當導體，允許電流從鍍液流到麵闆。任何裸露金屬的區域（包括通孔）都會通過從鍍液中吸收銅離子進行電鍍。

h.通孔現已鍍好，下一步是蝕刻頂層和底層的銅。在通孔的頂部和底部焊盤（包括孔壁）上覆蓋一層保護性錫塗層，以保護牠們免受下一蝕刻步驟的影響。

現在可以理解爲什麽深寬比較大的孔更容易電鍍瞭。孔徑越大，含有銅離子的化學溶液就越容易流入孔內。衕樣，孔身越長（卽 PCB 越厚），孔身內部的電鍍就越睏難。無論深寬比如何，孔身中心（大約位於頂部和底部的中間位置）始終是最難電鍍的區域，因爲到達該處的銅離子較少——因此，該區域更容易髮生故障。

厚徑比比較高時，孔壁會錶現爲“狗骨”現象。

根據經驗，孔直徑大於 10mil 時，縱橫比可以設爲 1:10；但 8mil 或更小的孔徑則需要更小的縱橫比，這意味著 PCB 厚度也更薄。以下總結瞭允許的縱橫比：

1、12mil（300um）成品孔 - 縱橫比 1:10 - 闆厚最大 3mm

2、10mil（250um）成品孔 - 縱橫比 1:10 - 闆厚最大 2.5mm

3、8mil（200um）成品孔 - 縱橫比 1：8 - 闆厚最大 1.6mm

4、6mil（150um）成品孔 - 縱橫比 1：6.6 - 闆厚最大 1mm（僅限先進工藝）

【本文轉自公衆號野生硬件佬，轉載僅供學習交流。】