Отверстия являются неизбежным аспектом проектирования печатных плат. В процессе компоновки часто бывает сложно избежать всех линий пересечения. Чтобы решить эту проблему, используются отверстия для достижения межслойного соединения, что привело к разработке двухсторонних и многослойных печатных плат. Следовательно, отверстия стали критически важным элементом проектирования печатных плат.
С точки зрения дизайна, переходные отверстия выполняют две основные функции: электрическое соединение и механическая поддержка или позиционирование. Эти роли выполняют электрические требования или физические потребности. Поэтому переходные отверстия часто классифицируются далее на электрические переходные отверстия и механические опорные отверстия, причем последний разделен на отверстия для припоя (обычно с покрытием) и монтажные отверстия (часто не покрытый металлом).
В основном переход состоит из двух частей:
- Сверлить отверстие: Центральное отверстие.
Область площадки: Территория вокруг пробуренной скважины.
- Размеры этих двух компонентов определяют общий размер переходного отверстия.
В высокоскоростных, высокоплотных конструкциях печатных плат проектировщики обычно стремятся к наименьшим возможным переходным отверстиям, чтобы максимизировать пространство для маршрутизации и минимизировать паразитную емкость, что делает их более подходящими для высокоскоростных схем. Однако уменьшение размера переходных отверстий увеличивает производственные затраты и сталкивается с техническими ограничениями:
- Для сверления отверстий меньшего размера требуется больше времени, и они подвержены смещению центра.
- Если глубина отверстия в шесть раз превышает диаметр сверла, равномерное меднение стенок отверстия становится затруднительным.
Балансировка проектирования и производства включает в себя множество соображений. В то время как некоторые проекты могут быть напрямую отправлены в производство, другие требуют дополнительных инженерных проверок для устранения потенциальных проблем, избегая задержек, проблем с выходом продукции и проблем с надежностью.
Учитывая значительное влияние проектных решений на общие затраты и графики, эти проблемы можно предотвратить. Как производитель высоконадежных многослойных печатных плат, Wonderful PCB фокусируется на НИОКР и производстве печатных плат, поставляя быстрые, высоконадежные печатные платы. Наша миссия «Снижение затрат и повышение эффективности для электронной промышленности» подчеркивает важность рассмотрения вопросов проектирования на ранней стадии. Ниже приведены экспертные решения для оптимизации конструкций отверстий и слотов на основе реальных случаев для поддержки эффективного и экономичного производства.
Случаи дизайна отверстий
Случай 1: Стандартизация конструкции PTH/NPTH
Темы:
- Как показано на левой схеме, контактные площадки спроектированы с электрическими соединениями, но выполнены в виде неметаллизированных отверстий.
- Как показано на правой схеме, контактные площадки спроектированы без электрических соединений, а выполнены в виде металлизированных отверстий.
Рекомендации экспертов:
- Для неметаллизированных отверстий: Убедитесь, что нет электрических соединений с соответствующими колодками. Размеры колодки и отверстия должны совпадать, или колодка не должна быть спроектирована.
- Для металлизированных отверстий: Обеспечьте электрические соединения с соответствующими контактными площадками, при этом размер площадки должен быть примерно на 5 мил больше диаметра отверстия.
Избегайте проектирования металлизированных отверстий без контактных площадок, поскольку для этого требуются процессы позитивного металлизирования, которые увеличивают время выполнения заказа как минимум на один день.
Правильный дизайн:
(Левое неметаллическое отверстие, Правое металлическое отверстие)
- Предоставьте таблицу отверстий, четко разделяющую металлизированные и неметаллизированные отверстия, чтобы уменьшить коммуникацию по эквалайзеру и возможные недоразумения при проектировании.
Правильный дизайн:
Случай 2: Различение металлических и неметаллических слотов
Темы:
- Конструкция включает семь слотов, три из которых предназначены как неметаллические, а четыре как металлические слоты. Однако все слоты размещены в одном и том же GDD слой, который по умолчанию неметаллические слоты. Чтобы предотвратить обнажение меди во время фрезерования, гальванические площадки удаляются для неметаллических слотов.
Рекомендации экспертов:
- Отдельные неметаллические слоты в GDD or GM1 слой и металлические пазы в DRL слой или выделенный Слоты слой.
Правильный дизайн:
Случай 3: Четкие и последовательные аннотации отверстий
Темы:
- Слишком большие символы отверстий затрудняют сопоставление отверстий с их символами, что приводит к проблемам при определении несовпадающих положений или размеров отверстий.
- Слоты скрыты в угловых аннотациях или отсутствуют в таблице отверстий, что увеличивает риск их пропуска.
Рекомендации экспертов:
- Используйте символы отверстий соответствующего размера для однозначного соответствия просверленным отверстиям.
- Включите таблицу отверстий, отмечающую позиции и параметры слотов, или интегрируйте слоты непосредственно в DRL слой.
Правильный дизайн:
Случай 4: Избегайте конфликтов между отверстиями и слотами
Темы:
- Одна и та же позиция используется как для отверстия, так и для паза без четких указаний.
Рекомендации экспертов:
- Не проектируйте отверстие и прорезь в одном и том же месте.
- Предоставьте таблицу отверстий, отмечающую позиции и параметры слотов, и разместите слоты непосредственно в DRL слой.
Правильный дизайн:
Случай 5: Предотвращение блокировки слотов в файлах печатных плат
(pic-Отверстия и слоты для изготовления печатной платы-9)
Темы:
- Слоты могут быть «заблокированы» во время преобразования файла печатной платы в Gerber, что приведет к отсутствию проектов слотов.
Рекомендации экспертов:
- Для проектов с использованием Альтиум Дизайнер 16 или более ранней версии, разблокируйте дизайн слотов перед преобразованием файла, чтобы гарантировать включение данных слотов.
Правильный дизайн:
Случай 6: Допуск заполнения паяльной маски не должен превышать 0.2 мм
Вопрос:
- Большие отклонения в допусках заполнения паяльной маски приводят к неполному заполнению больших переходных отверстий или чрезмерному переполнению паяльной маски в малых переходных отверстиях.
Экспертная рекомендация:
- При проектировании переходных отверстий с заполнением паяльной маской убедитесь, что допуск не превышает 0.2 мм.
Правильный дизайн:
Отверстие (макс.) – Отверстие (мин.) ≤ 0.2 мм
Заключение
Эти шесть случаев иллюстрируют важность применения передового опыта и соблюдения стандартных шагов на этапе проектирования для экономии времени, предотвращения проблем и обеспечения более высокой производительности и более быстрого производства.
Являясь цифровой сервисной платформой, нацеленной на улучшение традиционных рабочих процессов в электронной промышленности, Wonderful PCB разрешила эти реальные случаи во время взаимодействия с клиентами. Предоставляя высоконадежные продукты, прозрачные условия доставки и заслуживающие доверия услуги, мы выполняем свое обещание глобальным клиентам, выполняя нашу миссию: «Снижение затрат и повышение эффективности для электронной промышленности».
