Jaka jest funkcja i zasada działania otworu przelotowego PCB?

Otwór przelotowy w płytce drukowanej to otwarty otwór wywiercony w płytce drukowanej. Ściana otworu jest pokryta roztworem galwanicznym, który umożliwia przepływ sygnałów elektrycznych przez otwór. Podczas wiercenia otworu przelotowego ważne jest przestrzeganie zasad producenta, aby zapewnić prawidłową średnicę i współczynnik kształtu. Należy również przestrzegać minimalnej odległości między sąsiednimi przelotkami.

Przelotki przelotowe

Przelotki przelotowe PCB są powszechnie stosowane do przejść sygnałów na płytkach drukowanych. Istnieją różne rodzaje przelotek, w tym przelotki ślepe, przelotki zagłębione i mikroprzelotki. Każdy typ przelotki wymaga określonej procedury podczas umieszczania. Przelotki te są umieszczane na etapie trasowania w procesie projektowania i mogą być umieszczane ręcznie lub automatycznie za pomocą oprogramowania EDA. Przestrzegając zasad projektowania przelotek PCB, płytkę drukowaną można wyprodukować zgodnie z dokładnymi specyfikacjami.

Zasada i funkcja przelotek przelotowych na płytkach drukowanych polega na kierowaniu sygnału z dala od padu. Zwykle odbywa się to za pomocą maski lutowniczej. Zapobiega to przedostawaniu się pasty lutowniczej do przelotki, co może skutkować awarią połączenia. Jednakże, jeśli przelotka jest umieszczona wewnątrz otworu wierconego w padzie, maska lutownicza nie może być użyta na przelotce, co stwarza problem z niezawodnością podczas montażu.

Zakopane przelotki

Zakopane przelotki są używane do zwiększenia obwodów na płytce drukowanej bez zwiększania jej rozmiaru lub wagi. Są one wytwarzane przy użyciu innego procesu niż standardowa dwustronna płytka PCB. W przeciwieństwie do innych typów zakopanych przelotek, nie wpływają one na komponenty do montażu powierzchniowego ani na ścieżki.

Zagrzebane przelotki są często stosowane ze względów projektowych, w tym w celu spełnienia wymagań dotyczących gęstości upakowania komponentów. Zmniejszają one również rozmiar płytki, ale proces ten wymaga również bardziej precyzyjnych kontroli i etapów procesu produkcyjnego. Wbudowane przelotki są również tańsze w produkcji, ale należy skorzystać z usług renomowanego partnera w zakresie kontraktowej produkcji elektronicznej.

Microvias

Mikropory to otwory o małej średnicy, które są powlekane. Służą one do zwiększenia gęstości okablowania przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby warstw na płytce drukowanej. Mikroprzelotki zmniejszają również zapotrzebowanie na przelotki przelotowe i pozwalają na mniejszy całkowity rozmiar podkładki. Są one również jedną z najbardziej opłacalnych metod zwiększania gęstości okablowania. Niniejszy artykuł koncentruje się na zaletach mikroprzelotek i tym, jak mogą one pomóc w usprawnieniu projektu.

Mikropory są stosowane w celu zmniejszenia liczby otworów na płytce drukowanej. Mogą one mieć średnicę nawet 15 um. Technika ta wymaga więcej czasu i wysiłku, ale ma znaczące zalety. Mikropory oferują również lepszą integralność sygnału, ponieważ mają krótsze ścieżki połączeń z mniejszą indukcyjnością pasożytniczą.

Pierścień anilinowy

Otwór przelotowy PCB to otwór wywiercony przez wszystkie warstwy płytki drukowanej i pokryty miedzią w celu połączenia elektrycznego. Otwór ten ma kształt cylindryczny i cienką średnicę. Jego średnica i wytrzymałość zależą od średnicy otaczającej go miedzianej podkładki.

Przelotki PCB mogą być wykonane z różnych materiałów. Materiały stosowane w przelotkach są często wykonane z różnych metali. Przelotki są zazwyczaj wykonane z miedzi lub żywicy epoksydowej. Korzystanie z przelotek minimalizuje przestrzeń na PCB, co skutkuje mniejszymi płytkami. Jednak praktyka ta może być kłopotliwa, ponieważ lutowanie może wypełnić otwory przelotek. Dlatego zaleca się stosowanie przelotek tak rzadko, jak to możliwe.

Niezawodność

Podczas projektowania PCB ważne jest, aby wziąć pod uwagę niezawodność otworu przelotowego PCB. Jeśli nie działa niezawodnie, może to prowadzić do problemów z niezawodnością. Problemy z niezawodnością mogą również wynikać z wycieku lutowia do przelotki. To webinarium pomoże ci zrozumieć, dlaczego niezawodność otworów przelotowych na PCB jest ważna i zaoferuje kilka rozwiązań.

Niezawodność otworu przelotowego na płytce drukowanej zależy od jego rozmiaru. Istnieją dwa podstawowe typy otworów przelotowych: ślepe i zagłębione. Oba są ważne dla integralności sygnału, ponieważ redukują szumy i zakłócenia elektromagnetyczne oraz pomagają zapobiegać pękaniu i rozwarstwianiu. Ogólnie rzecz biorąc, rozmiar otworu przelotowego na płytce drukowanej powinien wynosić od sześciu do 150 mikrometrów.

Korzyści

Otwory przelotowe PCB to doskonały sposób na zapewnienie niezawodności płytek drukowanych. Pozwalają one na pokrycie płytki PCB bez uwięzienia w niej powietrza lub innych płynów. Korzystając z tej techniki, można zwiększyć niezawodność płytek drukowanych i poprawić wydajność montażu. Proces ten jest również bardzo skuteczny w minimalizowaniu ryzyka powstawania pustych przestrzeni.

Technologia otworów przelotowych na PCB jest popularną metodą przesyłania sygnału. Technika ta polega na umieszczeniu miedzianych padów bezpośrednio na przelotce, zamiast prowadzenia ścieżki sygnału z dala od miedzianej powierzchni komponentu. Proces ten zmniejsza również ilość miejsca potrzebnego do poprowadzenia ścieżek. Metoda ta jest najczęściej stosowana z komponentami BGA o rozstawie 0,5 mm i mniejszym. Zastosowanie tej technologii zmniejsza długość ścieżek sygnałowych i redukuje zarówno pojemność, jak i indukcyjność pasożytniczą.

Jakie są największe problemy z SMT Footprint?

Technologia SMT jest szeroko stosowana do implementacji mikrokontrolerów. Istnieje jednak kilka problemów związanych z SMT. Oto najczęstsze z nich: Niewystarczająca ilość lutu, nierównowaga termiczna i niewłaściwe umieszczenie komponentów. Problemy te mogą być również spowodowane błędną nazwą części, nazwą biblioteki i footprintem.

Niewłaściwe umieszczenie komponentów

Jeśli komponent zostanie upuszczony, a nie umieszczony na powierzchni montażowej, wynikiem może być wadliwa płytka drukowana. W takim przypadku konieczna jest modyfikacja projektu, aby zapewnić, że wszystkie części są widoczne z góry. W takim przypadku AOI może być wykorzystane do wykrycia usterki przed rozpoczęciem procesu reflow.

Złe rozmieszczenie komponentów SMT może prowadzić do słabej wydajności, a nawet awarii płytki. Bardzo ważne jest, aby umieścić części zgodnie ze schematem, aby uniknąć tych problemów. Ważne jest również, aby oddzielić komponenty analogowe od cyfrowych i zapewnić wyraźne ścieżki powrotu sygnału na płaszczyźnie odniesienia.

Nierównowaga termiczna

Ślady SMT mogą stanowić problem, ponieważ nie pozwalają na dotarcie odpowiedniej ilości lutowia do punktów testowych w obwodzie. Może to prowadzić do słabych połączeń lutowniczych, zwłaszcza jeśli komponent jest lutowany na fali. Problemu tego można jednak uniknąć, prawidłowo budując footprint PCB. Aby to zrobić, należy pamiętać, aby pady części były wystarczająco duże, aby pomieścić pastę lutowniczą. Gdy pady są zbyt małe, zbyt dużo lutu może przepłynąć na inny pad, powodując mostkowanie. Może to być spowodowane nieprawidłowo utworzonymi padami lub maskami pasty lutowniczej. Może się to również zdarzyć, jeśli części są umieszczone zbyt blisko siebie.

Innym problemem związanym z footprintami smt jest nierówna ilość miedzi po obu stronach footprintu. Może to prowadzić do niewłaściwego rozmieszczenia komponentów i braku równowagi termicznej. Aby uniknąć tego problemu, płytki PCB powinny mieć zrównoważony rozkład miedzi. Ważne jest również, aby mieć odpowiedni profil rozpływu, aby zmniejszyć delta T. Poprawi to również wykończenie powierzchni PCB. Obecność wilgoci uwięzionej w komponencie może również prowadzić do nierównowagi termicznej. Dlatego płytki PCB powinny być przechowywane w szafie wilgotnościowej lub wstępnie wypalane przed użyciem.

Niewystarczająca ilość lutu

Problemy z footprintami SMT występują z powodu nadmiaru lutowia, które może przepływać w niewłaściwe miejsca podczas procesu lutowania. Może to powodować zwarcia lub problemy elektryczne. Sprawia to również, że lut wygląda matowo. Nadmiar lutu może być również spowodowany niewłaściwym projektem, w którym pady i ścieżki są zbyt małe lub cienkie.

Często części SMT umieszczone zbyt blisko punktów testowych w obwodzie zakłócają zdolność sond testowych do nawiązania kontaktu. Innym częstym problemem z częściami SMT jest to, że większe komponenty mogą być umieszczone przed mniejszymi, powodując cieniowanie. Projektanci powinni umieszczać mniejsze komponenty przed większymi, aby uniknąć tego problemu.

Niewystarczająca ilość lutu może powodować niską wytrzymałość i słabe połączenia. Niewystarczające zwilżenie może również prowadzić do powstania warstwy tlenku metalu na łączonym obiekcie. Pasta lutownicza musi być odpowiednio nałożona zarówno na pady, jak i piny, aby zapewnić, że połączenie pozostanie mocne.

Niedopasowanie padów do pinów

Problem z niedopasowaniem padów do pinów w footprintach SMT może prowadzić do niewystarczającej ilości lutowia. Problem ten może spowodować odrzucenie płytki drukowanej przez producenta. Istnieje kilka sposobów, aby tego uniknąć. Po pierwsze, zawsze używaj odpowiedniej biblioteki footprintów. Pomoże ona wybrać odpowiedni rozmiar pól komponentów. Po drugie, należy pamiętać, że odległość między krawędzią pada a sitodrukiem musi być taka sama.

Po drugie, nieprawidłowo dopasowany pad może skutkować niedopasowaniem impedancji. Problem ten może wystąpić w wielu miejscach, w tym w złączach płytka-płytka, kondensatorach sprzęgających AC i złączach kabel-płytka.

The Printed Circuit Board Prototyping Process

A printed circuit board (PCB) prototyping process involves a series of steps, starting with the creation of a PCB design. These steps include generating the required through holes and using carbide drill bits or NC drill machines to create the holes. Once the through holes have been created, a thin layer of copper is chemically deposited into the through holes. This copper layer is then thickened through electrolytic copper plating.

Gerber file

A Gerber file is a file with detailed descriptions of components. These files are often used to help with the debugging process and to create printed circuit boards. To make sure that your Gerber file contains the correct information, you should check that it is free from errors by using a tool like FreeDFM. It is also a good idea to submit a plain text file if you need to include additional information that is not included in the Gerber file. You should also provide the correct mapping file and matching files, which are required by PCB manufacturers to produce your PCB.

You can use several software applications to create PCB Gerber files, including PCB designer software. Another option is to use an experienced PCB manufacturer to create the Gerber file for you.

Silkscreen

Traditionally, the Silkscreen printed circuit board prototyping process has relied on stencils to apply markings on a circuit board. These stencils are similar to the ones that are used when spray painting a car’s number plate. However, PCB development has progressed since that time and silkscreen application methods have improved as well. With silkscreen printing, epoxy ink is pushed through the stencil to create the desired text or imagery. The ink is then baked into a laminate. However, this method has its drawbacks and is not ideal for high-resolution printing.

Once the silkscreen is complete, the fabricator will use the silk screen information to make a transfer screen and transfer the information to the PCB. Alternatively, the fabricator may also choose to use the more modern method of printing directly on the PCB without a transfer screen.

Reflow oven

A reflow oven is a type of oven that uses infrared light to melt the solder paste and assemble the components of a printed circuit board. This type of oven has several advantages. The process speed is adjustable and the temperature of each zone can be independently controlled. PCBs are fed into the oven by conveyor at a controlled rate. Technicians adjust the speed, temperature, and time profile depending on the needs of the PCB.

The first step in the reflow soldering process is to apply solder paste to the surface mount pads of the components. The solder paste holds the components in place while the components are soldered. Various types of solder paste are available. Choosing the type that is right for your needs will be an important decision.

Reflow

The reflow process is a common technique used in printed circuit board prototyping. It uses a solder paste to hold together the various components on the board. When the components are soldered together, they become electrically connected. The process begins by pre-heating the units, following a temperature profile that will remove volatile solvents from the solder paste.

The temperature is crucial for a quality solder joint. The reflow process must be completed within a reasonable time. Insufficient heat will result in ineffective joints, while excessive heat will damage the circuit board components. Generally, the reflow time ranges from 30 to 60 seconds. However, if the reflow time is too long, the solder will not reach its melting point and may result in brittle joints.

Reflow oven for four-sided PCBs

A reflow oven for four-sided printed circuit board (PCB) prototyping is an oven used in the reflow soldering process. It involves a series of important steps and the use of high-quality materials. For larger-scale production, wave soldering is often used. Wave soldering requires a specific PCB size and alignment. Individual soldering may also be achieved with a hot air pencil.

A reflow oven has several distinct heating zones. It may have one or more zones, which are programmed to correspond to the temperature of the circuit board when it passes through each zone. These zones are set up with an SMT program, which is usually a sequence of set points, temperature, and belt speed. These programs provide complete transparency and consistency throughout the reflow process.

 

Rodzaje masek lutowniczych PCB - 4 rodzaje masek lutowniczych dla płytek PCB

Aby wybrać odpowiednią maskę lutowniczą do swojego projektu, należy zapoznać się z jej specyfikacjami. Specyfikacje te określają twardość, trwałość i palność produktu. Ponadto określają one odporność maski lutowniczej na utlenianie, wilgoć i rozwój biologiczny. Warto również wybrać maskę lutowniczą o matowym lub satynowym wykończeniu, ponieważ może ona zminimalizować powstawanie wypływek lutowia.

Maska lutownicza LPI

W przeszłości producenci PCB oferowali dwa różne typy masek lutowniczych LPI - matowe i błyszczące. Niewielu klientów wskazywało, który z nich chcą, więc decyzja często należała do producenta. Dziś jednak klienci mogą rozważyć korzyści płynące z każdego rodzaju wykończenia. Chociaż różnica w wydajności między tymi dwoma rodzajami masek lutowniczych jest niewielka, błyszczące wykończenie może być bardziej atrakcyjne dla niektórych.

Główną różnicą między tymi dwoma rodzajami masek lutowniczych jest proces ich nakładania. Pierwszy typ to maska lutownicza z suchą folią fotoobrazową, która jest podobna do naklejki, z wyjątkiem tego, że jest utrzymywana razem przez lut. Po procesie lutowania maska lutownicza z obrazem fotograficznym z suchej folii jest odrywana z jednej strony, a pozostała część materiału jest nakładana na płytkę drukowaną maską do dołu. Drugim typem jest płynna maska lutownicza, która przebiega według tej samej procedury bez naklejki.

Maski lutownicze LPI mogą być nanoszone sitodrukiem lub natryskowo na PCB. Te maski lutownicze są najczęściej używane w połączeniu z bezprądowym niklem, złotem zanurzeniowym lub wykończeniem powierzchni lutowniczej gorącym powietrzem. W celu prawidłowej aplikacji, płytka PCB powinna być oczyszczona i wolna od zanieczyszczeń, a maska lutownicza musi być dokładnie utwardzona.

Epoksydowa maska lutownicza

Istnieją dwa podstawowe rodzaje epoksydowych masek lutowniczych. Jeden rodzaj jest wykonany z płynnej żywicy epoksydowej, która jest sitodrukiem na płytce PCB. Ta metoda drukowania masek lutowniczych jest najtańsza i najbardziej popularna. Tkana siatka służy do podtrzymywania wzoru blokującego atrament. Ciecz epoksydowa twardnieje podczas utwardzania termicznego. Barwnik jest następnie mieszany z żywicą epoksydową, która utwardza się w celu uzyskania pożądanego koloru.

Grubość maski lutowniczej zależy od umiejscowienia ścieżek na płytce drukowanej. Grubość będzie cieńsza w pobliżu krawędzi ścieżek miedzianych. Grubość powinna wynosić co najmniej 0,5 milicala w poprzek tych ścieżek i może być tak cienka jak 0,3 milicala. Ponadto, maska lutownicza może być natryskiwana na płytkę drukowaną w celu uzyskania jednolitej grubości.

Różne rodzaje masek lutowniczych są dostępne w różnych kolorach. Najpopularniejszym kolorem jest zielony, ale inne typy są dostępne w kolorze czarnym, białym, pomarańczowym i czerwonym. W zależności od zastosowania można wybrać kolor, który najlepiej pasuje do danego projektu.

Przezroczysta maska lutownicza

Istnieje kilka rodzajów przezroczystych masek lutowniczych dostępnych do produkcji PCB. Służą one do ochrony miedzianych ścieżek przed utlenianiem. Maski te zapobiegają również tworzeniu się mostków lutowniczych między polami lutowniczymi. Chociaż nie zapewniają one idealnej przezroczystości, mogą być skuteczne w osiąganiu celów projektowych.

Jednak rodzaj wybranej maski lutowniczej zależy od kilku czynników, w tym wymiarów płytki, układu powierzchni, komponentów i przewodów. Należy również wziąć pod uwagę ostateczne zastosowanie. Mogą również istnieć standardy branżowe, które należy spełnić, zwłaszcza jeśli pracujesz w branży podlegającej regulacjom. Ogólnie rzecz biorąc, płynne maski fotoobrazowe są najbardziej powszechną i niezawodną opcją do produkcji PCB.

Oprócz bardziej popularnych kolorów, istnieją również bardziej unikalne typy masek lutowniczych. Na przykład dostępne są rzadsze, bardziej kolorowe maski, które mogą być przydatne dla projektantów i niszowych producentów elektroniki. Rodzaj zastosowanej maski lutowniczej wpłynie na wydajność płytki drukowanej, dlatego ważne jest, aby wybrać odpowiedni typ w oparciu o potrzeby projektu.

Grafitowa maska lutownicza

Różne kolory masek lutowniczych mają różną lepkość, a różnica jest ważna, aby wiedzieć, czy planujesz użyć jednej z nich na swojej płytce drukowanej. Zielone maski lutownicze mają najniższą lepkość, podczas gdy czarne mają najwyższą. Zielone maski są bardziej elastyczne, co ułatwia ich stosowanie na płytkach PCB o dużej gęstości komponentów.

Te maski lutownicze zapewniają ochronę płytek drukowanych i ich powierzchni. W szczególności są one przydatne w urządzeniach wymagających wysokiej wydajności i nieprzerwanej pracy. Nadają się również do zastosowań wymagających wydłużonej żywotności prezentacji. Te maski lutownicze to oszczędzająca czas alternatywa dla ręcznego maskowania za pomocą taśm żaroodpornych.

Innym rodzajem maski lutowniczej jest sucha folia fotoobrazowa. Ten rodzaj maski lutowniczej ma obraz, który jest tworzony na folii, a następnie jest lutowany na miedzianych polach PCB. Proces jest podobny do LPI, ale maska lutownicza z suchej folii jest nakładana w arkuszach. Proces ten sprawia, że niepożądana maska lutownicza przylega do PCB i eliminuje wszelkie pęcherzyki powietrza pod spodem. Następnie pracownicy usuwają folię rozpuszczalnikiem, a następnie utwardzają termicznie pozostałą maskę lutowniczą.

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.