Orificiile interioare de pe aplaca de inalta frecventapoate varia de la zeci de mii la zeci de mii. Ele nu participă la cablare, dar adesea servesc drept „punctură invizibilă” între fiabilitatea și calitatea semnalului întregii plăci. Indiferent dacă să acoperiți uleiul sau să astupi gaura, diferența nu este doar un caracter din nume.
|
Memento 1 pentru evitarea capcanelor: Utilizarea necorespunzătoare a atributului Via în găurile de conectare duce direct la defecțiunea sudurii Exportați fișierul în fabrică folosind PADS sau Protel și asigurați-vă că verificați definițiile atributelor orificiilor de conectare gaură cu gaură atunci când acoperiți uleiul. Dacă ar fi trebuit să fie proiectat cu proprietăți Pad Orificiul de conectare a fost setat din greșeală la atributul Via. Fabrica de plăci va urma procesul general de acoperire a găurii cu ulei și va acoperi suprafața găurii de conectare cu ulei verde. Cerința de bază pentru găurile de fixare este să pulverizezi staniu și cupru expus pe suprafață. Odată acoperiți complet de ulei verde, știfturile componentelor nu pot fi lipite, ceea ce poate duce cu ușurință la dispute de proces între partea cererii și a ofertei. Înainte de a plasa o comandă, asigurați-vă că deschideți fișierul de design și confirmați unul câte unul că atributele tuturor găurilor de conectare sunt Pad, nu Via, pentru a evita astfel de erori de nivel scăzut de la sursă.
Mulți ingineri plasează comenzi pentru ulei pentru capacul orificiului traversant, dar trec cu vederea neînțelegerea inversă a definiției atributului: au stabilit din greșeală orificiul conducător obișnuit care ar fi trebuit să fie proiectat cu atributul Via la atributul Pad. Regula generală în industria PCB-ului este că găurile cu atribute Pad sunt tratate implicit ca găuri plug-in, cu deschidere directă a măștii de lipit și pulverizare cu staniu la suprafață, expunând complet suprafața de cupru. Acest lucru va avea ca rezultat o situație în care veți solicita în mod clar „toate prin orificii cu ulei”, dar găurile conductoare de pe placa pe care o primiți sunt toate ferestre de cupru expuse, ceea ce poate duce cu ușurință la dispute între cele două părți din cauza „abaterilor de înțelegere a procesului”. Logica corectă obișnuită este că toate găurile conductoare care sunt folosite doar pentru conducția interstrat și nu necesită sudură trebuie să fie setate uniform la atributul Via, iar fabrica de plăci le va acoperi cu mască de lipit în conformitate cu cerințele uleiului prin orificiu. |
Mai întâi, clarificați obiectul: prin și „prin protecție”
Via este o gaură metalizată pe un PCB folosit pentru a conecta fire din diferite straturi. În funcție de structură, obiceiurile de inginerie pot fi împărțite în trei categorii:
Through Via: parcurge toată grosimea plăcii, de sus până jos, și este cel mai frecvent utilizat;
Blind Via: Găuriți de la suprafață către un strat interior fără a pătrunde în întreaga placă.
Buried Via: situat între straturile interioare și complet invizibil din exterior.
După găurire și galvanizare, doar un strat de cupru a fost placat pe peretele găurii, iar interiorul găurii a rămas o cavitate. Dacă această cavitate nu este tratată, va continua să cauzeze probleme într-o serie de procese ulterioare:
În timpul măștii de lipit, cerneala curge în găuri, formând reziduuri care se evaporă și fac bule la temperaturi ridicate;
La pulverizarea staniului (nivelarea cu aer cald), se toarnă tablă în gaură, blocând orificiul sau ascunzând margele de tablă;
În timpul lipirii prin reflow SMT, pasta de lipit de lângă suportul de lipit este „aspirată” de-a lungul orificiului, unele cazuri având mai puțină lipire, iar altele având un scurtcircuit;
Umiditatea, reziduurile de flux și gazele corozive intră în interiorul plăcii prin găuri, îngropând pericolele de fiabilitate pe termen lung.
O diferență esențială: sigilarea sau umplerea
1. Ulei pentru capacul orificiului traversant: etanșați fără a umple orificiul
Acoperiți inelul de lipit și orificiul orificiului prin cu cerneală pentru mască de lipit (cunoscută în mod obișnuit ca „ulei verde”) pentru a forma un strat protector izolator, dar orificiul este încă gol fără umplere.
Caracteristici: Cel mai simplu proces și cel mai mic cost sunt opțiunile implicite pentru majoritateafabrici de PCB, care sunt de obicei incluse în citatele regulate.
Fenomen inerent: „îngălbenirea/roșeața orificiului”. Deoarece cerneala este un lichid, aceasta va curge în jos din centrul găurii în timpul întăririi la temperatură înaltă, determinând stratul de cerneală din orificiu să devină mai subțire și dezvăluind culoarea de bază. Aceasta este o caracteristică inerentă a procesului de acoperire a uleiului, care este larg acceptată în industrie.
Constrângere de deschidere: orificiul traversant nu trebuie să fie prea mare, iar industria recomandă, în general, să nu depășească 0,5 mm, altfel orificiul ar putea să nu acopere uleiul sau chiar să transmită lumină.
-
2. Dop pentru orificiu traversant: Umpleți gaura
Orificiul pentru dop este un material de umplere folosit pentru a umple interiorul găurii traversante, făcând orificiul cât mai asemănător cu suprafața plăcii. În inginerie ar trebui să se distingă cel puțin două tipuri: -
Orificiu pentru dop de cerneală (gaura pentru dop pentru mască de lipit): în procesul de lipit, gaura este umplută cu cerneală pentru mască de lipit, iar „nicio lumină albă care trece prin orificiul de lumină” este folosit în mod obișnuit ca criteriu vizual pentru inspecție. Costul este mai mic decât cel al orificiilor pentru dopuri din rășină, ceea ce o face soluția de protecție cu „cel mai mic prag” pentru zonele BGA.Orificiul dopului de rășină: Umpleți orificiul de trecere cu rășină epoxidice specializată, șlefuiți-o după întărire, iar suprafața poate fi galvanizată cu cupru sau acoperită cu mască de lipit. Plinătatea ridicată a umplerii, planeitatea bună a suprafeței, rezistența mai puternică la căldură și umiditate și rezistența la coroziune chimică sunt alegeri comune pentru scenariile HDI, BGA și de înaltă fiabilitate.
Cea mai mare diferență față de capacul de ulei este că capacul de ulei acoperă doar deschiderea orificiului, iar orificiul pentru dop trebuie introdus în orificiu.
Plasat în scenarii de înaltă frecvență: această diferență va fi și mai mult amplificată
Dacă este doar un circuit digital obișnuit, acoperirea cu ulei este adesea suficientă. Dar odată intrat în câmpul de înaltă frecvență/de mare viteză, impactul metodelor de procesare prin intermediul va fi amplificat semnificativ, cheia fiind trei cuvinte: discontinuitate de impedanță, neuniformitate dielectrică și rezonanță reziduală a pilei.
1. Passholes sunt în mod inerent discontinuități de impedanță
La frecvențe înalte (de obicei considerate că ajung la câteva sute de MHz sau când marginea ascendentă este suficient de abruptă pentru a lua în considerare efectele liniei de transmisie), vias nu mai pot fi considerate „conectori de fir” ideali. Este în esență o structură cu capacitate și inductanță parazită suplimentară pe o secțiune mică a liniei de transmisie:
Capacitatea parazită poate prelungi timpul de creștere a semnalului și poate scădea impedanța locală;
Inductanța parazită poate slăbi efectul de bypass și poate crește impedanța locală.
Combinația celor două formează o mutație de impedanță la via, care are ca rezultat reflectarea semnalului, sunetul și deteriorarea diagramei ochiului. Cu cât frecvența este mai mare și cu cât marginea este mai abruptă, cu atât impactul nu poate fi ignorat mai semnificativ.
2. Ulei de acoperire: cavități și medii neuniforme
Interiorul orificiului capacului de ulei este umplut cu aer. Constanta dielectrică a aerului este aproape de 1, ceea ce este semnificativ diferit de panourile din jur; În plus, grosimea neuniformă a cernelii la deschiderea găurii are ca rezultat un mediu mediu neuniform și instabil în zona găurii traversante. Pentru frecvențe înalte, aceasta înseamnă:
Mediul dielectric echivalent din jurul via fluctuează odată cu procesul, ceea ce face mai dificilă asigurarea consistenței impedanței;
Cavitatea din interiorul găurii poate participa la rezonanță la un anumit punct de frecvență și cu cât grămada reziduală este mai lungă, cu atât este mai evidentă.
3. Orificiu de obturare: Mediul este mai uniform, dar „ce trebuie umplut” este crucial
După umplerea cavității, mediul din zona găurii traversante devine mai continuu și mai stabil din punct de vedere structural, ceea ce este benefic pentru consistența impedanței și fiabilitatea mecanică; Pentru BGA, găuri pentru tavă și alte scenarii, poate rezolva simultan problemele de netezire a suprafeței și prevenirea pierderii pastei de lipit.
--Proprietățile dielectrice ale materialului de umplutură trebuie să se potrivească cu substratul. Constanta dielectrică a rășinii orificiului de obturare este de obicei în intervalul 3,0-4,5, iar rășinile specializate de înaltă frecvență necesită, în general, o tangentă de pierdere dielectrică suficient de mică. Dacă sunt utilizate materiale obișnuite, se pot introduce noi pierderi dielectrice și nepotriviri la nivelul traversei.
4. Nu ignora cerneala masca de lipit in sine
Indiferent dacă acoperă sau astupă ulei, se folosește cerneala pentru mască de lipit. Și cerneala nu este „inexistentă electric”:
Factorul de pierdere (Df) al măștii de lipire verde obișnuită este aproximativ în intervalul 0,02-0,03, ceea ce poate provoca pierderi semnificative la frecvențe înalte;
Prin urmare, cerneala pentru mască de lipit cu pierderi reduse este adesea folosită în designul cu frecvență ultra-înaltă și chiar și ferestrele locale de mască de lipit sunt realizate pe liniile cheie de microbenzi.
Cu alte cuvinte, stratul de ulei care acoperă via de pe placa de înaltă frecvență este el însuși o parte a mediului mediu al căii semnalului.
5. Rămășițe: Un alt „ucigaș invizibil” al vie-urilor de înaltă frecvență
Pentru plăcile multistrat de înaltă frecvență și de mare viteză, există o altă problemă care trebuie luată în considerare împreună cu găurile prin intermediul găurilor - prin stub. Găurile de trecere trebuie conectate doar în anumite straturi, iar stâlpii de cupru neutilizați devin „antene” suspendate care rezonează la frecvențe specifice, exacerbant reflexia și pierderea. Metodele de răspuns de inginerie includ forarea înapoi, găuri îngropate oarbe și găuri în tavă. Acest lucru explică, de asemenea, de ce plăcile de înaltă frecvență de mare viteză au adesea cerințe mult mai stricte pentru tratarea orificiilor traversante decât plăcile obișnuite.
Cum să alegi: o logică de judecată fezabilă
În general, selecția metodelor de tratare prin orificiu poate fi abordată din trei dimensiuni:
Viața este aproape de suportul de lipit, situat în partea de jos a BGA, sau în orificiul traversant?
Da → Prioritizează găurile de astupare (alegeți găurile de astupare cu rășină atunci când condițiile permit)
Nu → Treceți la pasul următor
2. Este o aplicație de înaltă frecvență, de mare viteză și de mare fiabilitate?
Da → Acoperiți cu ulei sau orificiile de înaltă calitate pentru dopuri, evitați deschiderea ferestrelor și încercați să asigurați cât mai mult posibil consistența impedanței
Nu → Capul de ulei convențional este suficient
3. Este extrem de orientat către costuri, iar riscul procesului este controlabil?
Da → Folosind capacul de ulei implicit, fiți precaut când deschideți ferestrele
Nu → Dați prioritate etanșării cu ulei, zonele cheie au găuri locale pentru dopuri
Rezumat cu o singură propoziție: Uleiul de acoperire este soluția optimă implicită pentru majoritatea proiectelor, iar găurile de obturare sunt o soluție de upgrade la cerere în BGA, găuri de disc, frecvență înaltă și viteză mare, fiabilitate ridicată și alte scenarii. Cei doi nu sunt „cine înlocuiește pe cine”, ci „potrivire după scenă”.