四層或更多層的電路板堆疊通常具有通孔，這些通孔連接到沒有電連接的層上的焊盤。這些非功能性墊片應該留下，還是應該留下？本文介紹了該問題并提供了資源。

在創建多層PCB時，在制造過程中會創建過孔以連接不同層上的銅。過孔可以穿過它們不需要電連接的層。所以問題就變成了，你是否應該在這些層上加上墊子？

有時，決定是在制造廠為你做出的，在制造過程中，在制造之前將非功能墊移除。但問題仍然存在。

我們應該在設計中保留非功能性焊盤還是消除它們？

用于6層堆棧的通孔過孔，帶有非功能性焊盤（左）和移除（右）

陪審團仍在討論，但仍傾向于消滅。在您自己決定之前，這里是一個概述和有關該主題的信息的鏈接。

去除非功能性墊的案例

鉆孔壽命

印刷電路板由銅層和基板層組成。在幾乎所有情況下，鉆穿基板比鉆穿銅更容易。許多董事會將拆除非功能性墊片以延長鉆頭壽命，設計師可能永遠不會知道。為什么鉆頭壽命受到關注？磨損或振動的鉆頭可以產生微裂縫，這些微裂縫隨后會破壞電鍍過程并產生空隙。為了防止這種情況，必須在規定數量的孔之后監視和更換鉆頭。

顯示通孔筒和銅層之間的楔形空隙的電子顯微照片。圖像的右半部分顯示了一個垂直的桶壁，有多個裂縫和空隙。圖像的左半部分顯示了通孔墊。圖片使用了杜邦公司的Karl Dietz博士。

避免高頻問題

高速電路要求過孔為盡可能短并且沒有任何不必要的銅柱 - 這些會改變信號傳輸線的阻抗。存根也可能產生有問題的信號反射。如果由短截線引起的單向傳播延遲對應于信號波長的四分之一（或四分之三，或五分之四，等等），則反射信號將延遲半個周期。當原始波形與反射波形相結合，信號丟失（有關更多信息，請參閱此文章）。非常高頻電路的設計人員通常會移除非功能性焊盤并使通孔“反鉆”，即從另一側鉆出（稍微大一點）以移除短截線。

這些眼圖表明了背鉆通孔存在的潛在改進（左）與存根相比，存根留在原位（右）。圖片由ti.com提供

B ack-drilled 過孔顯示在最低層。圖像由德州儀器公司提供。

如上所述，無效的通孔焊盤（以及防焊墊）占用寶貴的電路板空間。這有利于刪除未使用的墊。

在這個例子中，去除不起作用的焊盤（左）允許銅澆注填充更多的板，而不是無功能焊盤的版本保留。

如果您的PCB在出廠前已經過光學檢查，未使用的焊盤還有另一個缺點：非功能性焊盤的光學檢查就像它們的功能對應物一樣。去除墊片會減少檢查時間。

保持非功能性墊片的情況

大多數物質在加熱時會膨脹，在冷卻時會收縮，但是不同的材料有不同的導熱系數和不同的熱膨脹系數，因此，它們不會以均勻的方式膨脹或收縮。此外，印刷電路板具有局部熱源，例如必須耗散大量功率的線性電壓調節器。

上一個AAC項目的兩塊PCB的FLIR相機圖像顯示了兩塊連接的PCB之間的熱差異。

不移除非功能性襯墊的制造商出于客戶滿意或機械原因這樣做。他們認為，當通孔軸與盡可能多的層粘合時，它提供額外的z軸強度，抵抗熱膨脹的應力，這可能導致通孔筒中的裂縫和分離。

圖片由http://www.pwbcorp.com提供，顯示在Z軸擴展期間傳播裂紋。

資源

DFR Solutions對多家電路板制造公司進行了調查，結果發現其中大多數都去掉了非功能性焊盤。 （他們的研究是本文的靈感來源。）

PWB互連解決方案的一篇文章聲稱，與非功能性焊盤粘合的高縱橫比通孔看到長度減少10-30％長期性能以及與非功能性焊盤相連的低縱橫比通孔使長期性能提高10-15％。 （縱橫比是通孔長度與直徑之比。）此外，他們的研究表明，失效通常發生在最內層。

結論

如果這是您第一次聽到這個爭論 - 您可能會刪除無功能的打擊墊以利用額外的路由空間。但是，如果鉆孔離目標幾個密耳，請確保通孔周圍有足夠的間距。如果您正在設計必須在溫度或濕度發生重大波動的環境中工作多年的電路板，您應咨詢可靠性工程師以獲得進一步的建議。