Соотношение сторон в индустрии печатных плат

Соотношение сторон является фактором, который оказывается очень важным при изготовлении печатных плат, посредством металлизации, и надежности во время использования платы. Соотношение сторон печатной платы определяется как отношение толщины печатной платы к диаметру просверленного отверстия. Соотношение сторон сильно влияет на то, как производятся печатные платы и их производительность.

Высокое соотношение сторон в конструкции печатной платы может привести к трудностям в нанесении покрытия на переходные отверстия, вызывая несоответствия в осаждении меди и снижая долговечность платы. Это особенно важно для соотношения сторон микропереходных отверстий в печатных платах HDI (High-Density Interconnect), где размеры отверстий значительно меньше.

Знание соотношения сторон печатной платы дает проектировщикам и производителям необходимые рекомендации по выбору правильного размера отверстия в печатной плате и соответствующих стандартных размеров сверл для проектирования печатных плат с целью улучшения производства и электрической целостности.

Что такое соотношение сторон печатной платы?

Для печатных плат соотношение сторон определяется как толщина печатной платы к диаметру просверленного отверстия. Это ключевой фактор при сверлении и производстве печатных плат, влияющий на осуществимость проекта, надежность и производительность.

Соотношение сторон печатной платы определяется как:

Соотношение сторон = Толщина печатной платы / Диаметр просверленного отверстия

Например, в печатной плате толщиной 1.6 мм и диаметром отверстия 0.2 мм соотношение сторон будет составлять 8:1.

Важность соотношения сторон печатной платы

1. Ограничения при бурении: Высокое отношение сторон переходных отверстий затрудняет сверление, особенно это касается микроотверстий для плат HDI (High-Density Interconnects).

2. Равномерность покрытия: Высокое соотношение сторон может привести к неравномерному меднению стенок отверстий, что повлияет на проводимость и надежность.

3. Производственные ограничения: Большинство производителей придерживаются стандартных размеров сверл печатных плат, которые ограничивают соотношение сторон, чтобы гарантировать надежность производства и выход годного.

Расчет соотношения сторон печатной платы

Соотношение сторон печатной платы определяется с помощью краткой формулы, основанной на сравнении толщины печатной платы с диаметром просверленного отверстия.

Соотношение сторон = Толщина печатной платы / Диаметр просверленного отверстия

Этот расчет необходим для определения технологичности, особенно с учетом ограничений по сверлению печатных плат и соотношению сторон.

Пример расчета

Предположим, у нас есть печатная плата со следующими характеристиками:

●      Толщина печатной платы: 1.6 мм

●      Диаметр просверленного отверстия: 0.4 мм

По формуле:

Соотношение сторон = 1.6 мм / 0.4 мм = 4:1

Это означает, что глубина отверстия составляет в четыре раза диаметр отверстия.

Соотношение сторон в микроотверстиях по сравнению со стандартными отверстиями

●      Сквозные отверстия: Обычно они имеют соотношение сторон от 6:1 до 10:1. Соотношение будет зависеть от стандартных размеров сверл печатной платы и связанных с ними процессов гальванизации.

●      Соотношение сторон микровии: Микроотверстия, используемые в печатных платах HDI, имеют очень низкое соотношение сторон, обычно ≤ 1:1; они сверлятся лазером и не проходят через всю толщину печатной платы.

Почему соотношение сторон имеет значение при производстве печатных плат

●      Более высокие соотношения сторон (более 10:1) приводят к неоднородностям в покрытии, что приводит к слабым соединениям.

●      Для отверстий меньшего размера потребуются производственные процессы, обеспечивающие большую точность размера отверстий печатной платы.

●      Сбалансированное соотношение сторон, как правило, повышает выход годных изделий и надежность в процессе производства, одновременно снижая вероятность обрывов цепей и дефектов гальванопокрытия.

Правильный расчет соотношения сторон при проектировании печатной платы позволяет оптимизировать некоторые показатели производительности, однако при этом необходимо обеспечить технологичность в рамках отрасли.

Справочная таблица соотношений сторон печатной платы

Соотношение сторон не является фиксированным и варьируется в зависимости от производственных возможностей, размеров отверстий и стандартных размеров сверл. Ниже приведена справочная таблица с типичными соотношениями сторон печатных плат на основе отраслевых стандартов:

Справочная таблица соотношений сторон стандартной печатной платы (толщина: диаметр отверстия)

Руководство по соотношению сторон Microvia

Что касается соотношений сторон микроотверстий, то они могут иметь очень низкие значения, поскольку они просверлены лазером.

Ключевые соображения относительно соотношения сторон печатной платы

●      Высокие соотношения сторон (более 10:1) могут привести к трудностям при сверлении и гальванизации печатных плат.

● Стандартные сквозные отверстия печатной платы должны иметь соотношение сторон ≤ 10:1 для надлежащего медного покрытия.

●      Для обеспечения надежности конструкций печатных плат HDI соотношение сторон микроотверстий должно быть не более 1:1.

●      Это зависит от производителя печатных плат, поэтому перед утверждением проекта целесообразно проконсультироваться с ним.

Руководствуясь данными спецификациями соотношения сторон печатной платы, можно добиться технологичности, сократить количество дефектов и оптимизировать производительность печатной платы.

Заключение

Соотношение сторон печатной платы имеет решающее значение в проектировании и производстве печатных плат, что напрямую влияет на осуществимость сверления печатных плат, через металлизацию и общую надежность. Зная взаимосвязь между толщиной печатной платы и размером отверстия в печатной плате, инженеры могут дополнительно оптимизировать проекты с соблюдением стандартов, что способствует высококачественному производству.

Для сквозных переходных отверстий соотношение сторон печатной платы должно быть ниже 10:1, чтобы избежать проблем с гальванопокрытием, в то время как соотношение сторон микроотверстий должно быть ≤ 1:1 для повышения надежности в конструкциях HDI.

Соблюдение стандартного руководства и рекомендаций производителей печатных плат относительно стандартных размеров сверл для печатных плат обеспечит хорошую технологичность и минимальный уровень дефектов.

Понимание этого аспекта проектирования способствует оптимальности производительности готовой печатной платы, увеличению срока службы и экономической эффективности. Независимо от того, для стандартных или высокоплотных межсоединений (HDI) приложений, сохранение соотношения сторон под контролем имеет важное значение для успеха печатной платы.