Tartalomjegyzék
A modern elektronika tervezésénél a kompakt méret, a nagy megbízhatóság és a zökkenőmentes modulintegráció elérése fontosabb, mint valaha. Castellált lyukak, vagy lemezelt féllyukak, praktikus megoldássá váltak a közvetlen lap-lap-lap csatlakozás lehetővé tételére anélkül, hogy nagy csatlakozókat használnánk, vagy hogy a vezetékekkel rendetlenséget csinálnánk. Ezeket elsősorban a vezeték nélküli modulokban használják, IoT eszközök, és beágyazott rendszerek.
Ez a cikk segít megérteni, hogy mik azok a lyukak, az elkészítésük folyamata, előnyeik, különböző felhasználási módjaik, és mit kell figyelembe venni a tervezésük során a PCB összeszerelése.
Mik azok a Castellated Holes a PCB-ben?
A félig lyukaknak vagy átfektetett lyukaknak (PTH) is nevezett öntött lyukak a nyomtatott áramköri lapok szélén helyezkednek el. Ezek a NYÁK szélén gyakran megtalálható jellemzők, főként a kis moduloknál. A kasztellációk kapcsolatot biztosítanak a modulok főlemezbe történő rögzítéséhez a NYÁK-összeszerelés során.
Szerkezetileg, a sáncolt lyukak félkör alakú bemélyedések, amelyeket a NYÁK szélein teljes fúrással hoznak létre. vias a gyártási folyamat során, és pontosan kettéválasztják őket. Az elektromos és mechanikai csatlakozások biztosítása érdekében a szerelés során ezeket a lyukakat a következő anyagokkal vonják be réz vagy arany. Azáltal, hogy a modulok közvetlenül a főlemezre forraszthatók, a tokozott NYÁK csökkenti a terjedelmes huzalok szükségességét, csatlakozók, és további szóközök.
Hogyan gyártják a Castellated PCB-ket?
A fúrással előállított normál lyukaktól eltérően a vésett lyukak egy sor gyártási eljárást követnek. Ezek a következők:
1. PCB tervezés és elrendezés
Először is, egy sematikus tervezés kifejlesztése, majd megvalósítása az elrendezésben. Ez adja a vázlatot az alkatrészek stratégiai elhelyezéséhez és a jelek megfelelő útvonalvezetéséhez.
2. Anyag kiválasztása
Amikor a NYÁK-tervezés véglegesítésre kerül, a megfelelő szubsztrátum anyaga kiválasztásra kerül, és meghatározásra kerül a megfelelő rézvastagság a lamináláshoz. A kiválasztás után az alapot az alkalmazás követelményeinek megfelelően pontosan kivágják.
3. Fúrás
Ebben a lépésben az adott szubsztrát szélén tökéletesen összehangolt lyukakat fúrnak. A fúrást úgy kell elvégezni, hogy a lyukak pontos fele a lapterület belsejében, míg a másik fele a hulladékanyag-részen üljön.
4. Galvanizálás
Miután a teljes lyukak fúrással kialakításra kerültek, a galvanizálási eljárást hajtják végre. A galvanizálás egy vékony rézréteg lerakódását jelenti a furatok falára. Ez az eljárás végezhető elektrolízis nélküli kémiai leválasztással vagy galvanizálással. Vezető utat biztosít a rétegek között, és előkészíti a lyukakat a forrasztáshoz.
5. Speciális élvonalbeli útválasztás
Ez a legkritikusabb lépés az öntött lyukú NYÁK gyártásánál. Ebben a lépésben a galvanizált lyukakat pontosan átfúrják a lyuk közepén, így a szélén függőleges félköríves rézcsatornát hoznak létre. A pontosság érdekében a gyártó egy speciális CNC marás bit vagy dupla marási technika. Ha a marás során rézmarás keletkezik, azt lúgos marással távolítják el.
6. Vizsgálat és ellenőrzés
Végül az öntött NYÁK-okat teszteljük, hogy biztosítsuk a hibátlan eredményt. Ez a következőket tartalmazza tesztek:
- Szemrevételezés: A vizsgálatot nagy nagyítású automatizált optikai ellenőrzéssel (AOI) végzik a bevonat folytonosságának és a súrlódás felismerésének vizsgálatára.
- Forraszthatósági vizsgálat: Ez a teszt annak biztosítására szolgál, hogy a forrasztás simán elfogadható legyen, amikor a modult az alaplapra szerelik.
- Méretvizsgálat: Ebben a vizsgálatban a lemezelt lyukak átmérőjét és helyzetét a megadott tervezési előírásoknak megfelelően ellenőrzik. A nyomtatott áramköri lap összeszerelése során illeszkednie kell a modulokhoz.
Ezenkívül az öntött lyukaknak meg kell felelniük az olyan ipari szabványok követelményeinek, mint az IPC-7351, IPC-A-600 és IPC-6012.
A Castellated PCB előnyei
- Jobb jelminőség
Az öntvény PCB-k közvetlen, függőleges rézútvonalat biztosítanak, amely folyamatos rézútként működik a külső modul (WI-FI modul, RF modul) felé a zökkenőmentes jelátvitel érdekében. Csökkenti a hosszú vezetékek induktivitását és kapacitását, valamint a átmenő lyuk technológia.
- Fokozott megbízhatóság
Az öntött lyuk a függőleges lemezelésnek köszönhetően fokozott mechanikai szilárdságot és jobb rezgésállóságot biztosít. Ezenkívül az öntött NYÁK ellenáll a gyakori csatlakoztatásoknak és leválasztásoknak.
- Kompakt kialakítás
Nincs szükség terjedelmes vezetékek és csatlakozók használatára. Ezért az öntött lyukak támogatják a kisebb és kompaktabb kialakítást.
- Könnyebb PCB összeszerelés
Az öntvény PCB-k lehetővé teszik a közvetlen lap-lap-lap szerelést, ami elektromos csatlakozást tesz lehetővé a következő módon forrasztás, ami csökkenti a további hardverek és csatlakozók szükségességét. Ez megkönnyíti a NYÁK összeszerelését.
Castellált PCB-k gyakori felhasználási esetei
A különböző NYÁK-modulokon öntött lyukakat terveztek a zökkenőmentes működés érdekében. A burkolt áramköri lapok néhány felhasználási esete a következő:
Vezeték nélküli kommunikációs modulok
Az egyszerű integráció és a hatékony jelátvitel érdekében a vezeték nélküli modulok, mint például a WiFi, Bluetooth, LoRa és a cellás modulok öntött lyukakkal készülnek.
- Példák:
- ESP32-WROOM modul: Wi-Fi és Bluetooth modullal integrált mikrokontroller
- HC-05: Bluetooth modul
- RFM95/96 : Nagy hatótávolságú (LoRa) modul
- SIMCOM: Celluláris modul
Szórakoztató elektronika és viselhető eszközök
A castelláció tiszta és kompakt eredménye miatt számos viselhető és fogyasztói elektronika inkább a kasírozott PCB-ket részesítik előnyben.
- Példák: GPS modul egy okosórában, biometrikus modulok stb.
Autóipari és ipari eszköz
Számos autóipari eszköz és ipari mérnöki alkalmazás használja ezt a technológiát, mivel az öntött lyukak bizonyos fokú rezgésállóságot biztosítanak.
- Példák: PLC modulok, motorvezérlő, ADAS érzékelők stb.
Megbízhatósági és hibaelemzés a Castellated lyukak PCB-ben
Mivel a modulokat a főlemezre öntött lyukakon keresztül szerelik fel, az adott lyukak megbízhatósága döntő tényező a NYÁK összeszerelésénél. Az öntési folyamat néhány meghibásodási esete a következő:
Réz fúrószegek
A rézmaradványok vékony, vezető réz kiemelkedések, amelyek akkor keletkeznek, amikor a gép vágás helyett a rezet húzza. Ezek a marások elektromos hibákat és rövidzárlatot okozhatnak. Általában akkor keletkeznek a marások, ha a CNC-vágófej tompa. Ezért a probléma elkerülése érdekében speciális CNC-vágófejek és különböző sorjázástalanító szerszámok használatosak.
Réz hámlás és repedés
A réz hámlása és repedezése a nem megfelelő bevonatvastagság és a réz rossz tapadása a laminátumhoz miatt látható. Ez a kockázat megnő, ha V-vágó szerszámot használnak a speciális szerszámok helyett. CNC marás. A sérülés miatt rossz bevonatintegritás következik be. Ennek eredményeképpen áramköri hiba problémák, például nyitott áramkörök és jelromlás jönnek létre.
Eltérés
A helytelen igazodás akkor fordul elő, amikor a modult kézzel helyezik az alaplapra a nyomtatott áramköri lap összeszerelése során. Akkor keletkezik, ha az összeszerelési folyamatot megfelelő lábnyomok vagy folyamatellenőrzés nélkül végzik, ami gyenge mechanikai kötést és forrasztási áthidalást eredményez. A megfelelő igazítás biztosítása érdekében a modulon referenciajeleket kell elhelyezni, és igazítószerkezeteket kell használni a következőkhöz kézi összeszerelés.
Tervezési tippek a Castellated PCB-khez
A megbízható öntött NYÁK precizitást igényel. Az alábbiakban néhány gyakori NYÁK tervezési tippet ismertetünk az öntött lyukakhoz:
Mechanikai specifikációk
Mechanikailag a betonozott lyukaknak meg kell felelniük az alábbi előírásoknak a hatékony teljesítmény érdekében:
- Lyukak mérete és távolsága
A lyukak méretét és távolságát úgy kell tartani, hogy az megakadályozza a szerkezeti meghibásodást. A tervezési szabvány szerint a lyuk minimális átmérőjének 0,5 mm-nek kell lennie, és a két kasztni lyuk közötti távolságnak legalább 0,55 mm-nek kell lennie. A kisebb lyukmérethez fejlett gyártástechnológiára van szükség.
- Tábla vastagsága
Ha a lap vékony, az a marás vagy forrasztás során repedéseket okozhat. Általában az 1 mm vagy 1,6 mm vastagságú lapot részesítik előnyben.
Elhelyezés és útvonalválasztás
Az öntött lyukakat az alkatrészektől és az útvonalaktól távol kell elhelyezni, hogy a forrasztás és a nyomtatott áramköri lap összeszerelése során ne zavarjanak. Az öntött lyukak és a lapok széle közötti távolságot bizonyos szinten kell tartani a mechanikai feszültség és a NYÁK esetleges sérülésének elkerülése érdekében.
Pad és forrasztási maszk tervezése
A galvanizálás leválásának megakadályozása érdekében a pad elegendő felületet biztosít a lapon a réz megtartásához. Általában a 0,25 mm-es gyűrűgyűrűt mind a felső, mind az alsó rézrétegen megtartják. Hasonlóképpen, a forrasztási maszk valamivel nagyobb, mint a rézbetét, hogy biztosítsa a helyes forrasztást anélkül, hogy elektromos zárlatokat okozna.
Felületkezelés és gyártás
Az öntött lyukak alkalmazása szerint, felületkezelés végrehajtják. A legnépszerűbb felületkezelési technika az elektrolízis nélküli nikkel-merítéses arany (ENIG). Jobb forraszthatóságot és korrózióállóságot biztosít. A szomszédos padjaink közötti rövidzárlatok elkerülése érdekében szükséges a marásmentes felületkezelés.
A bevonat sértetlensége és összeszerelési megfontolások
A bevonatintegritás a lyukak belsejében lévő réz szilárdságára és vastagságára utal. A rézbevonat nem szakadhat ki a marás után. A galvanizálás integritásának megőrzése érdekében a galvanizálás az IPC 3. osztályú szabvány szerint történik. Ez a szabvány 25-35μm vastagságú réz használatát javasolja.
Mikor kell megfontolni a Castellated Hole alternatíváit?
Bár a sáncolt lyukaknak széles körű előnye és alkalmazási területe van, bizonyos esetekben alternatívák is alkalmazhatók. Az alábbi körülmények között egy alternatív megoldás előnyben részesül:
- Magas költségérzékenység
A Castellation speciális CNC-vágást, tisztább felületet és pontosabb igazítást alkalmaz, ami növeli a gyártási költségeket. A nagy volumenű gyártás során, Felületi szerelési technológia (SMT)) olcsóbb.
- Javíthatóság
Az öntött lyukak kiforrasztása javítási igény esetén szakmai ismereteket igényel. Ha a gyártók vagy a NYÁK-beszállítók nem rendelkeznek szakképzett munkaerővel és professzionális javítóállomással, az öntött lyukak nem előnyösek.
- Nagy mechanikai igénybevétel
Mivel az öntött lyukakat peremforrasztással forrasztják, forrasztási fáradás alakulhat ki, ha nem bírják a nagy mechanikai igénybevételt és a rezgést. A modul és a hordozólemezek közötti hőtényezőbeli különbség meghibásodást okoz az öntött kötésekben. Ilyen esetekben az átmenő lyukak technológiája (THT) előnyben részesül.
- Alacsony komplexitás
Egy egyszerűbb áramkör esetében a közvetlen forrasztás könnyebben kivitelezhető, mint az öntött lyukak.
Következtetés
Összefoglalva, az öntött lyukak megbízható útvonalként szolgálnak a modulok fő áramköri laphoz való csatlakoztatásához. A hatékony öntött NYÁK tervezéséhez bizonyos mechanikai specifikációkat kell alkalmazni, a minőségi szabványok betartása mellett. Ezenkívül a lyukak elhelyezésének pontossága és a galvanizálás integritása a legfontosabb tényezők az öntvényezésnél. Végső soron az öntött lyukak szilárd alapot biztosítanak a modulok számára.
Szeretne többet megtudni a PCB lyukakról vagy PCB gyártási szolgáltatásokat keres? Lépjen kapcsolatba velünk most >>
GYIK
A1: Az öntött lyukak a modul szélén lévő U alakú rézbevonatú lyukak, amelyeket a modulok alaplapra történő rögzítésére használnak, míg a perembevonat a függőlegesen maratott szélén lévő rézbevonatot tartalmazza az elektromágneses interferencia (EMI) árnyékolására és a megfelelő földelés biztosítására.
A2:
- Az átvezetők a nyomtatott áramköri lap belsejében található teljes lyukak, míg az átmenő lyukak a nyomtatott áramkör szélén található félkör alakú lyukak.
- Az átvezetők a NYÁK különböző rétegei közötti elektromos kapcsolatok létrehozására szolgálnak, míg a lyukakat úgy tervezték, hogy az egyik lapot a másikhoz kapcsolják.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian