01
Датчик з напівотвірною платою друкованої плати
Покритий півотвір
Покритий півотвір, також відомий як зубчастий отвір, являє собою структуру, розроблену вздовж країв друкованої плати, що нагадує зубчасті краї. Вона створюється шляхом виготовлення стандартних покритих перехідних отворів, а потім використанням гострого фрезерного інструменту для вирізання частини отвору, залишаючи половину недоторканою.
Така конструкція є ефективним та зручним методом бокового з'єднання, який часто використовується в сигнальних схемах та широко використовується для з'єднань між платами. Металізовані півотвори можна безпосередньо припаяти до країв основної плати, заощаджуючи роз'єми та простір. Наприклад, модулі Bluetooth або Wi-Fi з металізованими півотворами можна легко припаяти до основної плати як окремі компоненти, що відповідають певним вимогам без необхідності додаткової проводки, що забезпечує чисту та просту збірку.
Хоча гальванізовані півотвори полегшують паяння між платами, вони вважаються спеціалізованою технологією в галузі друкованих плат і мають вищу вартість. Крім того, виробничий цикл цих друкованих плат є відносно довшим.
Особливості друкованих плат датчиків з напівотвірним розташуванням отворів
1. Компактний дизайн:
Друковані плати з півотвіром для датчиків розроблені компактними, що дозволяє ефективно використовувати простір у невеликих сенсорних модулях. Ця компактність є вирішальною для інтеграції датчиків у тісні приміщення всередині пристроїв.
2. Ефективне підключення:
Конструкція з напівотвіром забезпечує надійне з'єднання між платами, що є важливим для датчиків, яким потрібно взаємодіяти з іншими електронними компонентами або платами. Така конструкція зменшує потребу в додаткових роз'ємах та допомагає спростити процес складання.
3. Покращена цілісність сигналу:
Напівотвори допомагають підтримувати цілісність сигналу, мінімізуючи відстань між сигнальними шляхами та зменшуючи перешкоди. Це особливо важливо для датчиків, які залежать від точної передачі даних для продуктивності.
4. Економічно ефективне виробництво:
Використовуючи напівотвори, виробники часто можуть зменшити витрати, пов'язані з роз'ємами та складанням. Це пояснюється можливістю прямого паяння напівотворів, що спрощує процес виробництва.
5. Оптимізація простору:
Використання напівотворів дозволяє краще розподілити простір на друкованій платі. Це вигідно в сенсорних системах, де простір обмежений, а ефективне компонування є критично важливим для функціональності та продуктивності.
6. Універсальне застосування:
Друковані плати датчиків з напівотвірним розташуванням отворів універсальні та можуть використовуватися в різних типах датчиків, включаючи датчики навколишнього середовища, датчики руху та датчики зображення. Їхня конструкція враховує різні розміри датчиків та вимоги до монтажу.
7. Підвищена надійність:
Друковані плати з півотвіром підвищують надійність датчиків, забезпечуючи надійний метод з'єднання. Це зменшує ризик механічних поломок і підвищує довговічність вузлів датчиків.
Технологічне проектування друкованих плат з напівотвірними отворами
Мінімальний розмір півотвору
Мінімальний розмір для виготовлення напівотворів становить 0,5 мм за умови, що отвір розташований по центру краю друкованої плати. Це означає, що всередині друкованої плати має бути ділянка міді розміром 0,25 мм, щоб забезпечити цілісність отвору. Без цієї центральної мідної ділянки мідь на стінках отвору може відшаровуватися під час виробничого процесу, що призведе до появи неплакованих отворів та зробить кінцевий продукт непридатним для використання.
Відстань між півотворами
Для друкованих плат з половинним отвором мінімальний діаметр готового отвору становить 0,5 мм. Під час виробничого процесу діаметр отвору необхідно компенсувати. Після компенсації відстань між половинними отворами повинна бути щонайменше 0,35 мм. Тому проектна відстань між половинними отворами повинна бути ≥0,45 мм. Відповідні паяльні контактні площадки для половинних отворів повинні бути скомпенсовані, щоб забезпечити їхню відстань ≥0,25 мм. Крім того, між отворами паяльної маски та паяльними контактними площадками для половинних отворів має бути перемичка паяльної маски.
Панелізація з півотвір
Під час панелізації друкованих плат з напівотворами важливо залишати проміжки навколо них, щоб полегшити процес фрезерування та трасування. Ця деталь часто не враховується на етапі проектування, оскільки мало хто з інженерів-проєктувальників відвідував заводи з виробництва друкованих плат, щоб зрозуміти, як виготовляються напівотвори. В результаті, вироби з напівотворами іноді панелізуються без належних проміжків, використовуючи стандартні методи V-CUT. Це може призвести до того, що мідь на напівотворах буде знята лезом V-CUT, що призведе до утворення неплакованих отворів та зробить виріб непридатним для використання.
Специфікації конструкції друкованої плати з напівотвірною конструкцією
A. Відстань від краю контактної площадки півотвору до краю плати: ≥1 мм
B. Діаметр півотвору: ≥0,6 мм
C. Відстань між півотворами: ≥0,6 мм
D. Одностороннє паяльне кільце для півотвору: ≥0,25 мм (мінімум 0,18 мм)
Специфікації панелізації друкованої плати з напівотвірним розташуванням отворів
Розмір окремої плати: Довжина та ширина друкованої плати з напівотвіром повинні бути >10 мм (це також стосується панельних плат). Як і стандартні плати, друковані плати з напівотвіром можна розбивати на панелі за допомогою V-подібного вирізу та методів трасування вкладок.
Обробка країв: Краї друкованої плати з півотвором не можна формувати за допомогою V-CUT, оскільки V-CUT може призвести до пошкодження міді.
Як проектувати друковані плати з півотвіром
Відкрийте програмне забезпечення для проектування друкованих плат: Запустіть програмне забезпечення для проектування друкованих плат і створіть новий проект друкованої плати.
Вибір місць розташування півотворів: У редакторі макета виберіть місця, де потрібно додати півотвори.
Додати перехідні отвори: У редакторі макета виберіть опцію «Додати перехідний отвір» або подібну функцію.
Встановлення параметрів переходного отвору: налаштуйте діаметр і положення переходного отвору. Переконайтеся, що перехідний отвір має напівотвір, тобто має мідне покриття лише з одного боку.
Налаштування положення та розміру: Змініть положення та розмір переходного отвору відповідно до вимог вашого дизайну.
Вироби з використанням друкованих плат з половинним отвором
Модулі Bluetooth: зазвичай використовуються в різних пристроях бездротового зв'язку для підключення.
Модулі Wi-Fi: Знаходяться в побутовій електроніці, такій як ноутбуки та маршрутизатори, для забезпечення бездротового підключення до Інтернету.
Носимі пристрої: такі як смарт-годинники та фітнес-трекери, де економія місця та ефективне міжплатне з’єднання є критично важливими.
RFID-мітки: використовуються в системах відстеження та ідентифікації, завдяки компактним та ефективним конструкціям друкованих плат.
Малі пристрої Інтернету речей: такі пристрої, як інтелектуальні датчики та компактні шлюзи, що потребують мініатюрних та ефективних взаємозв'язків.
Модулі камер: використовуються в мобільних телефонах та інших пристроях обробки зображень, де обмеження простору та підключення плат є критично важливими.
Автомобільні датчики: Компактні датчики, що використовуються в автомобільній галузі для систем моніторингу та керування.
Друкована плата з півотвір
Друковані плати з напівотвірними отворами мають ряди отворів, просвердлених вздовж краю друкованої плати. Коли ці отвори покриті міддю, краї обрізаються, що призводить до напівпокритого вигляду вздовж межі. Така конструкція надає краю друкованої плати вигляду мідного покриття.
У друкованих платах модульного типу зазвичай інтегровані напівотвори для полегшення паяння. Через невеликий розмір та різноманітні функціональні вимоги модулів, напівотвори зазвичай розміщуються вздовж самого краю друкованої плати. Під час процесу трасування половина краю зрізається, залишаючи на друкованій платі видимими лише напівгазовані отвори.
Такий підхід до проектування підвищує легкість паяння та відповідає потребам компактних, багатофункціональних модулів.
Проблеми виробництва друкованих плат з напівотвірним отвором
Під час обробки півотворів, якщо мідні задирки залишаються всередині металізованих отворів, це може призвести до таких проблем, як слабкі паяні з'єднання, холодне паяння та короткі замикання між контактами, особливо в рядах півотворів, де відстань між ними дуже мала та схильна до коротких замикань. Під час процесу фрезерування такі проблеми, як підняті мідні шари на стінках отвору та залишкові задирки, є поширеними, зазвичай через недостатню швидкість фрезерного інструменту, недостатнє з'єднання між міддю та стінками отвору, а також надмірну товщину міді, що призводить до неповного різання.
Крім того, у випадку металізованих півотворів, варіації в розширенні друкованої плати, точності свердління та точності формування можуть призвести до значних відхилень у розмірах між півотворами з обох боків одного й того ж пристрою. Ця невідповідність створює значні труднощі для клієнтів під час паяння та складання.
Причини зростання вартості друкованих плат з напівотвірною структурою
Напівотвори передбачають спеціалізований виробничий процес. Щоб забезпечити наявність міді всередині отворів, краї необхідно фрезерувати під час процесу. Крім того, друковані плати з напівотворами зазвичай дуже малі, що ще більше збільшує вартість. Як наслідок, нестандартні конструкції мають нестандартну ціну.