www.xajspzx.com

在PCB設(shè)計(jì)階段，孔徑往往被當(dāng)成一個(gè)“很確定”的參數(shù)：符合工藝能力、滿足電氣連接、能順利過插件或過孔，就算設(shè)計(jì)正確。但在大量PCBA量產(chǎn)項(xiàng)目中，一個(gè)非常典型、卻經(jīng)常被誤判的問題反復(fù)出現(xiàn)——孔徑在設(shè)計(jì)上是合理的，裝配后卻頻繁出現(xiàn)應(yīng)力相關(guān)失效。問題并不發(fā)生在制板電測階段，而是在裝配、老化甚至客戶端使用過程中才逐步暴露。

你是否遇到過以下問題？

• 插件或連接器裝配后，局部焊點(diǎn)或孔壁出現(xiàn)裂紋
• 振動(dòng)、跌落或熱循環(huán)測試后，孔相關(guān)位置失效概率明顯升高
• 電測和外觀完全正常，但可靠性測試總是卡在“某幾個(gè)孔位”

如果你遇到過類似情況，很可能并不是工藝不穩(wěn)定，而是孔徑設(shè)計(jì)只滿足了“裝配”，卻忽略了“應(yīng)力”。

解決方案：孔不是“幾何尺寸”，而是應(yīng)力傳遞通道

在裝配完成后，PCB孔位不再只是連接點(diǎn)，而是機(jī)械應(yīng)力、電熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的集中區(qū)域。

1. 孔徑與引腳匹配≠應(yīng)力安全

很多設(shè)計(jì)只關(guān)注一個(gè)問題：引腳能不能插進(jìn)去？但當(dāng)孔徑與引腳尺寸過于貼合時(shí)，裝配過程中的插入力會(huì)直接傳遞到孔壁和內(nèi)層銅。這種應(yīng)力在裝配瞬間不會(huì)立刻失效，卻會(huì)在后續(xù)熱循環(huán)或機(jī)械沖擊中持續(xù)累積。

2. 鍍銅厚度決定了孔的“柔韌性”

孔壁鍍銅越厚，電氣可靠性越高，這是常識；但鍍銅過厚，也會(huì)讓孔的“彈性”下降，在應(yīng)力作用下更容易形成微裂紋。尤其是在多層板中，孔壁銅與樹脂、玻纖之間的界面，是典型的應(yīng)力集中區(qū)。

3. 多層板孔位是三維結(jié)構(gòu)問題

在多層板中，孔壁貫穿多個(gè)介質(zhì)層。當(dāng)板子在回流焊、工作溫度變化中反復(fù)膨脹收縮時(shí)，不同材料的CTE差異會(huì)在孔位處被疊加放大?？讖饺绻O(shè)計(jì)得過于“剛性”，就會(huì)成為釋放應(yīng)力的最弱點(diǎn)。

4. 裝配方式會(huì)放大孔徑設(shè)計(jì)缺陷

插件焊接、壓接連接器、螺絲固定，都會(huì)對孔位施加額外機(jī)械載荷。如果孔徑設(shè)計(jì)沒有為這些工況預(yù)留緩沖空間，那么每一次裝配、拆裝，都是一次隱形損傷。

5. 應(yīng)力失效往往具有“延遲性”

這類問題最迷惑人的地方在于：

• 初期測試完全正常
• 小批量沒問題
• 客戶使用一段時(shí)間后才集中暴露

于是問題被誤判為“使用環(huán)境復(fù)雜”，而設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)卻一直存在。

6. 設(shè)計(jì)階段很少有人為“應(yīng)力”負(fù)責(zé)

在很多項(xiàng)目中：

• 電氣工程師關(guān)注信號
• 結(jié)構(gòu)工程師關(guān)注裝配
• PCB工程師關(guān)注可制造性

但孔徑的應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)，恰恰卡在三者的交界處，容易被忽略。

7. 制造端經(jīng)驗(yàn)?zāi)芴崆白R別高風(fēng)險(xiǎn)孔位

在捷創(chuàng)電子參與的PCBA項(xiàng)目中，工程評審階段通常會(huì)對以下孔位進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注：高密度插件孔、大電流孔、連接器孔、受力固定孔。不是等它們出問題，而是在設(shè)計(jì)階段就評估其長期可靠性風(fēng)險(xiǎn)。

總結(jié)

PCB孔徑“設(shè)計(jì)合理”，往往只代表它滿足了裝配和電氣要求；但在真實(shí)使用環(huán)境中，孔更像是一個(gè)應(yīng)力放大器。如果設(shè)計(jì)階段只關(guān)注尺寸匹配，而忽略結(jié)構(gòu)應(yīng)力，那么失效只是時(shí)間問題，而不是概率問題。