Was ist die Funktion und das Prinzip von PCB Via Hole?

A PCB via hole is an open hole, drilled through a PCB. The wall of the hole is coated with a plating solution, which allows electrical signals to flow through the hole. When drilling a via hole, it is important to follow fabricator rules to ensure the correct diameter and aspect ratio. The minimum distance between adjacent vias must also be observed.

Through-hole vias

PCB through-hole vias are commonly used for signal transitions on circuit boards. There are various types of vias, including blind vias, buried vias, and microvias. Each type of via requires a certain procedure during placement. These vias are placed during the routing stage of the design process and can either be manually placed or automatically placed using EDA software. By following PCB via design rules, a circuit board can be manufactured to the exact specifications it needs.

The principle and function of PCB through-hole vias is to route the signal away from the pad. This is usually done with the use of a solder mask. This will prevent solder paste from wicking into the via, which can result in connection failures. However, if a via is positioned inside a pad drilling hole, the soldermask cannot be used on the via, which creates a reliability problem during assembly.

Buried vias

Buried vias are used to increase the circuitry on a PCB without increasing the board’s size or weight. They are fabricated using a different process from a standard double-sided PCB. Unlike other types of buried vias, they do not affect surface mount components or trace.

Buried vias are often used for design reasons, including meeting component density requirements. They also reduce board size, but the process also requires more precision checks and steps in the manufacturing process. Buried vias are also cheaper to produce, but you should use a reputable electronic contract manufacturing partner for the project.

Microvias

Microvias are holes with a small diameter that are plated. They are used to increase wiring density while reducing the number of layers on the circuit board. Microvias also reduce the need for through-hole vias and allow for a smaller overall pad size. They are also one of the most cost-effective methods for increasing wiring density. This article focuses on the benefits of microvias and how they can help you make your design work better.

Microvias are used to reduce the number of holes on a printed circuit board. They can be as small as 15 um in diameter. This technique requires more time and effort but has significant advantages. Microvias also offer better signal integrity because they have shorter connection paths with less parasitic inductance.

Anilinear ring

The PCB via hole is a hole drilled through all layers of the PCB and plated with copper for electrical connection. This hole has a cylindrical shape and a thin diameter. Its diameter and strength depend on the diameter of the copper pad surrounding it.

PCB vias can be made of different materials. The materials used in vias are often made from various metals. Vias are typically made of copper or epoxy. Using via-in-pads minimizes PCB space, resulting in smaller boards. However, this practice can be troublesome because soldering may fill up the via holes. This is why it is recommended to use via-in-pads as little as possible.

Reliability

When designing a PCB, it is important to consider how reliable the PCB via hole is. If it fails to operate reliably, it can lead to reliability issues. Reliability issues may also result from solder leakage into the via. This webinar will help you understand why reliability of PCB via holes is important, and offer some solutions.

A PCB via hole’s reliability depends on its size. There are two basic types of via holes: blind vias and buried vias. Both are important for signal integrity, as they reduce noise and EMI, and help prevent cracking and delamination. In general, the size of a PCB via hole should be six to 150 micrometers.

Benefits

PCB via holes are an excellent way to ensure the reliability of your circuit boards. They allow the PCB to be plated without air or other liquids getting trapped inside. By using this technique, you can increase the reliability of your circuit boards and improve assembly yields. This process is also very effective in helping you minimize the risk of voids.

PCB via hole technology is a popular method of signal transfer. This technique places copper pads directly on the via, rather than routing a signal trace away from the component’s copper surface. This process also reduces the amount of space needed for trace routing. This method is most commonly used with BGA components with pitches of 0.5mm and smaller. Using this technology reduces the length of signal paths and reduces both capacitance and parasitic inductance.

Was sind die meisten Probleme mit SMT Footprint?

SMT footprint is widely used for implementing microcontrollers. However, there are several problems related to SMT. Here are the common ones: Insufficient solder, thermal imbalances, and misplacement of components. These problems can also be caused by faulty part name, library name, and footprint.

Misplacement of components

If a component is dropped rather than placed on a surface mount footprint, the result can be a faulty PCB. In this case, a modification is necessary to the design to ensure that all parts are visible from above. In such a case, AOI may be used to detect the fault before the reflow process begins.

A bad placement of SMT components can lead to poor performance and even board failure. It is very important to place parts according to the schematics in order to avoid these problems. It is also important to keep analog and digital components separated and allow for clear signal return paths on the reference plane.

Thermal imbalances

SMT footprints can be a problem because they do not allow the proper amount of solder to reach the in-circuit test points. This can lead to poor solder joints, especially if the component is wave-solderable. However, this issue can be avoided by properly building the PCB footprint. To do this, it is important to remember to create the pads of the part to be large enough to contain solder paste. When the pads are too small, too much solder may flow over to another pad, causing bridging. This can be caused by improperly created pads or solder paste masks. It can also happen if the parts are placed too close together.

Another problem with smt footprints is the uneven amount of copper on both sides of the footprint. This can lead to component misplacement and thermal imbalance. In order to avoid this problem, PCBs should have a balanced copper distribution. It is also important to have the proper reflow profile to reduce delta T. This will also improve the surface finish of the PCB. The presence of moisture trapped within the component can also lead to thermal imbalances. Hence, PCBs should be stored in a humidity cabinet or pre-baked before use.

Insufficient solder

SMT footprint problems occur due to excess solder, which can flow into the wrong places during the soldering process. This can cause shorts or electrical problems. It also makes the solder look dull. Excess solder can also be caused by improper design, with pads and traces being too small or thin.

Often, SMT parts placed too close to in-circuit test points interfere with the ability of the test probes to make contact. Another common problem with SMT parts is that larger components may be placed in front of the smaller ones, causing shadowing. Designers should place smaller components in front of the larger components to avoid this problem.

Insufficient solder can cause poor strength and weak joints. Insufficient wetting can also lead to a metal oxide layer on the bonded object. Solder paste must be properly applied to both the pads and the pins to ensure that the joint will remain strong.

Pad-to-pin mismatch

A problem with pad-to-pin mismatch in SMT footprint can lead to insufficient solder. This problem can cause a circuit board to be rejected from a manufacturer. There are several ways to avoid it. First, always use the right footprint library. It will help you select the right size of component pads. Secondly, keep in mind that the distance between the pad edge and the silkscreen must be the same.

Second, an incorrectly matched pad is likely to result in impedance mismatch. The problem can occur at a number of locations, including board-to-board connectors, AC coupling capacitors, and cable-to-board connectors.

Der Prototyping-Prozess für Leiterplatten

Das Prototyping von Leiterplatten (PCB) umfasst eine Reihe von Schritten, die mit der Erstellung eines PCB-Designs beginnen. Diese Schritte umfassen die Erstellung der erforderlichen Durchgangslöcher und die Verwendung von Hartmetallbohrern oder NC-Bohrmaschinen zur Herstellung der Löcher. Sobald die Durchgangslöcher erstellt sind, wird eine dünne Kupferschicht chemisch in die Durchgangslöcher eingebracht. Diese Kupferschicht wird dann durch elektrolytische Verkupferung verdickt.

Gerber-Datei

Eine Gerber-Datei ist eine Datei mit detaillierten Beschreibungen von Bauteilen. Diese Dateien werden häufig zur Unterstützung bei der Fehlersuche und bei der Erstellung von Leiterplatten verwendet. Um sicherzustellen, dass Ihre Gerber-Datei die richtigen Informationen enthält, sollten Sie sie mit einem Tool wie FreeDFM auf Fehlerfreiheit prüfen. Es ist auch eine gute Idee, eine reine Textdatei einzureichen, wenn Sie zusätzliche Informationen benötigen, die nicht in der Gerberdatei enthalten sind. Sie sollten auch die korrekte Mapping-Datei und die passenden Dateien bereitstellen, die von den Leiterplattenherstellern für die Produktion Ihrer Leiterplatte benötigt werden.

Sie können verschiedene Softwareanwendungen zur Erstellung von PCB-Gerber-Dateien verwenden, darunter auch PCB-Designer-Software. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen erfahrenen Leiterplattenhersteller mit der Erstellung der Gerber-Datei zu beauftragen.

Siebdruck

Beim Prototyping von Leiterplatten im Siebdruckverfahren werden traditionell Schablonen verwendet, um Markierungen auf einer Leiterplatte anzubringen. Diese Schablonen ähneln denen, die beim Sprühlackieren des Nummernschilds eines Autos verwendet werden. Die Entwicklung von Leiterplatten hat sich jedoch seither weiterentwickelt, und auch die Methoden zum Aufbringen von Siebdrucken wurden verbessert. Beim Siebdruck wird Epoxidharzfarbe durch die Schablone gedrückt, um den gewünschten Text oder das gewünschte Bild zu erzeugen. Die Farbe wird dann in ein Laminat eingebrannt. Diese Methode hat jedoch ihre Nachteile und ist nicht ideal für hochauflösende Drucke.

Sobald der Siebdruck abgeschlossen ist, verwendet der Hersteller die Siebdruckinformationen, um ein Transfersieb herzustellen und die Informationen auf die Leiterplatte zu übertragen. Alternativ kann der Verarbeiter auch die modernere Methode wählen, direkt auf die Leiterplatte zu drucken, ohne ein Transfersieb zu verwenden.

Reflow-Ofen

Ein Reflow-Ofen ist ein Ofentyp, der Infrarotlicht zum Schmelzen der Lötpaste und zum Zusammenbau der Komponenten einer Leiterplatte verwendet. Diese Art von Ofen hat mehrere Vorteile. Die Prozessgeschwindigkeit ist einstellbar und die Temperatur jeder Zone kann unabhängig geregelt werden. Die Leiterplatten werden dem Ofen über ein Förderband mit kontrollierter Geschwindigkeit zugeführt. Die Techniker stellen die Geschwindigkeit, die Temperatur und das Zeitprofil je nach den Anforderungen der Leiterplatte ein.

Der erste Schritt im Reflow-Lötprozess besteht darin, Lötpaste auf die oberflächenmontierten Pads der Bauteile aufzutragen. Die Lötpaste hält die Bauteile an Ort und Stelle, während die Bauteile gelötet werden. Es sind verschiedene Arten von Lötpaste erhältlich. Die Wahl der richtigen Art für Ihre Bedürfnisse ist eine wichtige Entscheidung.

Reflow

Das Reflow-Verfahren ist eine gängige Technik, die beim Prototyping von Leiterplatten eingesetzt wird. Dabei wird eine Lötpaste verwendet, um die verschiedenen Komponenten auf der Leiterplatte zusammenzuhalten. Wenn die Bauteile zusammengelötet sind, werden sie elektrisch verbunden. Der Prozess beginnt mit dem Vorheizen der Einheiten, wobei ein Temperaturprofil eingehalten wird, das flüchtige Lösungsmittel aus der Lötpaste entfernt.

Die Temperatur ist entscheidend für eine qualitativ hochwertige Lötstelle. Der Reflow-Prozess muss innerhalb einer angemessenen Zeit abgeschlossen werden. Unzureichende Hitze führt zu unwirksamen Verbindungen, während zu große Hitze die Leiterplattenkomponenten beschädigt. Im Allgemeinen liegt die Reflow-Zeit zwischen 30 und 60 Sekunden. Ist die Reflowzeit jedoch zu lang, erreicht das Lot seinen Schmelzpunkt nicht und kann zu spröden Verbindungen führen.

Reflow-Ofen für vierseitige PCBs

Ein Reflow-Ofen für das Prototyping von vierseitigen Leiterplatten (PCB) ist ein Ofen, der für das Reflow-Lötverfahren verwendet wird. Es umfasst eine Reihe von wichtigen Schritten und die Verwendung hochwertiger Materialien. Für die Produktion größerer Stückzahlen wird häufig das Wellenlöten verwendet. Das Wellenlöten erfordert eine bestimmte Leiterplattengröße und -ausrichtung. Einzelne Lötungen können auch mit einem Heißluftkolben durchgeführt werden.

Ein Reflow-Ofen hat mehrere unterschiedliche Heizzonen. Er kann eine oder mehrere Zonen haben, die so programmiert sind, dass sie der Temperatur der Leiterplatte entsprechen, wenn diese die jeweilige Zone durchläuft. Diese Zonen werden mit einem SMT-Programm eingerichtet, bei dem es sich in der Regel um eine Abfolge von Sollwerten, Temperatur und Bandgeschwindigkeit handelt. Diese Programme sorgen für vollständige Transparenz und Konsistenz während des gesamten Reflow-Prozesses.

 

PCB-Lötmaskenarten - Die 4 Arten von Lötmasken für PCBs

Um die richtige Lötstoppmaske für Ihr Projekt auszuwählen, müssen Sie mit den Spezifikationen vertraut sein. Diese Spezifikationen geben die Härte, die Lagerfähigkeit und die Entflammbarkeit des Produkts an. Außerdem geben sie die Beständigkeit der Lötmaske gegen Oxidation, Feuchtigkeit und biologisches Wachstum an. Sie sollten sich auch für eine matte oder satinierte Lötmaske entscheiden, da diese das Abperlen des Lots minimieren kann.

LPI-Lötmaske

In der Vergangenheit boten die Leiterplattenhersteller zwei verschiedene LPI-Lötmaskenarten an - matt und glänzend. Nur wenige Kunden gaben an, welche Art sie wollten, so dass die Entscheidung oft dem Hersteller überlassen wurde. Heute jedoch können die Kunden die Vorteile jeder Art von Oberfläche abwägen. Zwar gibt es kaum Leistungsunterschiede zwischen den beiden Lötmaskentypen, aber für manche ist eine glänzende Oberfläche attraktiver.

Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Arten von Lötstoppmasken besteht in ihrem Anbringungsverfahren. Bei der ersten Art handelt es sich um eine fotobeschreibbare Trockenfilm-Lötstoppmaske, die ähnlich wie ein Aufkleber ist, nur dass sie durch Lötzinn zusammengehalten wird. Nach dem Lötvorgang wird die fotobebilderbare Trockenfilm-Lötmaske von einer Seite abgezogen und der Rest des Materials mit der Maske nach unten auf die Leiterplatte aufgebracht. Der zweite Typ ist die Flüssiglötmaske, bei der das gleiche Verfahren ohne den Aufkleber angewandt wird.

LPI-Lötmasken können im Siebdruckverfahren oder durch Sprühbeschichtung auf die Leiterplatte aufgebracht werden. Diese Lötmasken werden am häufigsten in Verbindung mit elektrolytlosen Nickel-, Tauchgold- oder Heißluft-Lötstopplacken verwendet. Für eine ordnungsgemäße Anwendung sollte die Leiterplatte gereinigt und frei von Verunreinigungen sein, und die Lötmaske muss gründlich aushärten.

Epoxid-Lötmaske

Es gibt zwei Haupttypen von Epoxid-Lötmasken. Eine Art besteht aus flüssigem Epoxid, das im Siebdruckverfahren auf eine Leiterplatte aufgebracht wird. Diese Methode des Lötmasken-Drucks ist die preiswerteste und beliebteste. Ein gewebtes Netz wird verwendet, um das Farbblockiermuster zu unterstützen. Das flüssige Epoxidharz härtet während der thermischen Aushärtung aus. Anschließend wird ein Farbstoff in das Epoxidharz gemischt, der aushärtet, um die gewünschte Farbe zu erzeugen.

Die Dicke der Lötmaske hängt davon ab, wo sich die Leiterbahnen auf der Leiterplatte befinden. In der Nähe der Kanten der Kupferbahnen ist die Dicke dünner. Die Dicke sollte mindestens 0,5 mils über diese Leiterbahnen betragen und kann bis zu 0,3 mils betragen. Außerdem kann die Lötstoppmaske auf eine Leiterplatte aufgesprüht werden, um eine gleichmäßige Dicke zu erzielen.

Die verschiedenen Arten von Lötmasken sind in unterschiedlichen Farben erhältlich. Die gebräuchlichste Farbe ist grün, aber es gibt sie auch in schwarz, weiß, orange und rot. Je nach Anwendung können Sie eine Farbe wählen, die am besten zu Ihrem Projekt passt.

Transparente Lötmaske

Es gibt verschiedene Arten von transparenten Lötmasken für die Leiterplattenherstellung. Diese werden verwendet, um Kupferbahnen vor Oxidation zu schützen. Diese Masken verhindern auch die Bildung von Lötbrücken zwischen den Lötaugen. Sie bieten zwar keine perfekte Transparenz, können aber dennoch effektiv sein, um Ihre Designziele zu erreichen.

Für welche Art von Lötmaske Sie sich entscheiden, hängt jedoch von mehreren Faktoren ab, z. B. von den Abmessungen der Leiterplatte, dem Oberflächenlayout, den Komponenten und den Leitern. Sie müssen auch die endgültige Anwendung berücksichtigen. Möglicherweise gibt es auch Industrienormen, die Sie einhalten müssen, insbesondere wenn Sie in einer regulierten Branche arbeiten. Im Allgemeinen sind flüssige fotobeschriftbare Masken die gängigste und zuverlässigste Option für die Leiterplattenherstellung.

Neben den gängigen Farben gibt es auch einige einzigartige Lötmaskenarten. So gibt es zum Beispiel seltenere, farbige Masken, die für Designer und Nischenelektroniker nützlich sein können. Die Art der verwendeten Lötstoppmaske hat Auswirkungen auf die Leistung der Leiterplatte, daher ist es wichtig, den richtigen Typ für die Anforderungen Ihres Projekts zu wählen.

Graphit-Lötmaske

Verschiedene Farben von Lötmasken haben unterschiedliche Viskositäten, und es ist wichtig, den Unterschied zu kennen, wenn Sie eine für Ihre Leiterplatte verwenden wollen. Grüne Lötstoppmasken haben die niedrigste Viskosität, während schwarze Masken die höchste haben. Grüne Masken sind flexibler und lassen sich daher leichter auf Leiterplatten mit hoher Bauteildichte aufbringen.

Diese Lötmasken bieten Schutz für Leiterplatten und deren Oberflächenbeschaffenheit. Sie sind insbesondere für Geräte geeignet, die eine hohe Leistung und einen ununterbrochenen Betrieb erfordern. Sie eignen sich auch für Anwendungen, die eine verlängerte Präsentationsdauer erfordern. Diese Lötmasken sind eine zeitsparende Alternative zur manuellen Maskierung mit hitzebeständigen Bändern.

Eine andere Art von Lötmaske ist die fotobebilderbare Trockenfilm-Lötmaske. Bei dieser Art von Lötmaske wird ein Bild auf der Folie erzeugt, das dann auf die Kupferpads der Leiterplatte gelötet wird. Der Prozess ähnelt dem einer LPI, aber die Trockenfilm-Lötmaske wird in Bögen aufgetragen. Das Verfahren sorgt dafür, dass die unerwünschte Lötmaske auf der Leiterplatte haftet und die darunter befindlichen Luftblasen entfernt werden. Anschließend entfernen die Mitarbeiter die Folie mit Lösungsmittel und härten die verbleibende Lötmaske thermisch aus.

Altium Designer – A Basic Guideline From Schematic to PCB Design

In this Altium Designer tutorial, you’ll learn how to create a schematic and compile it into a PCB design. You’ll also learn about importing components into a blank PCB layout and identifying routing requirements. Then, you’ll know what to do next to get your PCB ready for fabrication.

Creating a schematic in Altium Designer

Creating a schematic in Altium Designer can be done by importing an existing schematic file or by creating a new schematic. If you’ve created a circuit board before, it’s not necessary to start from scratch. Altium Designer includes guidelines for design reuse. To begin, open the board’s schematic window.

Altium Designer has two environments: the primary document editing environment and workspace panels. Some panels dock on the left side of the tool, while others pop out or are hidden. To move around a schematic, click and hold the right mouse button or hold the left Ctrl key while clicking the screen. To zoom, use the options on the top menu.

You can then drag and drop components to the schematic. You can also use the explorer window to view and select components. Alternatively, click and drag on the schematic window to place them. You can also hold down the mouse button to set a component.

Compiling it to a pcb design

Once you have a schematic, you can use Altium designer to compile it to a PCB design. It has several features, including the ability to create a library of components. Then, you can set the footprints for your components, and choose from the various options for each. Depending on the size and density of your board, you can choose the normal (N) or medium (M) footprint.

After you’ve created your PCB layout, you’ll want to add the schematic to your project. This will automatically link your schematic and BOM. Altium Designer can even compile your schematic data automatically while you’re creating your design. To do this, click on the library tab in the left pane of the screen. On the next screen, you’ll want to check that the components you’ve added are properly integrated into the PCB layout.

Importing components into a blank PCB layout

Importing components into a blank PCBA layout in Altium Designer is a quick and easy process. After you import the components, you can turn on or off specific layers, and then arrange them in the PCB. After that, you can route traces between the components.

First, you need to create a schematic PCB layout. To do so, add a new schematic or add an existing schematic. Then, on the left screen, click on the library tab. You can then check to see if the component you selected is integrated.

After you import the components, Altium Designer will check for the compliance of the schematic with the design rules. This is an important step in the design process, because errors in the schematic may affect the quality of your finished PCB.

Routing requirements in Altium Designer

Altium Designer includes built-in tools for managing routing requirements. These tools are useful when adding new components to a schematic or PCB. However, there are still some rules to adhere to when auto-routing. The first tool to use for routing requirements is a net class. Once configured, a net class will automatically route the components in an appropriate way.

A rule-driven design engine is also included in Altium Designer to ensure that the PCB layout complies with all signaling standards. The rules-driven design engine also checks the layout against various design requirements to ensure that it follows the design rules. As a result, Altium Designer ensures the quality of your design. In addition, successful PCB routing starts with the right stackup, which supports your impedance goals and trace density requirements. This step allows you to set specific impedance profiles for important nets, so that the signal is not lost during routing.

Steps in the process

Once you have created a schematic, you can export it in the form of a netlist or bill of materials in Altium Designer. These files are required for the fabrication of the PCB. They contain all of the necessary information for manufacturing the board, including a list of all of the required materials. In addition, these documents can be reviewed after each step.

Altium Designer also has a tool for schematic capture, which allows you to import schematic components into a PCB layout. The software will then generate a PcbDoc file and a blank printed circuit board document.