Tillverkning av enkelsidiga eller dubbelsidiga kretskort innebär vanligtvis borrning av icke-ledande eller ledande hål direkt efter att materialet har skärts, medan flerskiktskort borras efter lamineringsprocessen. Hål kategoriseras baserat på deras funktion, inklusive komponenthål, verktygshål, genomgående hål (Vias), bottenhål och nedgrävda hål (blindhål och nedgrävda hål är en typ av viahål). Konventionell borrning görs med mekanisk borrutrustning. Vid faktisk tillverkning påverkar avståndet mellan hålen vanligtvis både bearbetningsprocessen och slutproduktens tillförlitlighet.
Krav för tillverkning av hålavstånd:
Viahål (ledande hål) :
- Minsta håldiameterMekanisk borrning 0.15 mm, laserborrning 0.075 mm.
- Avstånd mellan plattor och kretskortskanter: 0.2 mm.
- Avstånd mellan via-hål (kant till kant)Får inte vara mindre än 6 mil; helst större än 8 mil. Detta är mycket viktigt och måste beaktas vid design.
- Minsta diameter på viahålet är vanligtvis inte mindre än 0.2 mm, och avståndet mellan plattorna på ena sidan bör inte vara mindre än 4 mil, helst större än 6 mil, utan någon övre gräns. Detta är mycket viktigt och bör beaktas.
Hål för dynor (PTH) :
- Avstånd mellan plattor och kretskortskanter: 0.25 mm.
- Storleken på hålet i dynan bestäms av vilken komponent som används, men det bör vara minst 0.2 mm större än komponentstiftet. Till exempel bör en komponent med ett 0.6 mm stift ha ett hål på minst 0.8 mm för att undvika svårigheter på grund av tillverkningstoleranser.
- Avstånd mellan hålen på dynan (kant mot kant)Får inte vara mindre än 0.3 mm. Ju större, desto bättre. Detta är avgörande och måste beaktas.
Opläterade hål och spår (NPTH) :
- Avstånd mellan icke-pläterade spårhålMinsta avstånd bör vara minst 1.6 mm, annars kan det orsaka en ökad risk för trasiga hål och svårigheter vid kantfräsning.
- Avståndet från icke-pläterade spår till kortkanten bör inte vara mindre än 2.0 mm för att undvika trasiga hål. Längre spår bör ha ett större avstånd från kortkanten för att förhindra separation vid kanten.
- Icke-pläterade stämplade hålFör att sammanfoga kort bör dessa hål inte vara för små eller för stora för att undvika att kortet går sönder. Det rekommenderade avståndet är vanligtvis mellan 0.2 och 0.3 mm.
Hålavståndets inverkan på tillförlitlighet:
Hål-till-hål-avstånd :
Detta hänvisar till avståndet från innerväggen i ett hål till innerväggen i ett annat, inte avståndet mellan plattorna. Det är avgörande att skilja mellan dessa mått.
Om avståndet mellan hålen är för litet, vilka potentiella problem finns det?
- Om hål inom samma nätverk är för nära varandra kan de orsaka trasiga hål, grader och andra defekter som påverkar utseendet och monteringen.
- För hål i olika nätverk kan otillräckligt avstånd orsaka trasiga hål, grader eller till och med kortslutningar på grund av kapillär effekt.
Kapilläreffekt (spånsugningseffekt) : Kapilläreffekten uppstår på grund av borrkronans höga rotationshastighet och det tryck den utövar på det omgivande kretskortsmaterialet. Detta kan lossa glasfibern inuti kortet, vilket leder till problem som dålig hålbildning och kortslutningar när kopparpläteringen penetrerar dessa lösa områden.
Enligt IPC-A-600G -riktlinjerna:
För kapilläreffekten bör B inte minska spåravståndet under det minimum som krävs enligt upphandlingsspecifikationerna, och A bör inte överstiga 80 mm (3.150 tum). Detsamma gäller hålavståndet.
En annan negativ effekt orsakad av snäva hålavstånd är CAF-effekten (Conductive Anodic Filamentation) :
- CAF-effektDet hänvisar till kopparjoner som migrerar längs mikrosprickor i hartset eller glasfibern mellan ledare under höga spännings- och temperaturförhållanden, vilket leder till läckströmmar.
- Detta inträffar när kretskortet/PCBA:n används i miljöer med hög temperatur och hög luftfuktighet, vilket resulterar i dålig isolering mellan ledarna och eventuell kortslutning. CAF inträffar vanligtvis mellan vior, eller mellan vior och spår, eller mellan yttre spår, vilket minskar isoleringen och leder till fel.
Kontroller av tillverkningsbarhet för hålavstånd:
1. Samma nätverksvias : Om två vias är för nära varandra under borrning kan kretskortets borrningseffektivitet försämras. Efter borrning av det första hålet kan materialet mellan hålen bli för tunt, vilket resulterar i ojämna krafter på borrkronan, inkonsekvent kylning och borrbrott. Detta leder till dålig hålbildning eller osammanhängande vias.
2. Olika nätverksvias : Varje lager i ett kretskort kräver en via-platta med specifika omgivande miljöförhållanden, inklusive huruvida spåren ligger intill varandra eller inte. Om avståndet är otillräckligt kan vissa via-plattor förlora sin kopparanslutning, vilket potentiellt kan orsaka kortslutningar. För att undvika detta är ett säkerhetsavstånd på 3 mm mellan olika nätverksvias avgörande.
3. Olika hål i nätverkskomponenter : Mindre justeringsförskjutningar under produktionen kan påverka avståndet mellan hål i olika nätverk. I dessa fall säkerställs säkerhetsavståndet genom att trimma plattan. Denna trimning kan leda till oregelbundna former eller, i värsta fall, orsaka att hålet går sönder eller skapar en kortslutning under lödning.
4. Blinda och nedgrävda vias :
- Blinda ViasDessa är vias som förbinder interna lager med de yttre lagren men passerar inte genom hela kretskortet.
- Begravda ViasDessa förbinder endast de interna lagren och är osynliga från kretskortets yta.
När avståndet mellan blinda och nedgrävda vias är för litet eller obefintligt, resulterar det i ett "staplat hål". Konstruktionen kan stöta på tillverkningssvårigheter, särskilt när vias placering inte möjliggör korrekt anslutning. I sådana fall krävs en speciell process för att säkerställa att viorna är elektriskt anslutna efter borrning. Detta innebär att man slutför borrningen av den nedgrävda via före plätering och sedan borrar blinda viorna.
