Τι είναι το PCB μέσω οπών και γιατί είναι σημαντικό σε αυτό τυπωμένου κυκλώματος? Ένα PCB απαιτεί οπές ή γεωτρήσεις για τη σύνδεση των στρωμάτων του. Η κατανόηση των τυπικών μεγεθών οπών που χρησιμοποιούνται από τους κατασκευαστές PCB μπορεί να σας βοηθήσει να σχεδιάσετε σανίδες που να ανταποκρίνονται στα κοινά μεγέθη bit.

Τυπικό μέγεθος οπής

Οι κατασκευαστές PCB έχουν το δικό τους σύνολο τυπικών μεγεθών οπών για να διαλέξουν κατά τη διάνοιξη οπών, αλλά συνήθως μπορούν να χρησιμοποιήσουν οποιοδήποτε τυπικό μέγεθος οπών. Σε γενικές γραμμές, οι κατασκευαστές PCB μπορούν να κάνουν τη διάμετρο του PCB μέσω οπών τόσο μικρών όσο 0.15 mm, σε σύγκριση με το κανονικό μέγεθος των 0.6 mm.

Απαιτήσεις μεγέθους διαμπερούς PCB

Αυτή είναι μια εις βάθος μελέτη των απαιτήσεων μεγέθους.

PCB μέσω μεγέθους οπής

Το μέγεθος ενός PCB μέσω οπής μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τη θέση, τη χρήση και άλλους παράγοντες, γι ‘αυτό κάθε κατασκευαστής PCB προσφέρει διάφορα μεγέθη bit PCB. Οι περισσότεροι κατασκευαστές μπορούν να κάνουν τρύπες τόσο μικρές όσο 0.15 mm ή μεγαλύτερες οπές 1 mm ή μεγαλύτερες. Όταν εξετάζετε το μέγεθος της απαιτούμενης οπής, πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη το δαχτυλίδι ή το μαξιλάρι χαλκού γύρω από την τρύπα, το οποίο θα σχηματιστεί.

Πώς υπολογίζετε τα δαχτυλίδια; Ο ιδανικός δακτύλιος είναι ίσος με το άθροισμα της διαμέτρου του μαξιλαριού χαλκού μείον τη διάμετρο της οπής διάτρησης διαιρούμενο με 2, το οποίο δίνει στην εξέδρα την καλύτερη πιθανότητα να χτυπήσει το κέντρο του μαξιλαριού για βέλτιστη συνδεσιμότητα.

Τυπικό μέγεθος οπής

Δεν υπάρχει απαραίτητα τυπικό μέγεθος διαμπερούς PCB στην κατασκευή PCB, καθώς το τυπικό μέγεθος διαμπερούς PCB διαφέρει συχνά από κατασκευαστή σε κατασκευαστή PCB. Ωστόσο, πολλοί κατασκευαστές PCB προτιμούν να χρησιμοποιούν κοινά μεγέθη bit, τα οποία μπορεί να αναφέρονται ως τυπικά μεγέθη bit PCB. Ένα από τα πιο συνηθισμένα μεγέθη είναι 0.6 mm, αλλά χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως 0.2 mm και 0.3 mm.

Τύπος PCB μέσω οπής

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κάθε τυπικό μέγεθος διαμπερών οπών για να δημιουργήσετε διάφορους τύπους οπών PCB, ανάλογα με το στρώμα, την κατασκευή, το σχέδιο και τον σκοπό του PCB. Οι τρεις πιο συνηθισμένοι τύποι PCB μέσω οπών είναι:

Επιμεταλλωμένο μέσα από τρύπα

Οι επιμεταλλωμένες οπές (PTH) είναι διαμπερείς οπές που διαπερνούν όλα τα στρώματα ενός PCB για να συνδέσουν το πάνω και το κάτω στρώμα. Θα πρέπει να μπορείτε να δείτε PTH από το ένα άκρο του PCB στο άλλο. Το PTH μπορεί να είναι επιχρυσωμένο ή μη. Οι μη επιμεταλλωμένες οπές δεν μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα, ενώ οι επιμεταλλωμένες μέσω οπών ηλεκτροδοτούνται, πράγμα που σημαίνει ότι μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια σε όλα τα στρώματα του PCB.

Τυφλή τρύπα

Τυφλές τρύπες συνδέουν τα εξωτερικά (πάνω ή κάτω) στρώματα του PCB με ένα ή περισσότερα εσωτερικά στρώματα, αλλά δεν τρυπάνε εντελώς μέσα από τον πίνακα. Η ακριβής διάνοιξη τυφλών οπών μπορεί να είναι δύσκολη, επομένως είναι συνήθως πιο ακριβά στην κατασκευή από το PTH.

ενσωματωμένο

Οι ενσωματωμένες οπές μπορούν επίσης να αυξήσουν το κόστος του PCB επειδή είναι δύσκολο να κατασκευαστούν. Οι οπές βρίσκονται στο εσωτερικό στρώμα του PCB για να συνδέσουν δύο ή περισσότερα εσωτερικά στρώματα. Δεν μπορείτε να δείτε το θαμμένο υλικό στο εξωτερικό στρώμα του PCB.

Πράγματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη

Υπάρχουν μερικά πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά τη δημιουργία ενός PCB. Πρώτον, θα πρέπει να γνωρίζετε ποια είναι η αναλογία διαστάσεων στο σχεδιασμό PCB. Ο λόγος διαστάσεων είναι το πάχος του PCB σε σχέση με τη διάμετρο της διαμπερής οπής, το οποίο καθορίζει την αξιοπιστία της επίστρωσης χαλκού στο PCB. Όσο υψηλότερη είναι η αναλογία, τόσο πιο δύσκολο είναι να αποκτήσετε αξιόπιστη επίστρωση, η οποία επηρεάζει τον τύπο της οπής και της μεθόδου επιμετάλλωσης που θα επιλέξετε.

Οι ενσωματωμένες ή τυφλές τρύπες μπορεί να εξυπηρετήσουν καλύτερα το PCB σας με αναλογία διαστάσεων 15: 1, ενώ το PTH μπορεί να λειτουργήσει καλά με χαμηλό λόγο διαστάσεων 2: 1. Πώς επιλέγετε το πάχος του χαλκού PCB; Συνήθως, μέσω οπών στο εξωτερικό στρώμα (π.χ. μέσω οπών) απαιτείται ένα παχύτερο στρώμα χαλκού από το θαμμένο μέσα από τρύπες στο εσωτερικό του. Η τάση που χρησιμοποιείται από το PCB επηρεάζει επίσης το πάχος του χαλκού. Οι εφαρμογές υψηλής τάσης απαιτούν συνήθως παχύτερο χαλκό PCB από εφαρμογές χαμηλής τάσης.

Με το πρόγραμμα πλήρωσης

Μερικές φορές πρέπει να γεμιστούν οι οπές PCB, για παράδειγμα για να μειωθεί ο κίνδυνος παγίδευσης αέρα ή να αυξηθεί η ηλεκτρική αγωγιμότητα. Μερικοί συνηθισμένοι τρόποι για να γεμίσετε τρύπες περιλαμβάνουν:

Μέσα από τη σκηνή

Η διαμπερή σκηνή δημιουργεί ένα στρώμα φράγματος συγκόλλησης πάνω από την οπή PCB αντί να γεμίζει την τρύπα με υλικό. Αυτή μπορεί να είναι μια γρήγορη, εύκολη και οικονομικά αποδοτική επιλογή για την κάλυψη των διαμπερών οπών, αλλά οι τρύπες τύπου σκηνής μπορεί να ανοίξουν ξανά με την πάροδο του χρόνου.

Με αποκλεισμό

Η διαδικασία σύνδεσης μέσω οπών γεμίζει την τρύπα με μη αγώγιμο υλικό και την σφραγίζει με μάσκα. Το φράξιμο μέσω της οπής καλύπτει επίσης το δαχτυλίδι και δεν παράγει μια λεία, γυαλιστερή επιφάνεια.

Με γέμιση

Η γέμιση μέσω οπών χρησιμοποιεί ρητίνη για να δημιουργήσει μια μόνιμα γεμάτη τρύπα. Το γέμισμα διαμπερών οπών είναι ένα συνηθισμένο γέμισμα διαμπερών οπών στο οποίο ο κατασκευαστής γεμίζει τη διαμπερή οπή με αγώγιμο υλικό, καλύπτει την επιφάνεια με χαλκό και στη συνέχεια περικοπεί την επιφάνεια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να δρομολογήσει σήματα σε άλλες περιοχές του PCB.

PCB μέσω εφαρμογών επιμετάλλωσης οπών

Οι κατασκευαστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν διάφορες τεχνικές για να εφαρμόσουν το PCB μέσω επιμετάλλωσης για να διασφαλίσουν την αποτελεσματικότητά του. Μια κοινή μέθοδος είναι η χρήση μελανιού χαμηλού ιξώδους που καλύπτει το εσωτερικό της διαμπερής οπής για να σχηματίσει ένα αγώγιμο στρώμα. Στη συνέχεια, μέσω της διαδικασίας θερμικής σκλήρυνσης για να κολλήσετε το μελάνι.

Μια άλλη μέθοδος είναι η επιμετάλλωση, στην οποία το PCB μπαίνει σε ένα λουτρό επιμετάλλωσης. Σε αυτή τη διαδικασία, ο χαλκός καλύπτει τα τοιχώματα κάθε PCB μέσω οπών, με αποτέλεσμα ένα ομοιόμορφο πάχος του αγώγιμου υλικού. Αυτή η μέθοδος τείνει να είναι πιο μακρά και δαπανηρή από τη διαδικασία μελανιού, αλλά μπορεί επίσης να σχηματίσει μια πιο αξιόπιστη επίστρωση και συγκόλληση.

Διαδοχική διάτρηση τυφλή γεώτρηση και βαθιά γεώτρηση

Το PCBS με τυφλές οπές μπορεί να κατασκευαστεί με δύο τρόπους. Αυτό μπορεί να γίνει με διάτρηση με λέιζερ ή με μια μέθοδο που ονομάζεται κατασκευή συνεχούς στρώματος. Χρησιμοποιώντας τη διαδοχική μέθοδο κατασκευής, ζεύγη στρωμάτων μπορούν να τρυπηθούν και να ηλεκτρολυθούν πριν εφαρμοστεί η συγκόλληση. Επειδή έχουν οπές και στα δύο άκρα, η επιμετάλλωση είναι εύκολο να διεισδύσει για χημικές επικαλύψεις. Επιτρέπει επίσης τις τυφλές τρύπες να σχεδιάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να περάσουν από πολλαπλά στρώματα.

Η δυνατότητα συνδυασμού κατάλληλων αλληλουχιών συγκόλλησης, διάτρησης και επιμετάλλωσης καθιστά δυνατή τη δημιουργία πολλαπλών δομών τυφλών οπών. Όλα εξαρτώνται από το αν η τυφλή τρύπα μπορεί να περάσει από ομοιόμορφα στρώματα από το εξωτερικό στρώμα.

Ταυτόχρονη βαθιά διάτρηση ή ανάστροφη διάτρηση είναι η διαδικασία αφαίρεσης τυχόν αχρησιμοποίητων υπολειμμάτων τυμπάνου χαλκού από την οπή. Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν τα σήματα υψηλής ταχύτητας παραμορφώνονται καθώς περνούν μέσα από χάλκινους σωλήνες μεταξύ των στρωμάτων PCB. Εάν η χρήση ενός επιπέδου σήματος οδηγήσει σε μακριές εγκάρσιες μεταβολές, θα υπάρξει μεγάλη παραμόρφωση.

Ο λόγος διαστάσεων PCB ορίζεται ως ο λόγος του πάχους της πλάκας προς τη διάμετρο της γεώτρησης. Οι τυφλές τρύπες απαιτούν αναλογία διαστάσεων 1 προς 1 ή μεγαλύτερη.

Όταν πραγματοποιείται βαθιά διάτρηση, το βάθος της οπής ορίζεται με τη δημιουργία ενός ζεύγους οπών που καθορίζουν τα στρώματα εκκίνησης και λήξης από την πλευρά της σανίδας. Η διάμετρος μπιτ για βαθιά γεώτρηση υπολογίζεται με τον ακόλουθο τύπο:

Μέγεθος τρυπανιού πλάτης = Μέγεθος οπής/μαξιλαριού + 2 x Κανόνες σχεδιασμού Το μέγεθος του πίσω τρυπανιού είναι πολύ μεγάλο

Υπολογιστής υπερπαραγωγής PCB

Η επαγωγή μέσω οπών PCB εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως το μέγεθος της οπής, το μέγεθος του δακτυλίου, ο λόγος διαστάσεων και η ακρίβεια διάτρησης. Μπορείτε να βρείτε ηλεκτρονικούς υπολογιστές που θα σας βοηθήσουν να υπολογίσετε το σωστό PCB ανάλογα με το μέγεθος που πρέπει να χρησιμοποιήσετε.