Yleiskatsaus
Elektroniikkatuotteet asettavat painetuille piirilevyille suurempia vaatimuksia. Piirilevyn osien määrä kasvaa nopeasti. Osakoot pienenevät. Puolireikäisiä piirilevyjä käytetään yhä enemmän, koska ne on helppo juottaa, ne vievät vähän moduulin pinta-alaa ja tukevat monia toimintoja.
Mikä on puolireikäinen PCB
Metallinen puolikas reikä (tai puolikas ura) valmistetaan ensin seuraavasti poraus reiän metallointi ja metallipinnoitus, jonka jälkeen reikä porataan tai jyrsitään uudelleen reiän leikkaamiseksi kahtia. Yksinkertaisesti sanottuna kyseessä on levyn reunassa oleva metalloitu reikä, joka on leikattu kahtia. Reunan puoliksi metalloitu reikäprosessi on kypsä. Piirilevyteollisuudessa tätä kutsutaan myös “postimerkkireiäksi”. Voit juottaa reiän reunan suoraan päälevyyn. Tämä säästää liittimiä ja tilaa. Näet sen usein signaalipiireissä. Useimmissa moduulipiirilevyissä käytetään puolireikiä.
Metalloitujen puolireikäisten piirilevyjen ominaisuudet
Yksittäinen yksikkö on pieni.
Yksikön reunassa on rivi metalloituja puolireikiä. Tämä yksikkö on emolevyn alalevy. Metalloidut puolikkaat reiät juotetaan emolevyyn ja komponenttien johtimiin.
Puolireikäprosessin edut
Lisää tyynyn lujuutta. Puolireikäinen rakenne vahvistaa reunapehmustetta mekaanisesti. Modulaarisissa piirilevyissä se parantaa juotosvarmuutta. Se soveltuu tiheään ja tärisevään käyttöön.
Optimoi tilan sijoittelu. Puolireikien ansiosta voit sijoittaa osia joustavammin ja käyttää vähemmän tilaa. Esimerkiksi Wi-Fi-moduulissa voit juottaa reunan puolireikää suoraan päälevyyn ja vähentää tuotteen paksuutta noin 60%. Tämä sopii ohuille laitteille.
Yksinkertaista tuotantoa. Prosessi vaatii ylimääräisiä vaiheita alkuvaiheessa (esimerkiksi kuparointi ja tarkka singulaatio), mutta kaiken kaikkiaan se on tehokkaampi kuin perinteisten liittimien käyttö. Näin vältetään myös liittimien ostaminen.
Parantaa ulkonäköä. Reunan puolireikien ansiosta piirilevy näyttää siistimmältä. Tämä vastaa nykyaikaisen tuotteen ulkonäön tarpeita.
Paranna signaalin suorituskykyä. Korkeataajuustapauksissa (esimerkiksi 5G) puolireikien avulla voidaan pienentää loiskapasitanssia ja vähentää signaalihäviöitä. Tämä lisää siirtotehokkuutta.
Käsittelyvaikeudet
Muodostamisen jälkeen metalloidut puolireikäiset piirilevyt osoittavat usein ongelmia reiän seinämän kuparissa. Näitä ovat esimerkiksi kuparin nousu, tumma kupari, jäljellä olevat purseet ja offset. Nämä ongelmat ovat piirilevyjen valmistajien yleinen haaste muokkausvaiheessa.
Postimerkin kaltaisten puolikkaiden reikien täysi rivi on erityisen kova. Reikien koko on noin 0,6 mm. Reiän ja seinämän välinen rako on noin 0,45 mm. Ulomman kerroksen kuvioväli on noin 2 mm. Pienet aukot tekevät oikosulusta helpon kuparikuoren takia.
Metalloitujen puolireikäisten piirilevyjen yleisiä muodostusmenetelmiä ovat CNC-jyrsintä (reititin), mekaaninen lävistys ja V-leikkaus. Kun näillä menetelmillä poistetaan pinnoitetuista rei'istä tarpeettomat osat, ne jättävät usein kuparikierteitä ja purseita leikattujen PTH-reikien (pinnoitetut läpireiät) reunoihin. Vakavissa tapauksissa reiän seinämän kupari voi nousta tai irrota. Muotoilun aikana piirilevyn laajeneminen, porauksen sijaintitarkkuus ja muotoilutarkkuus voivat myös aiheuttaa sen, että saman yksikön vasemmalla ja oikealla puolella olevat puolikkaat reiät eroavat kooltaan paljon toisistaan. Tämä tekee juottamisesta ja kokoonpanosta vaikeaa asiakkaille.
Huomioitavaa puolireikäistä PCB-prosessia varten
Kaikki metalloidun puolireikäisen piirilevyn reikien paikat on porattava kuvantamisen/pinnoittamisen (tai kuvion pinnoittamisen) jälkeen ja ennen syövytystä siten, että puolireikäisen piirilevyn molemmissa päissä risteyskohdissa on porattu reikä.
Insinööriosaston olisi määriteltävä MI (valmistusohje) -virtaus puolireikäprosessia varten.
Metallipuolireikien osalta, jotka muodostetaan ensin poraamalla (tai reitittämällä), sitten kuvioimalla ja sitten toisella porauksella ennen syövytystä, mieti, paljastaako ulkomuotoinen reititys kuparin. Siirrä porattua puolireikää tarvittaessa kohti yksikön sisäosaa.
Oikeanpuoleinen reikä (porattu puolireikä):
a. Poraa se ensin, käännä sitten levy (tai peilaa sitä) ja poraa vasemmanpuoleinen reikä.
b. Näin vähennetään poranterän vetoa reiän kupariin ja vältetään kuparihäviö puolireiän sisällä.Puolireikien porakoko riippuu etäisyydestä ääriviivaan.
Piirrä juotosmaskikalvo. Lisää reititettyjä aukkoja varten pysäytyspisteet ja suurenna ikkunoita 4 millimetrillä.
Prosessin kulku
Puolireikä on metalloitu reikä, joka on leikattu kahtia. Se näyttää yksinkertaiselta, koska saatat ajatella, että sinun tarvitsee vain jyrsiä ääriviivat tavalliseen levyyn. Itse asiassa se ei ole yksinkertainen.
Jyrsi puolen reunan reiät käyttämällä kaksinkertaista V-muotoista leikkuureittiä.
Lisää toista porausta varten ohjainreiät katkenneen reiän reunaan. Poista kuparikuori aikaisin purseiden vähentämiseksi. Vaihda suorasta porasta uraleikkuriin ja optimoi karan nopeus ja syöttö.
Levitä levylle kuparipinnoite niin, että levyn reunassa oleviin pyöreisiin reikien seinämiin tulee kuparikerros.
Tee ulkokerroksen piiri laminoimalla, valottamalla ja kehittämällä. Tee sitten toinen kuparointi ja tinaus, jotta kuparikerros pyöreiden reikien seinämissä reunoilla paksuuntuu ja peittyy tinakerroksella, joka kestää syövytystä.
Muodosta puolikas reikä leikkaamalla laudan reunassa oleva pyöreä reikä kahtia.
Irrota laminoinnin aikana puristettu vastuskalvo.
Syövytä levy, jotta poistat kuorinnan jälkeen jäljellä olevan kuparin.
Irrota levyn tina niin, että kupari puolireikäseinämässä on näkyvissä.
Muotoilun jälkeen käytä punaista teippiä pitämään yksikkölevyt yhdessä. Suorita ne emäksisen syövytyksen läpi purseiden poistamiseksi.
Kun levylle on tehty toinen kuparointi ja tinaus, leikkaa pyöreän reunan reikä kahtia, jotta saadaan puolikas reikä. Koska reiän seinämän kupari on tinan peitossa ja reiän seinämän kupari on täysin yhteydessä ulkokerroksen kupariin, sidos on vahva. Leikkaamalla vältetään kuparin nosto tai kuorinta.
Kun puolen reiän muotoilu on valmis, poista resist ja syövytä sitten. Näin estetään kuparin pinnan hapettuminen ja vältetään kuparijäämät tai jopa oikosulut. Se nostaa metalloitujen puolireikäisten piirilevyjen saantoa.
Usein kysytyt kysymykset
Puolireikä (castellated) on päällystetty läpireikä, joka on jyrsitty tai jyrsitty niin, että vain puolet reiästä jää levyn reunaan. Se luo puoliympyränmuotoisen pinnoitetun tyynyn, jota käytetään moduulien juottamiseen tai levy-levy-yhteyksiin.
Valmistuksessa porataan yleensä täydet päällystetyt reiät, levytetään ne ja profiloidaan (jyrsitään) levyn reuna siten, että puolet kustakin päällystetystä reiästä paljastuu. Tuloksena on pinnoitettu puoliympyränmuotoinen tyyny reunaa pitkin.
Yleiset käyttökohteet: moduulien irrotuslevyt (Bluetooth/Wi-Fi-moduulit), levyn ja levyn väliset juotosliitännät, kompaktit modulaariset järjestelmät ja tilanteet, joissa liittimet halutaan poistaa.
Kyllä - niitä käytetään laajalti pienikokoisissa moduuleissa ja hienojakoisissa irrotuslevyissä, mutta suunnittelussa on otettava huomioon tyynyn koko, juotospinnan tasoitus ja juotos- ja virtauskäyttäytyminen.
Liitä mukaan Gerber + poratiedostot (PTH), merkitse selvästi kipsatut reiät mekaaniseen kerrokseen tai huomautuksiin, anna haluttu viimeistely (esim. ENIG) ja pyydä tehtaalta DFM-palautetta.