Linee guida complete per le dimensioni del PCB

Introduzione

Quando si tratta della selezione delle dimensioni del PCB tramite, si desidera scegliere la dimensione corretta del PCB tramite per prestazioni elettriche ottimali, gestione termica efficace e buona integrità strutturale. Questa guida approfondirà gli standard delle dimensioni del PCB tramite, i tipi, i rapporti di aspetto e le linee guida di progettazione importanti per aiutare a migliorare il PCB.

Cos'è un PCB Via?

Un PCB via, o accesso di interconnessione verticale, è un foro molto piccolo, piccolo e placcato in rame che attraversa un circuito stampato. I segnali passano tra diversi strati della tavola; collega diversi strati della scheda. Per svolgere il loro lavoro, il PCB dipende da queste connessioni. Esistono molti tipi di via. Vengono utilizzate le via passanti forate meccanicamente. Ma anziché i laser, vengono realizzate le via cieche, che collegano solo determinati strati. Lo scopo di ogni tipo di via è specifico durante la progettazione del PCB. Le connessioni elettriche devono rimanere forti, altrimenti il ​​PCB non funzionerebbe correttamente.

Dimensioni standard Via

La maggior parte dei PCB ha una dimensione standard di circa 10 mils. Dopo placcatura, questa dimensione si è ridotta a 7 mils. Tuttavia, tramite la dimensione, non è fissa. Ciò dipende da spessore del pannello e ha un aspect ratio. Di solito, le micro vie, alte circa 4 mil, sono più piccole delle vie. Possono quindi essere forate tramite laser o meccanicamente. Un requisito particolare delle vie forate tramite laser è. E richiedono almeno 3 mil di spaziatura tra gli strati.

PCB tramite tipi

• Vie a foro passante

Il tipo più comune nella progettazione di PCB. È un foro che attraversa tutta la scheda. Collega tutti gli strati insieme. Viene spesso utilizzato per alta corrente connessioni. La scheda diventa più resistente aggiungendo resistenza con fori passanti.

• Vias cieco

Collega lo strato esterno esposto a uno o più sottostrati del PCB. Non attraverserà l'intera scheda. I progetti ad alta densità senza spazio sono quelli in cui i via ciechi possono essere utilizzati. Possono realizzare connessioni di strati, senza il foro passante completo. È stato utile perché conserva prezioso spazio sulla scheda. Inoltre, aiuta a posizionare le cose in modo più compatto. In piccole, tavole complesse, via cieca sono necessarie.

• Sepolto Vias

Unisce due o più strati interni di un PCB. Non tocca affatto lo strato esterno. Più vie per o su un livello, solitamente un livello di via per considerazioni di dimensioni e opacità, sono una buona soluzione se è necessario un design ad alta densità. Non serve molto spazio per fare molte connessioni. Via sepolte riducono lo spazio che occupa la tua tavola. Ti permettono di connetterti di più senza dover rimanere al passo con PCB più grandi.

• Vias impilati

Forati uno sopra l'altro. Nei PCB ad alta densità, questo tipo di via è molto utile. Molte connessioni si adattano in un piccolo spazio. Si risparmia spazio sulla scheda grazie alle via impilate. Consente di aggiungere più connessioni senza aumentare le dimensioni della scheda.

• Vie sfalsate

Collega gli strati di un PCB. Non si toccano direttamente. Esistono in interconnessioni ad alta densità e multistrato progetta abbastanza spesso. Ottimizzato instradamento è possibile utilizzare vie sfalsate per eliminare interferenza del segnale. In alta frequenza riducono l'impedenza. Questo è meno lavoro di progettazione e niente tramite riempimento di rame necessario per i passaggi sfalsati.

• Salta i passaggi

Sono una specie di via cieca. I pad sono collegati a un altro strato. Sono usati spesso in PCB di interconnessione ad alta densità (HDI). Collega anche entrambi i lati di una traccia. Riduce il tempo di routing manuale. Elimina le vie interrate tra i livelli. Inoltre, risolve anche i problemi di affidabilità che possono sorgere con le vie interrate cieche impilate.

• Microvie

Un foro molto piccolo in un PCB. In genere è di dimensioni inferiori a 6 mil. Questo è il tipo di via perfetto per progetti ad alta densità. Molte cose possono adattarsi dove lo spazio è limitato. Alta frequenza applicazioni sono anche adatte alle microvie. Sono adatte a mantenere i segnali forti e chiari. Tuttavia, la qualità complessiva del segnale è migliorata usando le microvie. Ciò consente prestazioni migliori in dispositivi di piccole dimensioni.

• Vie a Pad

Questo era un foro sotto il pad del componente. Il motivo è che questo tipo di via è davvero buono per la progettazione di PCB ad alta densità. Dove ogni bit conta, si risparmia spazio. Si ottiene una connessione diretta alla scheda tramite il via-in-pad. Ciò riduce la lunghezza della traccia e quindi migliora la qualità del segnale. E riduce anche il rischio di ponte di saldaturaIl materiale conduttivo viene inserito durante l'assemblaggio del PCB.

• Tramite tenda

Questa è una situazione in cui si placca un foro passante. La maschera di saldatura fornisce uno strato protettivo a questo piccolo foro. Il tenting protegge il foro passante da umidità, polvere o sostanze chimiche. Possono causare corrosione e cortocircuito. Placcato attraverso fori quali segnali elettrici passano tra gli strati a causa delle vie. I PCB affidabili e ad alte prestazioni si basano sul tenting. Ciò è particolarmente vero per l'interconnessione ad alta densità (HDI) e flessibile design. Previene anche lo stoppino della saldatura. È qui che la saldatura si allontana dai pad di saldatura.

Proporzioni per i Fori Via

Questo ha a che fare con la placcatura del rame all'interno delle vie. È una misura di come puoi riempire una via con il rame. L'AR è il Spessore del PCB al diametro del foro. L'affidabilità del tuo circuito stampato è fondamentale e un buon AR è fondamentale per questo. Per microvia, l'AR ideale è 0.75:1. Ciò si traduce nel rendere il foro molto più piccolo dello spessore della scheda. Per i fori passanti, l'AR ideale è 10:1. Funziona per la placcatura senza molti problemi. È possibile scegliere un AR maggiore di 10:1. Ma un tale approccio aumenta i costi di progettazione e la complessità. Potrebbe persino causare problemi di affidabilità.

Tipo di via PCB vs. dimensione

Requisiti dimensionali del PCB

I via sono importanti quando si progetta un PCB. Il modo in cui li si progetta e dove li si posiziona è importante. A volte un via difettoso può influire sul funzionamento di una scheda.

Tramite Calcolatrice del Rapporto d'Aspetto

Di conseguenza, il design del PCB è valido solo quanto il rapporto di aspetto della via. Confronta la profondità di una via con la sua larghezza. Il rapporto influenza il modo in cui la corrente viene trasportata dalla via. Per un rapporto di aspetto elevato è necessario un tempo di placcatura inferiore. Ciò crea uno strato più spesso. Uno strato sottile può derivare da un rapporto di aspetto basso. Può ridurre l'elettricità che è in grado di condurre.

Dimensioni standard dei fori passanti in mil

Le misure molto piccole sono descritte in mil, un'unità. Lo spessore del tuo PCB determinerà queste dimensioni. E dipendono da cosa può fare il produttore del PCB. Per le dimensioni delle vie, diversi produttori hanno limiti diversi. Essendo molto importante, scegliere la dimensione giusta è molto importante. E influenzerà quanto costa la scheda. Può anche influenzare quanto è affidabile la tua scheda se scegli una dimensione non adeguata. Le vie troppo piccole potrebbero non funzionare.

Calcolatrice per anelli anulari PCB

L'anello di rame che circonda una via è quindi chiamato anello anulare. La sua dimensione è molto importante. Se la via è debole, un piccolo anello andrà bene. Tuttavia, questo rompe il legame del pad di rame. Una buona conduttività può portare a una scarsa conduttività. I ​​segnali non schermati possono danneggiare l'affidabilità della tua scheda per questo motivo. Un grande anello anulare, d'altra parte, è più costoso. Può anche ridurre la densità della scheda.

Spessore della placcatura tramite

Una placcatura più spessa può essere un mezzo per aiutare la conduttività. Può, tuttavia, anche aumentare i costi. Può anche rendere la scheda più spessa, e in più. Una placcatura più sottile costa meno. Può anche alleggerire la scheda. Ma fai attenzione. Perché questo potrebbe influenzare la conduttività e l'affidabilità del via.

Stub nel layout del PCB

Questo è un pezzo di traccia corto, collegato a una via. Questo può causare problemi nel tuo PCB. La riflessione del segnale può avvenire tramite stub. Tuttavia, questo può danneggiare la qualità del segnale. Dovresti mantenere gli stub corti. Più sono corti, meglio è. Riduce l'interferenza. Anche l'impedenza dello stub dovrebbe essere controllata. Deve corrispondere all'impedenza della traccia. Per un buon integrità del segnale l'adattamento dell'impedenza è fondamentale.

Linee guida e considerazioni per la selezione delle dimensioni del PCB tramite

tramite tipi

Quando lavori con i tipi di via, ricorda a quale progetto stai lavorando. Sono necessarie diverse vie per progetti diversi. I fori più grandi funzionano bene se hai un solo strato. Hai flessibilità senza riempimento o tecnologia extra. È possibile spingere più corrente attraverso le vie più grandi. E consente anche una migliore dissipazione del calore.

Attraverso le dimensioni

Quanto grandi possono essere le tue vie è dettato dallo spessore. Si chiama aspect ratio. Le tue vie funzionano bene con un aspect ratio appropriato. Più grande è la scheda, maggiore è il requisito delle vie. Più corrente può essere fatta passare attraverso le vie più grandi. Le vie più piccole sono sufficienti finché la scheda è sottile. Le piccole vie sono più piccole, occupano meno spazio. Mantieni sempre le dimensioni delle vie corrispondenti allo spessore della scheda.

Tramite Tolleranze

Questo è l'intervallo in cui le dimensioni dei fori sono accettabili. Devi essere specifico su come verrà stipulata questa tolleranza. Questo assicura che i fori si adattino bene. La maggior parte dei fornitori di PCB ha i propri standard.

Selezione delle tecnologie adatte

Decidi la tecnologia di cui hai bisogno. Hai bisogno di vie cieche o interrate? Quindi assicurati di parlare con il tuo fornitore di PCB. Possono aiutarti a sviluppare lo stack up giusto per il tuo progetto. Assicurati sempre che ogni requisito comunichi sempre in modo chiaro. Ne risulterà un prodotto finale migliore.

Specifiche dell'anello anulare

Questo è importante per le schede di Classe 2 e Classe 3. L'anello anulare dovrebbe essere di almeno 2 mil per microvia o via forate al laser. Per via forate meccanicamente dovrebbe essere di almeno 4 mil. Ma ricorda, l'anello è misurato in software CAMSi considera la dimensione del foro praticato.

Classificazioni IPC PCB

Le schede di Classe 2 e anche di Classe 3 hanno standard diversi. Le schede di Classe 2 sono quelle consigliate per l'elettronica di tutti i giorni. I laptop e gli smartphone ne hanno. E possono avere alcuni piccoli difetti. E per questo motivo, sono più facili da ispezionare e più veloci da realizzare. I dispositivi ad alta affidabilità sono nelle schede di Classe 3. Vengono utilizzati equipaggiamento militare e pacemaker. Queste schede sono molto rigorose e affidabili. Le ispezioni sono più frequenti e sono più costose. I prodotti che devono funzionare più e più volte bene come l'ultima volta sono più adatti alle schede di Classe 3.

Specifiche della macchina

Quando si realizza la dimensione delle vie sul design del PCB, tenere a mente la capacità del produttore. Quando si acquistano PCB, è importante scegliere il fornitore che ha la tecnologia più recente. In questo modo si garantisce che possano utilizzare i requisiti specifici delle dimensioni delle vie. Molti produttori potrebbero altrimenti non avere l'attrezzatura adeguata. Oppure potrebbero dover subappaltare il lavoro a qualcun altro.

Densità PCB

La scheda che è densa ha da 65 a 120 connessioni per pollice quadrato. Inoltre, guarda la densità dei fori. Un pannello bifacciale di circa 600 fori per decimetro quadrato è molto comune. Anche la densità di corrente è fondamentale. Fai attenzione alla spaziatura delle tracce in rame. Posiziona le tracce a distanze uguali alla loro larghezza. Ciò impedisce sia problemi di segnale che surriscaldamento. Meglio se i componenti sono posizionati vicini se sono simili.

Attraverso tecniche di riempimento e opzioni di placcatura

I difetti nel tuo PCB sono causati da sostanze intrappolate. La pasta epossidica conduttiva e non conduttiva può essere inserita nei fori passanti. Per i fori passanti ciechi e i fori passanti in-pad viene utilizzata una speciale chimica di elettrodeposizione. Tuttavia, se vuoi spostare il calore sulla scheda, allora scegli un riempimento conduttivo. Assicurati che i fori passanti siano sigillati o coperti con placcatura con cappuccio. Il risultato è che durante la produzione si evitano problemi di placcatura dei fori passanti interrati. Puoi evitare questi problemi riempiendo prima i fori passanti con resina. Se hai un foro passante in pad, devi placcarlo.

Liquidazione dei componenti

È lo spazio attorno al via. Dovrebbe avere abbastanza spazio per tutti i componenti del PCB. Il via potrebbe ostacolare il componente se la distanza è troppo piccola. L'assemblaggio o persino il funzionamento possono essere un problema. Suggeriamo che la distanza minima sia di almeno 0.1 mm. Questa è una buona regola. Ciò aiuta a posizionare correttamente i componenti.

Solder Mask

Ottenendo quelli maschera di saldatura aperture giuste è importante. I pad dei componenti dovrebbero essere un po' più piccoli di queste aperture. Questo mantiene pasta per saldature di scendere nei pad vicini. Troviamo anche utile il tenting (coprire i via con maschera di saldatura). Protegge i via dai danni e impedisce che la saldatura vi coli, il che porta a cortocircuiti. Ma non tent i via con diametro del pad superiore a 12 mil perché causerà vuoti di saldatura e potenziali problemi di affidabilità.

Come ottimizzare le selezioni delle dimensioni del via

• Scopri quanta corrente devono gestire le tue tracce

Segnale, potenza e correnti di terra trasportate dai via. Ogni tipo ha bisogno che funzionino bene insieme. I via che sono chiaramente in grado di trasferire il loro segnale sono buoni. Di conseguenza, meno perdite e migliori prestazioni. Assicurati che i tuoi via siano sicuri per la corrente.

• Seguire semplici linee guida per la larghezza e la spaziatura delle tracce

Il tuo progetto contiene tracce e vie. I componenti di superficie sono collegati tramite vie. Un routing efficace delle tue vie è un buon routing delle tracce. Le tracce devono essere sufficientemente larghe per la corrente. Distanziale nel modo giusto, senza interferire. Ciò consente di ottenere vie migliori.

• Attenersi alle regole IPC-2222 per le dimensioni minime dei fori

Per prima cosa, vorrai sapere qual è la classificazione della densità del tuo componente. Quindi, utilizzi semplici formule per trovare le dimensioni minime del foro. Per il Livello A, aggiungiamo 0.25 mm al diametro massimo del piombo. Per il Livello B aggiungiamo 0.20 mm e per il Livello C aggiungiamo 0.25 mm. Quindi, decideremo le dimensioni del pad tramite IPC‑2221. I diametri del pad vengono calcolati dalle dimensioni del foro.

• Riduci il numero di vie che utilizzi

Usa meno via quando possibile. Troppe via strozzeranno le tue via. Indeboliscono la scheda e il suo funzionamento. Meno via significano un design migliore. Invece, concentrati su come instradare le tue tracce. Significa trovare il percorso migliore per le connessioni. Un buon instradamento significa che hai bisogno di meno via.

• Collabora con il tuo produttore per trovare le dimensioni adatte del via

Lavorare con il produttore ti aiuterà a realizzare le migliori schede. Chiedigli quali dimensioni di via possono forare. Ci sono diverse capacità tra i diversi produttori. Alcuni possono forare piccoli fori, ma altri no. Hanno delle restrizioni sullo spessore della scheda che possono fare. Ma comprendere questi limiti ti aiuta a decidere quali dimensioni di via sono giuste per te.

Domande sulle dimensioni dei PCB

• Che cosa sono le dimensioni dei fori laser sui PCB?

Il PCB tramite foratura laser varia in dimensioni. Il più piccolo è 0.001 pollici (0.025 mm). Può essere piccolo quanto 0.0005 pollici. Può essere grande quanto 0.008 pollici. Il rapporto di aspetto è solitamente 0.75:1. Spesso si forano al laser i fori per i fori ciechi e interrati. La laminazione sequenziale funziona bene con loro. Sono anche a passo fine BGA.

• Qual è la dimensione del Via Capture Pad?

Dipenderà dal tipo e dallo spessore del PCB. Lo spessore del PCB varia da 1.5 mm>. In genere, in questo caso, si tratta di un pad di cattura via da 0.660 mm. La dimensione del pad per una via grande è di 0.7 mm e la dimensione della foratura è di 0.3 mm. La dimensione della foratura è di 0.25 mm e la dimensione del pad, 0.6 mm, è per una via media. La dimensione del pad è di 0.5 mm e la dimensione della foratura è di 0.2 mm per una via piccola. Il diametro massimo per le via cieche è di 0.4 mm, con un pad di 450 μm. Analogamente, per le via interrate il diametro è sempre di 0.4 mm ma le dimensioni del pad sono di 300 μm.

• Quanto possono essere piccole le vie?

In genere, le via di dimensioni minime sono comprese tra 0.25 e 0.3 mm. Richiedono meno materiale per queste via più piccole. Ma ancora una volta, se la profondità della scheda varia, potrebbe essere necessario forarle al laser. La dimensione minima della foratura è solitamente di 0.25 mm. La dimensione minima dell'anello anulare è di 0.15 mm. Idealmente, si desidera evitare di arrivare a questi minimi.

• Come si calcolano le dimensioni del PCB?

La lunghezza e la larghezza in millimetri vengono utilizzate per calcolare le dimensioni del PCB. Moltiplica questi due numeri. Successivamente, hai l'area in millimetri quadrati. Dividi per 1,000,000 per trasformarla in metri quadrati. Prendi Software di progettazione PCB per esempio. Apri il file di layout del PCB, puoi usarlo nel tuo software. Ora posiziona i nostri componenti all'interno del contorno del PCB. Regola la dimensione del contorno usando lo strumento "Sposta". Infine, misura la dimensione della casella del contorno.

Conclusione

Su questo PCBTok blog, abbiamo spiegato tutto ciò che è necessario per le dimensioni dei fori PCB. C'erano idee cruciali da comprendere per prendere decisioni di progettazione informate, ovvero standard, tipi e aspect ratio. Abbiamo discusso di tutto, dai diversi tipi di fori, ai requisiti di dimensione e alle opportunità di ottimizzazione, per darti un quadro più ampio su come migliorare il tuo processo di progettazione PCB.