Впроизводствен процес на печатни платки, изборът на диаметър на отвора на плочата не е тривиален въпрос. Това е като ключово зъбно колело в прецизните инструменти, което може да има дълбоко въздействие върху производителността, производствените разходи и осъществимостта на производството на печатната платка. Определянето на този ключов параметър изисква цялостно разглеждане на множество сложни фактори.
1, Електрически характеристики: Двойни изисквания за ток и сигнал
От гледна точка на електрическата производителност, диаметърът на покритите отвори е тясно свързан с капацитета на ток. Когато токът преминава през отвори с покритие, отворите с покритие с по-голям диаметър могат да осигурят по-широк път на тока, като ефективно намаляват съпротивлението и минимизират загубата на енергия и генерирането на топлина, причинени от топлинните ефекти на тока. Например, в някои високо{2}}захранващи вериги, за да пренасят големи токове, обикновено се избират отвори с относително голям диаметър, като 0,8 mm или дори 1,0 mm или повече, за да се гарантира стабилността и ефективността на предаването на ток. Напротив, ако диаметърът на покрития отвор е твърде малък и носещият капацитет за високи токове е недостатъчен, това ще направи покрития отвор слаба връзка във веригата, което може да причини прегряване или дори рискове от изгаряне.
Целостта на сигнала също е важен електрически фактор, който влияе върху избора на диаметър на отвора на пластината. Във високо{1}}честотните вериги скоростта на предаване на сигналите е изключително висока и изискванията за съвпадение на импеданса за веригата са строги. Като част от веригата, диаметърът на покритите отвори ще промени характеристиките на разпределения капацитет и индуктивност на веригата. Покритите отвори с по-малък диаметър могат да намалят до известна степен паразитния капацитет, да намалят затихването и изкривяването на сигнала и да улеснят стабилното предаване на високо-честотни сигнали. Като вземем за пример 5G комуникационни платки, за да отговорим на изискванията за високо{7}}скоростно предаване на сигнала, диаметърът на покритите отвори често се контролира в малък диапазон, като например 0,2 mm-0,4 mm. Чрез оптимизиране на размера на поставените отвори се гарантира целостта на сигнала, което гарантира ефективността и стабилността на 5G комуникацията.
2, Физически дизайн: Двойни ограничения на компонентите и окабеляването
Физическият дизайн на печатните платки също има много ограничения за диаметъра на отворите с покритие. Размерът на щифтовете на компонентите е основното съображение и диаметърът на покритите отвори трябва да бъде идеално адаптиран към щифтовете на компонентите. Ако диаметърът на отвора с покритие е твърде голям и разстоянието между щифта и отвора с покритие е твърде голямо, е трудно да се образуват добри механични и електрически връзки по време на процеса на запояване, което лесно може да доведе до проблеми като виртуално запояване; Ако диаметърът е твърде малък, щифтовете не могат да се вкарат гладко в отворите с покритие, което ще доведе до големи трудности при сглобяването. Например обикновените резистори с директно вмъкване, кондензатори и други компоненти обикновено имат диаметри на щифтовете, вариращи от 0,5 mm до 0,8 mm. Съответният диаметър на отвора с покритие обикновено е проектиран да бъде с 0,2 mm до 0,3 mm по-голям от диаметъра на щифта, за да се осигури удобството при инсталиране на компоненти и качество на запояване.
Плътността на окабеляването също значително влияе върху избора на диаметър на отвора на плочата. С непрекъснатото развитие на електронните продукти към миниатюризация и интеграция, окабеляването на печатните платки става все по-гъсто. В ограничено пространство, за да се поберат повече вериги и компоненти, е необходимо да се сведе до минимум пространството, заемано от отвори с покритие, доколкото е възможно. В този случай отворите с по-малък диаметър стават предпочитан избор. В платки с висока-кабелна плътност, като например дънни платки за смартфони, диаметърът на отворите с покритие може да бъде само 0,1 mm-0,2 mm. Чрез използването на малки отвори с покритие се освобождава повече място за окабеляване и разположение на компонентите, като същевременно се осигуряват електрически връзки, постигайки висока интеграция на платката.
3, производствен процес: Двойно разглеждане на пробиване и галванично покритие
Нивото на технологията на производство играе решаваща роля за осъществимостта на диаметъра на отвора на плочата. Общите методи за пробиване в момента включват механично пробиване и лазерно пробиване. Минималният отвор на механичното пробиване обикновено е около 0,2 мм, което се дължи на ограниченията на физическия размер и точността на обработка на свредлото. За обработка на отвори с по-малък диаметър е необходима лазерна технология за пробиване, която може да постигне минимален отвор от 0,1 mm или дори по-малък. Оборудването за лазерно пробиване обаче е скъпо и има сравнително ниска ефективност на обработка, което също води до значително увеличение на цената на отворите за плочи с помощта на лазерно пробиване. За някои конвенционални печатни платки, ако изискванията за диаметъра на отвора на плочата не са особено строги, обикновено се предпочита механично пробиване, за да се намалят разходите. По това време диаметърът на отвора на плочата обикновено е в диапазона от 0,3 mm-0,8 mm, което се постига лесно с механично пробиване.
Процесът на галванично покритие също оказва влияние върху диаметъра на покритите отвори. По време на процеса на галванизиране е необходимо да се гарантира, че разтворът на плочата може равномерно да отлага метал върху стената на отвора, за да образува добър проводящ слой. За отвори с плоча с по-малък диаметър течливостта на разтвора на плочата и дифузията на метални йони може да бъдат ограничени, което може да доведе до неравномерно покритие върху стената на отвора и да повлияе на електрическите характеристики. Следователно, когато се провежда галванично покритие с малък-диаметър, е необходимо да се регулират фино параметрите на процеса на галванизиране, като например контролиране на състава, температурата, плътността на тока и т.н. на разтвора на галваничното покритие, за да се гарантира качеството на покритите отвори. Въпреки това, въпреки това, все още има висок риск за качеството в процеса на галванопластиране за отвори на пластини с прекалено малки диаметри, което също е фактор на производствения процес, който трябва да се вземе предвид при избора на диаметри на отворите на пластините.
4, Сценарии на приложение: Диференцирани изисквания в различни области
Различните сценарии на приложение имат различни изисквания за диаметъра на отворите на пластините на платките. В областта на космическата авиация, поради изключително високите изисквания за надеждност и стабилност на електронното оборудване, изборът на диаметър на отвора за печатни платки е по-консервативен, с предпочитание към отвори с по-голям диаметър, за да се гарантира надеждността на електрическите връзки в екстремни среди като висока температура, високо напрежение, силни вибрации и т.н. Покритите отвори се използват по-често, за да отговорят на нуждите от миниатюризация на продукта и ниски производствени разходи.