Важность технологии металлизированных сквозных отверстий в производстве печатных плат

За последние несколько лет в электронной промышленности наблюдается устойчивый рост, основанный на интенсивном использовании электронных продуктов. С ростом спроса на миниатюрные изделия растет и индустрия печатных плат. Электронные изделия с каждым днем ​​становятся меньше, чем несколько лет назад, поэтому установка компонентов на печатную плату становится проблемой. Чтобы облегчить это, производители прибегают к технологии сквозных отверстий (PTH). Таким образом, производство высококачественных плит становится простым. Так в чем же важность сквозных отверстий? Эта статья представляет собой подробное руководство по значению и значимости PTH, а также по выбору между покрытием и отсутствием покрытия (NPTH).

(Близкое изображение компонента электронного чипа, расположенного поверх сквозных отверстий)

1. Определение сквозной технологии

Прежде чем продолжить, было бы важно понять истинное значение технологии сквозных отверстий. Что такое технология ПТГ? Сквозная технология также обычно называется сквозной. В основном это схема монтажа электрических компонентов. Это включает в себя использование отверстий в отверстии вставки, а затем пайку на площадку печатной платы.

Вставка компонентов — это упражнение, которое можно выполнять либо вручную, либо с помощью автоматической машины для вставки. Сквозные отверстия в печатной плате подвергаются некоторому покрытию, отсюда и термин PTH. Металлизированные сквозные отверстия имеют токопроводящий путь, идущий от одной стороны печатной платы к другим.

2. Типы металлических отверстий

Существует несколько типов металлизированных отверстий, как описано ниже:

2.1 Слот для гальванического покрытия (PTH)

Основной и наиболее примечательной особенностью этой гальванической ванны (ГВ) является процесс ее производства. В процессе производства после сверления доски наносится покрытие на стенку отверстия. Все это должно обеспечить им необходимую проводимость.

Таким образом, после завершения печатной платы связь между выводами компонента и медными дорожками обеспечивает лучшую механическую стабильность. В последнее время большинство печатных плат имеют тенденцию быть двухсторонними или многослойными с металлизированными сквозными отверстиями. Таким образом, компоненты эффективно соединяются с требуемыми слоями.

2.2 Слот без покрытия (NPTH)

Как следует из названия, здесь нет медного покрытия на стенках отверстий. Следовательно, это означает, что ствол солений не обладает электрическими свойствами. Эти насаждения когда-то были очень популярны, особенно когда на печатных платах были напечатаны медные дорожки с одной стороны. Однако по мере увеличения количества слоев в печатных платах их популярность падала.

Основным преимуществом NPTH является то, что они относительно просты в производстве и намного быстрее. Хотя они встречаются часто, они не находят исключительного применения в качестве отверстий для инструментов. Но иногда производители используют их для монтажа компонентов.

2.3 Разница между ними

Существуют заметные различия между сквозным отверстием с покрытием (PTH) и пазом без покрытия (NPTH). Первым отличительным фактором является разница в пути между ними. Все это происходит по заданному определенному.

То, как волны распространяются в сквозном отверстии с покрытием, отличается от того, как это происходит в щели без покрытия. Поскольку PTH имеет токопроводящие дорожки с одной стороны платы, его подход отличается от подхода NPTH.

Кроме того, медь на стене является еще одним огромным отличительным фактором между ними. Как отмечалось ранее, пазы без покрытия не содержат меди на стенках отверстий. Этот аспект делает его не обладающим превосходной электропроводностью. Но с другой стороны, вы найдете медные материалы на стенках сквозных отверстий с покрытием.

Наконец, PTH и NPTH различаются по применению. В основном сквозные отверстия с металлическим покрытием тяжело обеспечивают отличное соединение между двойными и многослойными печатными платами. Они также применимы в приложениях, требующих сильных физических соединений. В основном вы найдете их в аэрокосмической и военной сфере, где важна долговечность.

Хотя PTH может показаться старым и устаревшим, вы не можете игнорировать его обширную применимость. С другой стороны, NPTH не так применим, как PTH. Они идеально подходят для однослойных плат. Поэтому их релевантность является еще одним отличительным фактором между ними.

(Близкое изображение покрытых металлом сквозных отверстий на синей печатной плате)

3. Какова роль/важность металлизированных сквозных отверстий?

Важность металлизированных сквозных отверстий, особенно в современных схемах, имеет решающее значение. Ниже приводится краткое, но четкое объяснение двух важнейших вопросов:во-первых, важности металлизации сквозных отверстий на печатной плате, а во-вторых, важности PTH.

3.1 Почему на печатной плате имеются сквозные отверстия?

Покрытие сквозных отверстий на печатной плате должно обеспечить достижение нескольких важных целей. Но прежде чем продолжить, важно понять, что технология металлизированных сквозных отверстий многого добилась. Самое главное, он почти покончил со старыми методами сборки электроники. Обмотка проволоки является одним из таких примеров.

Но зачем напыление отверстий на печатной плате. Производители наносят покрытие, чтобы обеспечить контакт компонентов с проводящими слоями. Роль, которую мы обычно называем переходными отверстиями, пластина обеспечивает отличную электропроводность. Для желаемой функциональности печатной платы необходимо покрытие.

3.2 Важность металлизированного сквозного отверстия

Сквозное отверстие с покрытием имеет несколько заметных преимуществ. Например, металлизированное сквозное отверстие позволяет быстрее создавать прототипы. Кроме того, с металлизированным сквозным отверстием становится более доступным для пайки компоненты на плате. Кроме того, макетирование печатной платы становится возможным еще до ее изготовления.

С металлизированными сквозными отверстиями будьте уверены в долговечности компонентов и высокой допустимой мощности на плате. Не говоря уже о выдающихся превосходных соединениях, которые поставляются с металлизированными сквозными отверстиями. Как видите, значение сквозного отверстия достаточно велико. Для наилучшего решения убедитесь, что вы получаете свои печатные платы от надежных поставщиков.

(коричневая печатная плата со сквозными отверстиями для нескольких компонентов)

4. Как разложить металлизированное сквозное отверстие/процесс разложения

Мы можем ясно понять процесс разложения металлизированного сквозного отверстия, обратившись к диаграмме ниже:

Щелочная очистка→ противоточная промывка→ придание шероховатости / микротравление) → противоточная промывка→ предварительное погружение→ активация → противоточная промывка→ размазывание→ противоточная промывка → ПТГ→ противоточная промывка→ пикировка.

Ниже приводится четкое объяснение шагов декомпозиции PTH:

Щелочная очистка

Щелочная очистка является начальным процессом PTH. Для этого убедитесь, что вы правильно удалили масло с платы. После этого отпечатки пальцев, оксид и пыль тщательно в отверстие. После того, как вы закончите это, отрегулируйте отрицательный заряд всей стены в положительном направлении. Это делается для того, чтобы обеспечить поглощение коллоидного палладия в постобработке. Все это время следите за чистотой. Процедуры очистки должны идти рука об руку с руководящими принципами.

Микротравление

Это удаление оксида с платы и последующее придание плате шероховатости. Причина этого существенна. Это необходимо для обеспечения отличного сцепления между основной медью и покрытием сквозного отверстия. Важно отметить, что новая медь очень активна и отлично поглощает коллоидный палладий.

Препрег

В основном это касается защиты слота палладия от повреждений. Основная причина проведения препрега — продлить срок годности схемы. Основные ингредиенты здесь такие же, как и в слоте для палладия, за исключением хлорида палладия. Препрег играет значительную роль в смачивании стенки отверстия. Без предварительной привязки не будет ничего, что скрепило бы все слои вместе. Следовательно, его основная функция заключается в обеспечении сплавления протравленных сердечников.

Активация

Активация необходима и в металлизированном сквозном отверстии. Стенка отверстия, состоящая из положительно заряженных частиц, действительно играет существенную роль в поглощении коллоидной частицы палладия. Это делается с помощью отрицательного контроля. Таким образом, обеспечивается достаточно компактное металлизированное сквозное отверстие. Активация является одним из наиболее важных шагов к качеству медных моек. Другими важными вещами здесь являются температуры и контрольные точки. Все это должно контролироваться на основе инструкций по эксплуатации.

Обеззараживание

Обеззараживание представляет собой удаление ионов двухвалентного олова из коллоидных частиц палладия. Это делается с единственной целью - обнажить ядро ​​​​палладия, чтобы убедиться, что оно играет полезную роль катализатора. Здесь можно использовать несколько химикатов. Однако одним из лучших и наиболее идеальных химических веществ является фторборная кислота. Многие производители полагаются на эту кислоту, и из их опыта видно, что кислота является лучшим разрыхлителем для использования.

ПТН

Теперь вы можете индуцировать химическую медь автокатализируемой реакции, активируя ядро ​​​​палладия. Вы можете использовать побочный продукт реакции и новую химическую медь в качестве катализатора реакции. И то, и другое позволит вам эффективно катализировать реакцию. Таким образом, осаждение меди будет продолжаться эффективно. После завершения этого шага происходит осаждение химической меди на стенке отверстия или поверхности платы. При выполнении этого процесса необходимо следить за тем, чтобы ванна находилась при стандартном перемешивании воздуха. Таким образом, вы сможете преобразовать много растворимой двухвалентной меди.

Качество обработанного сквозного отверстия напрямую влияет на качество изготовления печатной платы. Если вы не выполните описанные выше шаги, как требуется, будьте уверены, что вы будете производить некачественные платы, которые могут разочаровать на рынке. У вас может не быть выбора, кроме как бросить все и начать заново. Это может дорого вам обойтись.

(Разложившаяся печатная плата)

5. Оборудование для обработки сквозных отверстий

Для производственной фирмы, среди прочего, первостепенное значение имеет наличие самого лучшего и высококачественного технологического оборудования. Это важный бизнес-успех в бизнесе, особенно в наши дни и в эпоху беспощадной конкуренции. То же самое верно и в отношении мира печатных плат. Необходимо иметь оборудование для обработки сквозных отверстий.

Чтобы вы оставались конкурентоспособными, прибыльными и актуальными, такое технологическое оборудование просто необходимо. Рынок переполнен высококачественными машинами для нанесения сквозного покрытия. Тем не менее, вы должны убедиться, что вы получаете их от правильных поставщиков. Гальваническая машина для сквозных отверстий Compacta 50 на сегодняшний день является одной из лучших на рынке.

Машина поставляется с пятью баками для обработки, одним баком для распыления и промывки и двумя ваннами для меднения. Он также имеет 1-тройное ополаскивание с контролем потока. Вы всегда должны убедиться, что используете новейшее металлизированное оборудование для сквозных отверстий. Таким образом, вы можете быть уверены, что получите одни из лучших электронных схем.

(сверлильный станок для печатных плат)

6. Проблемы и решения металлизированных сквозных отверстий

Несколько значительных успехов в бизнесе сопутствует металлизированным сквозным отверстиям. Если их не устранить в кратчайшие сроки, они могут нарушить работу платы. К счастью, решения не за горами. Следующие проблемы с металлизированными сквозными отверстиями и их решения.

6.1 Вздутие и ламинирование на плате

Вздутие и расслоение на плате — большая проблема для производителей. Это происходит из-за плохой адгезии суставов. Низкий обычно возникает из-за нежелательной химической реакции меди и базовой меди. Если вы хотите избежать такого, то убедитесь, что вы поддерживаете чистоту. Очистите поверхность доски, чтобы улучшить покрытие и адгезию. Кроме того, выберите конформное покрытие, которое менее проницаемо. Наконец, подгоните конформное покрытие к припою на плате, чтобы получить идеальное соединение. Другие причины образования пузырей и расслоения на плате включают следующее:

Невозможно удалить пятна клея и масла

Иногда вам может быть трудно удалить клей и масляные загрязнения, даже после грубой шлифовки. Это еще одна серьезная проблема, которая может вызвать образование пузырей и расслоение на плате. Если вы столкнулись с такой ситуацией, то просто знайте, что правильная опрессовка и сверление могут решить эту проблему. Это, безусловно, укрепит или обеспечит легкое удаление клея и масляных пятен.

Нейтральная вода не чистая после обеззараживания, на плате есть марганец

Теплая вода должна быть очень чистой. Если нет, то вы можете получить случаи вздутия и расслоения на борту. Чтобы избежать таких случаев, вам нужно убедиться, что вы тщательно проверяете методы лечения. Затем, если все не так, вам, возможно, придется внести некоторые коррективы.

Поверхностно-активное вещество на доске

Поверхностно-активное вещество — это активное вещество, которое вы можете найти на поверхности доски. Если вам случится столкнуться с таким, то это тоже может быть не очень хорошо как таковое. Активный агент, находящийся на верхней поверхности платы, также может привести к образованию пузырей и расслоению. Если вы хотите избежать такого случая, вам необходимо убедиться, что вы учитываете чистоту. Промойте поверхность незагрязненной водой и проверьте плотность кислотного раствора. Таким образом, вы сможете избежать поверхностно-активных веществ на доске.

Недостаточная шероховатость поверхности меди

Опять же, кратковременное микротравление и придание шероховатости поверхности меди может привести к образованию пузырей. Это одна из тех проблем, с которыми сталкиваются многие производители печатных плат по всему миру. Но, к счастью, решения не лежат слишком далеко. Если вы хотите избежать этого, то обязательно сделайте следующее. Сначала проверьте и отрегулируйте плотность, влажность и время работы машины для микротравления. Иногда в машине может быть высокая влажность. Это может привести к тому, что медь станет шероховатой, что приведет к образованию пузырей на плате.

Олово на поверхности меди

Если вы найдете банку на медной поверхности, это также может означать опасность. Вы можете найти контейнер на теле, если ускоренного процесса недостаточно. Как и в предыдущей задаче, здесь тоже есть решение. Предположим, вы столкнулись с этой проблемой, убедитесь, что вы проверили и отрегулировали параметр ускоренного процесса. Ставки высоки даже в том случае, если вы занимаетесь крупносерийным производством.

Окисление поверхности медной фольги

Наконец, есть поверхностное окисление медной фольги. Окисление — еще одна проблема, которая может привести к образованию пузырей на плате. Если в медной фольге соберется слишком много кислорода, он будет конденсироваться с образованием частиц воды. Частицы воды могут затем вызвать случаи образования пузырей. Если хотите избежать такой проблемы, то проверяйте время круговой и капающей. Если есть возможность, то внедряют капельную систему.

6.2 В ПТГ отсутствует медь

Недостаток меди в покрытом металлом сквозном отверстии — еще одна проблема, на которую стоит обратить внимание. Если в РТН мало или совсем нет меди, то возникнут пустоты в покрытии. Наличие пустот на печатной плате может препятствовать адекватному протеканию тока. Решение для этого состоит в том, чтобы гарантировать, что достаточное количество меди поступает в PTH. Опять же, медь не должна быть избыточной, так как она может заблокировать отверстия. Другие проблемы и решения в этом разделе включают:

Несбалансированный обезжириватель

Если обезжириватель не сбалансирован, вы можете получить практически полное отсутствие меди в PTH. Как вы, возможно, хорошо знаете, отсутствие меди в PTH сопряжено со многими проблемами. Если это так, пока не паникуйте. Тщательно проанализируйте и отрегулируйте обезжириватель до нормального диапазона.

Компонент дисбаланса цилиндра PTH

Вы сталкиваетесь с ситуацией, когда у вас несбалансированные ингредиенты в цилиндре PTH? Если да, то просто проанализируйте и подстройте его под нужный диапазон. Иногда вам, возможно, придется снова открыть цилиндр, чтобы все исправить. В некоторых случаях вы можете обнаружить, что другие ингредиенты исчерпаны или их слишком мало.

Избыточное ускорение

Чрезмерное ускорение может привести к небольшому количеству меди в РТН. Решением этой проблемы является сокращение условий ускоренной обработки. Этими условиями могут быть такие аспекты, как время, температура и плотность.

Шероховатость сверления слишком велика

Шероховатость сверления избыточна или слишком велика? Без проблем. Все, что вам нужно сделать, это убедиться, что вы контролируете бурение. Если вы это сделаете, то получите желаемую шероховатость сверления.

Длительное хранение после ПТГ

Нет необходимости долго держать плату после выполнения ПТХ. Если вы хотите, чтобы все прошло гладко, убедитесь, что вы быстро закончили свою доску. По мнению отраслевых экспертов, идеально закончить плату в течение 8 часов после PTH.

Заполните доску посторонними предметами или волдырями после ПТГ

<сильный> Для этого нужно проверить панельную медь и быстроходную циркуляцию.

6.3 Плагин

Штекерные отверстия необходимы для функциональности печатной платы. Они предотвращают короткое замыкание печатной платы и предотвращают попадание остатков флюса на переходные отверстия. Пробки, если они не сделаны правильно, могут повредить всю цепь PHT. Мы решили, чтобы они выглядели правильно, необходимо правильное сверление. Ниже приведены некоторые распространенные проблемы Plughole и их решения.

• Заполнение смолой – Нам сверлить медный лист или через смолу? Если это так, то все, что вам может понадобиться, это контролировать буровую комнату.
• Частицы меди цилиндра PTH – Если в цилиндре PTH есть частицы меди, это может помешать эффективной ликвидации меди. Если вы хотите избежать такого сценария, то вам необходимо проверить систему фильтрации. Иногда система фильтрации может быть неисправной или нефункциональной.
• Посторонний предмет на панели - Остаток меди на панели или просто посторонний материал на форуме может быть проблематичным. Своевременно проводить карбоновую обработку необходимо. Он защитит пластину от возгорания от падающего медного порошка.

(Поврежденные разъемы на печатной плате)

Обзор

Технология металлизированных сквозных отверстий уже с нами. И судя по всему, PTH никуда не денется. Но с другой стороны, он имеет множество преимуществ. PTH отлично подходит для прототипирования и тестирования. Здесь вы можете поменять местами компоненты на печатной плате, прежде чем эффективно спроектировать макетную плату.

Как отмечалось ранее, сквозные компоненты прочны, что гарантирует их долговечность. Есть ли у вас предстоящие проекты PTH? Мы обеспечиваем беспрецедентную степень интеграции в электронной промышленности. Конструкция печатных плат PTH требует технических навыков и точности. Если вы планируете иметь качественные платы, то нет ничего плохого в том, чтобы обратиться к отраслевым экспертам. Позвоните нам сегодня, чтобы узнать обо всех ваших решениях для печатных плат PTH.