Betroubaarheidsanalise van gatafstand in PCB-ontwerp

Die produksie van enkelsydige of dubbelsydige PCB's behels tipies die boor van nie-geleidende of geleidende gate direk nadat die materiaal gesny is, terwyl meerlaagborde na die lamineringsproses geboor word. Gate word gekategoriseer op grond van hul funksie, insluitend komponentgate, gereedskapgate, deurgaande gate (Vias), blinde gate en begrawe gate (blinde en begrawe gate is 'n tipe via-gat). Konvensionele boorwerk word gedoen met behulp van meganiese boortoerusting. In werklike vervaardiging beïnvloed die spasiëring tussen gate gewoonlik beide die bewerkingsproses en die betroubaarheid van die finale produk.

Vereistes vir die vervaardiging van gatafstand:

Via-gate (geleidende gate):

1. Minimum gat deursneeMeganiese boorwerk 0.15mm, laserboorwerk 0.075mm.
2. Pad-tot-bord randafstand: 0.2 mm.
3. Via-gat tot Via-gat-afstand (rand tot rand)Kan nie minder as 6 mil wees nie; verkieslik groter as 8 mil. Dit is baie belangrik en moet tydens ontwerp in ag geneem word.
4. Die minimum deursnee van die via-gat is tipies nie kleiner as 0.2 mm nie, en die enkelsydige afstand van die pad moet nie minder as 4 mil wees nie, verkieslik groter as 6 mil, sonder 'n boonste limiet. Dit is baie belangrik en moet in ag geneem word.

Padgate (PTH):

1. Pad-tot-bord randafstand: 0.25 mm.
2. Die grootte van die gat in die kussing word bepaal deur die komponent wat gebruik word, maar dit moet ten minste 0.2 mm groter wees as die komponentpen. Byvoorbeeld, 'n komponent met 'n 0.6 mm-pen moet 'n gat van ten minste 0.8 mm hê om probleme as gevolg van vervaardigingstoleransies te vermy.
3. Spasiëring van kussinggat tot kussinggat (rand tot rand)Kan nie minder as 0.3 mm wees nie. Hoe groter, hoe beter. Dit is krities en moet in ag geneem word.

Nie-geplateerde gate en gleuwe (NPTH):

1. Nie-geplateerde gleufgatafstandDie minimum spasiëring moet ten minste 1.6 mm wees, anders kan dit 'n verhoogde risiko van gebreekte gate en probleme met randfrees veroorsaak.
2. Die afstand van ongeplateerde gleuwe tot die bordrand moet nie minder as 2.0 mm wees om gebreekte gate te vermy nie. Langer gleuwe moet 'n groter afstand van die bordrand hê om skeiding by die rand te voorkom.
3. Nie-geplateerde gestempelde gateVir die koppeling van borde moet hierdie gate nie te klein of te groot gespasieer wees om te verhoed dat die bord breek nie. Die aanbevole spasiëring is tipies tussen 0.2-0.3 mm.

Betroubaarheidsimpak van gatafstand:

Gat-tot-gat-afstand:

Dit verwys na die afstand vanaf die binnewand van een gat na die binnewand van 'n ander, nie die afstand tussen die kussinkies nie. Dit is van kardinale belang om tussen hierdie metings te onderskei.

As die gat-tot-gat-spasiëring te klein is, wat is die potensiële probleme?

1. As gate binne dieselfde netwerk te naby is, kan dit gebreekte gate, brame en ander defekte veroorsaak wat die voorkoms en montering beïnvloed.
2. Vir gate in verskillende netwerke kan onvoldoende spasiëring gebreekte gate, brame of selfs kortsluitings veroorsaak as gevolg van die kapillêre effek.

Kapillêre Effek (Skipper Suig Effek)Die kapillêre effek vind plaas as gevolg van die hoëspoedrotasie van die boorpunt en die druk wat dit op die omliggende PCB-materiaal uitoefen. Dit kan die veselglas binne-in die bord losmaak, wat lei tot probleme soos swak gatvorming en kortsluitings wanneer die koperplaat hierdie los areas binnedring.

Volgens IPC-A-600G riglyne:

Vir die kapillêre effek, B moet nie die spoorafstand verminder tot onder die minimum wat deur verkrygingspesifikasies vereis word nie, en A moet nie 80 mm (3.150 duim) oorskry nie. Dieselfde geld vir gatafstand.

Nog 'n negatiewe effek wat veroorsaak word deur stywe gatafstand is die CAF (Geleidende Anodiese Filamentasie) effek:

1. CAF-effekDit verwys na koperione wat langs mikroskeure in die hars of veselglas tussen geleiers onder hoë spanning- en temperatuurtoestande migreer, wat tot lekstrome lei.
2. Dit gebeur wanneer die PCB/PCBA in hoëtemperatuur- en hoëvogtigheidsomgewings werk, wat lei tot swak isolasie tussen geleiers en uiteindelike kortsluitings. KAF vind tipies plaas tussen vias, of tussen vias en spore, of tussen buitenste spore, wat isolasie verminder en tot mislukking lei.

Gatafstand Vervaardigbaarheidskontroles:

1. Dieselfde Netwerk ViasAs twee vias te naby aan mekaar is tydens boorwerk, kan die PCB se boordoeltreffendheid in die gedrang kom. Nadat die eerste gat geboor is, kan die materiaal tussen die gate te dun word, wat lei tot ongelyke kragte op die boorpunt, inkonsekwente verkoeling en boorpuntbreuk. Dit lei tot swak gatvorming of onverbonde vias.

2. Verskillende Netwerk ViasElke laag in 'n PCB benodig 'n via-pad met spesifieke omgewingstoestande, insluitend of spore aangrensend is of nie. As die spasiëring onvoldoende is, kan sommige via-pads hul koperverbinding verloor, wat moontlik kortsluitings kan veroorsaak. Om dit te vermy, is 'n veiligheidsafstand van 3 mil tussen verskillende netwerkvias noodsaaklik.

3. Verskillende netwerkkomponentgateKlein belyningsverskuiwings tydens produksie kan die spasiëring tussen komponentgate van verskillende netwerke beïnvloed. In hierdie gevalle word die veiligheidsafstand verseker deur die pad af te sny. Hierdie afsny kan lei tot onreëlmatige vorms of, in die ergste geval, veroorsaak dat die gat breek of 'n kortsluiting tydens soldeerwerk veroorsaak.

4. Blinde en begrawe Vias:

1. Blinde ViasDit is vias wat interne lae met die buitenste lae verbind, maar nie deur die hele PCB gaan nie.
2. Begrawe ViasHierdie verbind slegs interne lae en is onsigbaar vanaf die oppervlak van die PCB.

Wanneer die spasiëring tussen blinde en begrawe vias te klein of glad nie bestaan ​​nie, lei dit tot 'n "gestapelde gat". Die ontwerp kan vervaardigingsprobleme ondervind, veral wanneer die vias se ligging nie behoorlike verbinding toelaat nie. In sulke gevalle is 'n spesiale proses nodig om te verseker dat die vias elektries verbind is na boorwerk. Dit behels die voltooiing van die begrawe via-boorwerk voor die plateerwerk en dan die boor van die blinde vias.