0102030405
Co je to průchodka (via) v desce plošných spojů (PCB)?
25. 7. 2024
Co je to průchodka (via) v desce plošných spojů (PCB)?
Průchodky (via) jsou nejběžnějšími otvory při výrobě desek plošných spojů. Spojují různé vrstvy stejné sítě, ale obvykle se nepoužívají pro pájené součástky. Průchodky lze rozdělit na tři typy: průchozí otvory, slepé průchodky a zapuštěné průchodky. Podrobné informace o těchto třech průchodkách jsou uvedeny níže:
Role slepých průchodů v návrhu a výrobě desek plošných spojů
Slepé průchody
Zaslepené otvory jsou malé otvory, které spojují jednu vrstvu desky plošných spojů s druhou, aniž by procházely celou deskou. To umožňuje návrhářům vytvářet složité a hustě uspořádané desky plošných spojů efektivněji a spolehlivěji než s konvenčními metodami. Použitím zaslepených otvorů mohou návrháři vytvořit více úrovní na jedné desce, což snižuje náklady na součástky a zrychluje výrobní časy. Hloubka zaslepené otvory by však obvykle neměla překročit specifický poměr k jejímu otvoru. Proto je klíčové přesné řízení hloubky vrtání (osa Z). Nedostatečné řízení může vést k obtížím během procesu galvanického pokovování.
Další metoda pro vytvoření zaslepených průchodů zahrnuje vyvrtání potřebných otvorů v každé jednotlivé vrstvě obvodu před jejich spojením. Například pokud potřebujete zaslepený průchod od L1 do L4, můžete nejprve vyvrtat otvory v L1 a L2 a v L3 a L4 a poté všechny čtyři vrstvy spojit dohromady. Tato metoda vyžaduje vysoce přesné polohovací a zarovnávací zařízení. Obě techniky zdůrazňují důležitost přesnosti ve výrobním procesu pro zajištění funkčnosti a spolehlivosti desky plošných spojů.
Zakopané průchody
Co jsou to zakopané průchody (via)?
Jaký je rozdíl mezi mikroprocesorem a zabudovaným procesorem?
Zapuštěné průchody jsou klíčovými součástmi v návrhu desek plošných spojů, které spojují obvody vnitřních vrstev, aniž by zasahovaly do vnějších vrstev, a činí je tak zvenčí neviditelnými. Tyto průchody jsou nezbytné pro vnitřní propojení signálů. Odborníci v oboru desek plošných spojů často poznamenávají: „Zapuštěné průchody snižují pravděpodobnost rušení signálu, udržují kontinuitu charakteristické impedance přenosového vedení a šetří prostor pro zapojení.“ Díky tomu jsou ideální pro desky plošných spojů s vysokou hustotou a vysokou rychlostí.
Protože zapuštěné průchody nelze po laminaci vrtat, musí se vrtání provést na jednotlivých vrstvách obvodu před laminací. Tento proces je časově náročnější ve srovnání s průchozími otvory a slepými průchody, což vede k vyšším nákladům. Navzdory tomu se zapuštěné průchody používají převážně v deskách plošných spojů s vysokou hustotou, aby se maximalizoval využitelný prostor pro další vrstvy obvodu, a tím se zvýšil celkový výkon a spolehlivost desky plošných spojů.
Průchozí otvory
Průchozí otvory se používají k propojení všech vrstev přes horní a spodní vrstvu. Pokovování mědí uvnitř otvorů lze použít k vnitřnímu propojení nebo jako otvor pro umístění součástek. Účelem průchozích otvorů je umožnit průchod elektrických vodičů nebo jiných součástí povrchem. Průchozí otvory poskytují prostředky k montáži a zajištění elektrických spojení na deskách plošných spojů, drátech nebo podobných substrátech, které vyžadují upevňovací bod. Používají se také jako kotvy a upevňovací prvky v průmyslových výrobcích, jako je nábytek, police a lékařské vybavení. Průchozí otvory mohou navíc poskytovat průchozí přístup pro závitové tyče ve strojích nebo konstrukčních prvcích. Dále je vyžadován proces zaslepování průchozích otvorů. Viasion shrnuje následující požadavky na zaslepování průchozích otvorů.
*Vyčistěte průchozí otvory plazmovou metodou čištění.
*Ujistěte se, že průchozí otvor je bez nečistot, prachu a úlomků.
*Změřte průchozí otvory, abyste se ujistili, že jsou kompatibilní se zástrčkovým zařízením
*Pro vyplnění průchozích otvorů zvolte vhodný výplňový materiál: silikonový tmel, epoxidový tmel, expandující pěnu nebo polyuretanové lepidlo.
*Vložte a zatlačte záslepku do průchozího otvoru.
*Před uvolněním tlaku jej bezpečně držte v dané poloze alespoň 10 minut.
*Po dokončení setřete přebytečný výplňový materiál z okolí průchozích otvorů.
*Pravidelně kontrolujte průchozí otvory, abyste se ujistili, že netěsní nebo nejsou poškozené.
*Pro průchozí otvory různých velikostí postup opakujte dle potřeby.
Primárním použitím průchodek je elektrické připojení. Jejich velikost je menší než u jiných otvorů používaných pro pájené součástky. Otvory použité pro pájené součástky budou větší. V technologii výroby desek plošných spojů je vrtání základním procesem a nelze se k němu chovat neopatrně. Deska plošných spojů nemůže zajistit elektrické připojení a funkce pevných zařízení bez vyvrtání požadovaných průchozích otvorů v měděné desce. Pokud nesprávné vrtání způsobí jakýkoli problém při vrtání průchozích otvorů, může to ovlivnit použití produktu nebo se celá deska zničí, takže proces vrtání je kritický.
Metody vrtání průchodů
Existují hlavně dvě metody vrtání průchodů: mechanické vrtání a laserové vrtání.
Mechanické vrtání průchozích otvorů je klíčovým procesem v průmyslu desek plošných spojů. Průchozí otvory neboli díry jsou válcové otvory, které procházejí celou deskou a spojují jednu stranu s druhou. Používají se k montáži součástek a propojování elektrických obvodů mezi vrstvami. Mechanické vrtání průchozích otvorů zahrnuje použití specializovaných nástrojů, jako jsou vrtačky, výstružníky a zahlubovače, k vytvoření těchto otvorů s přesností a správností. Tento proces lze provádět ručně nebo automatizovanými stroji v závislosti na složitosti návrhu a výrobních požadavků. Kvalita mechanického vrtání přímo ovlivňuje výkon a spolehlivost výrobku, takže tento krok musí být vždy proveden správně. Dodržováním vysokých standardů mechanického vrtání lze průchozí otvory vytvářet spolehlivě a přesně, aby bylo zajištěno efektivní elektrické spojení.
Laserové vrtání
Mechanické vrtání průchozích otvorů je klíčovým procesem v průmyslu desek plošných spojů. Průchozí otvory neboli díry jsou válcové otvory, které procházejí celou deskou a spojují jednu stranu s druhou. Používají se k montáži součástek a propojování elektrických obvodů mezi vrstvami. Mechanické vrtání průchozích otvorů zahrnuje použití specializovaných nástrojů, jako jsou vrtačky, výstružníky a zahlubovače, k vytvoření těchto otvorů s přesností a správností. Tento proces lze provádět ručně nebo automatizovanými stroji v závislosti na složitosti návrhu a výrobních požadavků. Kvalita mechanického vrtání přímo ovlivňuje výkon a spolehlivost výrobku, takže tento krok musí být vždy proveden správně. Dodržováním vysokých standardů mechanického vrtání lze průchozí otvory vytvářet spolehlivě a přesně, aby bylo zajištěno efektivní elektrické spojení.
Bezpečnostní opatření pro návrh plošných spojů
Ujistěte se, že průchodky nejsou příliš blízko součástek nebo jiných průchodek.
Propojovací otvory jsou nezbytnou součástí návrhu desky plošných spojů a musí být umístěny pečlivě, aby nezpůsobovaly rušení s jinými součástkami nebo průchody. Pokud jsou průchody příliš blízko u sebe, existuje riziko zkratu, který může vážně poškodit desku plošných spojů a všechny připojené součástky. Podle zkušeností společnosti Viasion by pro minimalizaci tohoto rizika měly být průchody umístěny alespoň 0,1 palce od součástek a neměly by být umístěny blíže než 0,05 palce od sebe.
Ujistěte se, že se prostupy nepřekrývají s vodivými lištami nebo kontaktními plochami na sousedních vrstvách.
Při navrhování propojovacích otvorů pro desku plošných spojů je nezbytné zajistit, aby se propojovací otvory nepřekrývaly s žádnými vodivými lištami nebo kontaktními plochami na jiných vrstvách. Propojovací otvory totiž mohou způsobit elektrické zkraty, které vedou k poruchám a selhání systému. Naši inženýři doporučují, aby se tomuto riziku předešlo, a proto by měly být propojovací otvory strategicky umístěny v oblastech bez sousedních vodivých lištach nebo kontaktních plošek. Navíc se zajistí, že propojovací otvory nebudou kolidovat s jinými prvky na desce plošných spojů.
Při navrhování průchodů berte v úvahu jmenovitý proud a teplotu.
Ujistěte se, že průchodky mají kvalitní měděný povlak pro zajištění proudu.
Umístění průchodů by mělo být pečlivě zváženo a mělo by se vyhnout místům, kde by jejich umístění mohlo být obtížné nebo nemožné.
Před výběrem velikostí a typů si ujasněte požadavky na design.
Vždy umisťujte prostupy alespoň 0,3 mm od okrajů desky, pokud není uvedeno jinak.
Pokud jsou prostupy umístěny příliš blízko sebe, může dojít k poškození desky při vrtání nebo frézování.
Při návrhu je nezbytné zvážit poměr stran průchodů, protože průchody s vysokým poměrem stran mohou ovlivnit integritu signálu a odvod tepla.
Ujistěte se, že propojovací otvory mají dostatečnou vzdálenost od ostatních propojovacích otvorů, součástek a okrajů desky v souladu s konstrukčními pravidly.
Pokud jsou prostupy umístěny v párech nebo ve významnějších číslech, je důležité je pro optimální výkon rovnoměrně rozložit.
Dávejte pozor na průchody, které mohou být příliš blízko těla součástky, protože to může způsobit rušení procházejících signálů.
Zvažování průchodů v blízkosti rovin.
Měly by být umístěny opatrně, aby se minimalizoval šum signálu a napájení.
Pokud je to možné, zvažte umístění průchodů do stejné vrstvy jako signály, protože to snižuje náklady na průchody a zlepšuje výkon.
Minimalizujte počet prostupů pro snížení složitosti návrhu a nákladů.
Mechanické vlastnosti průchozího otvoru v desce plošných spojů
Průměr průchozího otvoru
Průměr průchozích otvorů musí být větší než průměr pinu zásuvného komponentu a musí být zachována určitá rezerva. Minimální průměr, který může vodič dosáhnout skrz otvory, je omezen technologií vrtání a galvanického pokovování. Čím menší průměr průchozího otvoru, tím menší prostor v desce plošných spojů, tím menší parazitní kapacita a tím lepší vysokofrekvenční výkon, ale náklady budou vyšší.
Průchozí otvorová podložka
Podložka realizuje elektrické spojení mezi vnitřní vrstvou galvanického pokovení průchozího otvoru a vodiči na povrchu (nebo uvnitř) desky plošných spojů.
Kapacita průchozího otvoru
Každý průchozí otvor má parazitní kapacitu vůči zemi. Parazitní kapacita průchozího otvoru zpomaluje nebo zhoršuje náběžnou hranu digitálního signálu, což je nepříznivé pro přenos vysokofrekvenčního signálu. Je to hlavní nepříznivý účinek parazitní kapacity průchozího otvoru. Za běžných okolností je však vliv parazitní kapacity průchozího otvoru nepatrný a může být zanedbatelný – čím menší průměr průchozího otvoru, tím menší je parazitní kapacita.
Indukčnost průchozího otvoru
Průchozí otvory se běžně používají v deskách plošných spojů k propojení elektrických součástek, ale mohou mít také neočekávaný vedlejší účinek: indukčnost.
Indukčnost je vlastnost průchozích otvorů, která vzniká, když jimi protéká elektrický proud a indukuje magnetické pole. Toto magnetické pole může způsobovat rušení s jinými průchozími otvory, což vede ke ztrátě nebo zkreslení signálu. Pokud chceme tyto účinky zmírnit, je nezbytné pochopit, jak indukčnost funguje a jaké kroky v návrhu lze podniknout ke snížení jejího dopadu na vaše desky plošných spojů.
Průměr průchozích otvorů musí být větší než průměr pinu zásuvného komponentu a musí být zachována určitá rezerva. Minimální průměr, který může vodič dosáhnout skrz otvory, je omezen technologií vrtání a galvanického pokovování. Čím menší průměr průchozího otvoru, tím menší prostor v desce plošných spojů, tím menší parazitní kapacita a tím lepší vysokofrekvenční výkon, ale náklady budou vyšší.
Proč musí být průchodky na desce plošných spojů zaslepené?
Zde je několik důvodů, proč je nutné zasunout průchodky na desce plošných spojů, které shrnula společnost Shenzhen Rich Full Joy Electronics Co., Ltd:
Shenzhen Rich Full Joy Electronics Co., Ltd.：
Průchodky PCB poskytují fyzické propojení pro montáž součástek a propojení různých vrstev PCB, což umožňuje desce efektivně plnit svou zamýšlenou funkci. Průchodky PCB se také používají ke zlepšení tepelného výkonu PCB a snížení ztráty signálu. Protože průchodky PCB vedou elektřinu z jedné vrstvy PCB do druhé, musí být zaslepeny, aby se zajistilo spojení mezi různými vrstvami PCB. A konečně, průchodky PCB pomáhají předcházet zkratům tím, že se vyhýbají kontaktu s jinými exponovanými součástkami na PCB. Proto musí být průchodky PCB zaslepeny, aby se zabránilo elektrickým poruchám nebo poškození PCB.
Shrnutí
Stručně řečeno, průchodky na deskách plošných spojů jsou nezbytnými součástmi desek plošných spojů, které jim umožňují efektivně směrovat signály mezi vrstvami a propojovat různé prvky desky. Pochopením jejich různých typů a účelů můžete zajistit, aby byl návrh vaší desky plošných spojů optimalizován z hlediska výkonu a spolehlivosti.
Společnost Shenzhen Rui Zhi Xin Feng Electronics Co., Ltd. nabízí komplexní služby v oblasti výroby desek plošných spojů (PCB), zajištění zdrojů součástek, osazování desek plošných spojů a výroby elektroniky. S více než 20 lety zkušeností jsme trvale dodávali vysoce kvalitní řešení pro desky plošných spojů (PCBA) za konkurenceschopné ceny více než 6 000 zákazníkům po celém světě. Naše společnost je certifikována různými průmyslovými certifikáty a schváleními UL. Všechny naše produkty procházejí 100% elektronickým testováním, AOI a rentgenovými kontrolami, aby splňovaly nejvyšší průmyslové standardy. Zavázali jsme se k poskytování výjimečné kvality a spolehlivosti v každém projektu osazování desek plošných spojů.
Laserové vrtání desek plošných spojů Mechanické vrtání desek plošných spojů
Laserové vrtání pro plošné spoje Vrtání desek plošných spojů
Vrtání děr laserem do desek plošných spojů a mechanické vrtání desek plošných spojů
Vrtání otvorů do desek plošných spojů laserem
Technologie laserového vrtání desek plošných spojů Proces vrtání desek plošných spojů
Úvod do procesu vrtání:
1. Zapichování, vrtání a odečítání otvorů
Objektivní: Vrtání průchozích otvorů na povrchu desky plošných spojů pro vytvoření elektrických spojení mezi různými vrstvami.
Použitím horních pinů pro vrtání a spodních pinů pro čtení otvorů tento proces zajišťuje vytvoření průchodů, které usnadňují propojení mezi vrstvami obvodů na desce plošných spojů (PCB).
CNC vrtání:
Objektivní: Vrtání průchozích otvorů na povrchu desky plošných spojů pro vytvoření elektrických spojení mezi různými vrstvami.
Klíčové materiály:
Vrtáky: Skládá se z karbidu wolframu, kobaltu a organických lepidel.
Krycí deska: Primárně hliník, používaný pro polohování vrtáku, odvod tepla, snížení otřepů a prevenci poškození přítlačné patky během procesu.
Podkladová deska: Hlavně kompozitní deska, používaná k ochraně stolu vrtačky, prevenci výstupních otřepů, snížení teploty vrtáku a čištění zbytků pryskyřice z drážek vrtáku.
Využitím vysoce přesného CNC vrtání tento proces zajišťuje přesné a spolehlivé mezivrstvé spoje na deskách plošných spojů (PCB).
Inspekce otvoru:
Objektivní: Aby se zajistilo, že po vrtání nedojde k žádným abnormalitám, jako je nadměrné vrtání, nedostatečné vrtání, ucpané otvory, nadměrné nebo podměrečné otvory.
Prováděním důkladných kontrol otvorů garantujeme kvalitu a konzistenci každého průchodu, čímž zajišťujeme elektrický výkon a spolehlivost desky plošných spojů (PCB).
0102