впроцес виготовлення друкованих плат, вибір діаметра отвору пластини не є тривіальним питанням. Це як ключовий механізм у точних інструментах, який може мати глибокий вплив на продуктивність, вартість виробництва та можливість виробництва друкованої плати. Визначення цього ключового параметра вимагає всебічного врахування багатьох складних факторів.
1, Електричні характеристики: подвійні вимоги до струму та сигналу
З точки зору електричних характеристик, діаметр пластинчастих отворів тісно пов’язаний із пропускною здатністю струму. Коли струм проходить через пластинчасті отвори, пластинчасті отвори більшого діаметра можуть забезпечити ширший шлях струму, ефективно зменшуючи опір і мінімізуючи втрати енергії та виділення тепла, спричинені тепловими ефектами струму. Наприклад, у деяких -ланцюгах джерела живлення високої потужності для забезпечення стабільності та ефективності передачі струму зазвичай вибираються пластинчасті отвори відносно великого діаметру, наприклад 0,8 мм або навіть 1,0 мм або більше. Навпаки, якщо діаметр отвору з покриттям занадто малий, а пропускна здатність для високих струмів недостатня, отвір з покриттям стане слабкою ланкою в ланцюзі, що може спричинити ризик перегріву або навіть перегоряння.
Цілісність сигналу також є важливим електричним фактором, що впливає на вибір діаметра отвору пластини. У -високочастотних ланцюгах швидкість передачі сигналів є надзвичайно високою, а вимоги до відповідності імпедансу ланцюга суворі. Будучи частиною схеми, діаметр пластинчастих отворів змінюватиме розподілену ємність та характеристики індуктивності схеми. Пластинчасті отвори меншого діаметру можуть певною мірою зменшити паразитну ємність, зменшити ослаблення та спотворення сигналу та сприяти стабільній передачі високо-сигналів частоти. Візьмемо як приклад комунікаційні плати 5G. Щоб відповідати вимогам високо-швидкісної передачі сигналу, діаметр покритих отворів часто контролюється в невеликому діапазоні, наприклад 0,2–0,4 мм. Завдяки оптимізації розміру пластинчастих отворів забезпечується цілісність сигналу, забезпечуючи ефективність і стабільність зв’язку 5G.
2, Фізичний дизайн: подвійні обмеження компонентів і проводки
Фізичний дизайн друкованих плат також має багато обмежень щодо діаметра отворів із покриттям. Розмір штифтів компонентів є основним фактором, а діаметр отворів із покриттям має бути ідеально адаптований до штифтів компонентів. Якщо діаметр отвору з покриттям занадто великий, а проміжок між штифтом і отвором із покриттям занадто великий, під час процесу пайки важко створити хороші механічні та електричні з’єднання, що може легко призвести до таких проблем, як віртуальна пайка; Якщо діаметр занадто малий, штифти не можуть плавно вставлятися в пластинчасті отвори, що створить великі труднощі при складанні. Наприклад, звичайні резистори прямого вставлення, конденсатори та інші компоненти зазвичай мають діаметр штифтів від 0,5 мм до 0,8 мм. Відповідний діаметр пластинчастого отвору зазвичай розрахований на 0,2–0,3 мм більший за діаметр шпильки, щоб забезпечити зручність встановлення компонентів і якість пайки.
Щільність проводки також сильно впливає на вибір діаметра отвору пластини. З постійним розвитком електронних продуктів у напрямку мініатюризації та інтеграції проводка на друкованих платах стає дедалі щільнішою. В обмеженому просторі, щоб розмістити більше схем і компонентів, необхідно якомога більше мінімізувати простір, який займають металеві отвори. У цьому випадку кращим вибором стають пластинчасті отвори меншого діаметру. У -схемних платах із високою щільністю проводки, як-от материнські плати смартфонів, діаметр отворів із покриттям може становити лише 0,1–0,2 мм. Завдяки використанню крихітних пластинчастих отворів звільняється більше місця для проводки та компонування компонентів, одночасно забезпечуючи електричні з’єднання, досягаючи високої інтеграції друкованої плати.
3, виробничий процес: Подвійний розгляд свердління та гальваніки
Рівень технології виробництва відіграє вирішальну роль у доцільності діаметра отвору пластини. Загальні методи буріння в даний час включають механічне буріння та лазерне буріння. Мінімальний отвір механічного свердління зазвичай становить близько 0,2 мм, що пов’язано з обмеженнями фізичного розміру та точності обробки свердла. Для обробки отворів меншого діаметру потрібна технологія лазерного свердління, яка може досягати мінімального отвору 0,1 мм або навіть менше. Однак обладнання для лазерного свердління є дорогим і має відносно низьку ефективність обробки, що також призводить до значного збільшення вартості отворів пластини з використанням лазерного свердління. Для деяких звичайних друкованих плат, якщо вимоги до діаметра отвору пластини не є особливо суворими, для зниження витрат зазвичай віддають перевагу механічному свердлінню. У цей час діаметр отвору пластини зазвичай знаходиться в межах 0,3-0,8 мм, чого легко досягти за допомогою механічного свердління.
Процес гальваніки також впливає на діаметр отворів. Під час гальванічного процесу необхідно переконатися, що розчин пластини може рівномірно осідати метал на стінку отвору для формування хорошого електропровідного шару. Для отворів із пластинами меншого діаметру плинність розчину пластини та дифузія іонів металу можуть бути обмежені, що може призвести до нерівного покриття на стінці отвору та вплинути на електричні характеристики. Таким чином, під час проведення гальваніки малого{3}}діаметра необхідно точно регулювати параметри процесу гальванізації, наприклад, контролювати склад, температуру, густину струму тощо розчину гальваніки, щоб забезпечити якість гальванічних отворів. Однак, незважаючи на це, все ще існує високий ризик якості в процесі гальваніки для отворів пластини з надто малим діаметром, що також є фактором виробничого процесу, який необхідно враховувати при виборі діаметрів отворів пластини.
4, Сценарії застосування: диференційовані вимоги в різних сферах
Різні сценарії застосування мають різні вимоги до діаметра отворів пластини на друкованих платах. В аерокосмічній галузі, через надзвичайно високі вимоги до надійності та стабільності електронного обладнання, вибір діаметра отворів для друкованих плат є більш консервативним, з перевагою для отворів із пластинами більшого діаметру, щоб забезпечити надійність електричних з’єднань у екстремальних умовах, таких як висока температура, висока напруга, сильна вібрація тощо. У галузі споживчої електроніки, щоб забезпечити легкість і контроль вартості виробів, менший діаметр пластинчасті отвори частіше використовуються для задоволення потреб мініатюризації продукту та низьких витрат на виробництво.