Да ли се икада борили да се уклопите компоненту у ПЦБ рупу која је само мало превише уска - или превише лабава? Одабир десне величине рупе за игле за рупима није само нагађање - то је пресудно за перформансе и поузданост.
У овом посту ћете научити како да одаберете оптималну величину отвора за ПЦБ користећи доказане правила, ИПЦ стандарде и савјети у стварном свету. Такође ћемо истражити како прецизни алати попут ЦНЦ машина за бушење сваки пут осигуравају савршене резултате.
Увод: Зашто је упитника величине ПЦБ-а
Добијање величине рупе одмах на ПЦБ звучи једноставно, али то је мали детаљ који чини велики утицај. Компоненте кроз рупу требају прецизне рупе да се правилно седе, па чак и најситнија неусклађеност може све искључити. Ако је рупа превиска, игле се неће уклапати без савијања или присиљавања. Ако је превише лабаво, компоненте воббле или се смета, чинећи га тежим за лемљење да тече и штапите. То значи слабији зглобови, више преправљања и у најгорем случају, одбор који то једноставно не ради.
Размислите о томе како лемљење точе око игле. Потребан јој је мало простора да се креће, али не превише. Овај простор који се назива простор-помаже да правилно проток за лемљење правилно и зграби на иглу и јастучићу. Али ако га игноришете, лемљење се можда неће добро држати или формирати празнине, посебно када користите лемљење без оловног оловног Проблеми попут хладних зглобова, непотпуне везе или чак пукне јастучиће могу се касније појавити.
Производња такође додаје своје изазове. Избушене рупе увек се разликују мало у величини и када се дода бакарно пречник, пречник коначне рупе смањује се. Дакле, чак и ако је вежба била у праву, готова рупа је и даље можда искључена. Зато дизајнери морају да планирају унапред и граде у толеранцијама да одговарају и величини ПИН-а и методом бушења. Мало изнова или испод, а ви ризикујете неуспехе за уметање на линији Скупштине, вожња трошкова и кашњења.
Све се своди на прецизност. Сваки одбор, свака компонента, свака рупа мора несметано радити заједно. И то почиње разумевањем колико је значајна величина рупе заиста.
Разумевање кроз руне ПЦБ основе дизајна
Технологија кроз рупу је деценијама била око деценија, а још увек се широко користи у производњи електронике данас. Уместо да постављају компоненте на површину попут СМТ-а, ова метода укључује уметност компоненте води у прећићене рупе у одбору. То води и држе другу страну и леше се на месту, дајући снажну и сигурну везу. Често ћете пронаћи делове кроз рупе у производима у којима је важна трајност, попут напајања, трансформатора или било чега која се користи у чврстим окружењима.
Постоје две главне врсте рупа које ћете видети у овој врсти дизајна: ПЛАТЕД КРОЗ рупама или ПТХ, и неовлашћеним отворима, познатих као НПТХ. ПТХС имају танку подлогу бакра у зидовима рупа. Овај слој омогућава електрични сигнали да путују из једног слоја одбора у други. Зато се користе за компоненте које се заправо повезују у круг. С друге стране, нптхс не носи струју. Често се користе за монтажу или усклађивање ствари попут шрафа, заковица или игле за подршку. Пошто нема облоге бакра, НПТС су чисто механичка.
Без обзира на који тип бавите се, ПЦБ бушење је први главни корак да се све то догоди. Ове рупе се не појављују само - избушене су током процеса израде помоћу машина велике брзине који ударају кроз фиберглас и бакар. Величина и тачност сваке рупе морају да се подударају са величином ПИН-а, али и фактор у бакрама који се смањује коначни пречник. Зато дизајнери морају пажљиво да планирају фазу бушења и оставе довољно простора за производњу толеранција, протока лемљења и одговарајућу електричну везу.
Који фактори утичу на величину отвора за ПЦБ за игле за рупима?
Величина рупа може изгледати једноставно на изгледу, али иза сцене, неколико ствари утиче на то што би тај број требао бити. Један од најочитијих је и сам ПИН. Пинс долазе у различитим облицима - већина су округли, али многи су квадратни или правоугаони. Тај облик је важан јер квадратни игле имају дијагоналну дуже од стране. Дакле, уместо само мерења ширине, морамо израчунати дијагоналу користећи основну формулу геометрије. Ако прескочимо овај корак, рупа би могла бити прескака, чак и ако изгледа добро на папиру.
Онда се користи врста компоненте која се користи. Тешке компоненте попут великих кондензатора, конектора или трансформатора стављају додатни стрес на рупе. Овим деловима је често потребан мало више чишћења и јачих зглобова лемљења. За лакше компоненте које се не баве много вибрација или оптерећења, величина може бити чвршћа јер постоји мање кретања. Дакле, ми не само рупе засноване на иглама - такође размишљамо о томе колико се стреса се део с временом може суочити.
Класификација ПЦБ-а такође игра улогу. Плоче долазе у различитим нивоима дензитета-класе А, Б или Ц-Ц-на основу тога колико су препуне компоненте. У дизајну ниске густине (класа А) има више простора за веће рупе и јастучиће. Али у распоредима високе густине (класа Ц) морамо бити пажљивији. Постоји мање простора, што значи и чвршће толеранције и прецизније планирање. Ту мале грешке могу проузроковати велике проблеме.
Такође не можемо заборавити на производњу. Рупе су избушене, а затим се постављају бакрама, који се смањује њихову величину. Ако само планирамо величину бушилице, добићемо мање коначне рупе него што се очекивало. Поред тога, свака вежба и свака серија игле има толеранцију - можда плус или минус 0,05 милиметара. То не звучи много, али када се бавите десетинама или стотинама игле, ови ситни смех брзо се зближавају. Зато паметни дизајнери остављају додатну собу да се изборе са овим сменама и осигурају глатку, доследно се уклапају сваки пут.
Како израчунати исправну величину рупа
Да бисте добили величину рупа, морамо почети са Цомпонент ПИН-ом. Прво проверите листу података и пронађите максимални пречник ПИН-а-а не у просеку, а не минимум, већ и највеће могуће величине у толеранцији. Ако је то квадратни пин, узмите један додатни корак и користите дијагоналу, а не бочну дужину. Квадратни пин који је 0,64 мм по страни има дијагоналу од око 0,905 мм. То је стварне величине које требамо уклопити.
Сада долази одобрење. Не желимо да рупа буде превише уска или ПИН неће ући, посебно када постоји варијација у игле или величини будности. Већина дизајнера користи додатних 0,15 до 0,25 мм за стварање простора. То олакшава уметност компоненте и она такође даје собу за лемљење да тече током Скупштине. Ако ће плоча користити лемљење без оловног, мало више одобрења помаже јер се ти продавачи не мокри и као и олово.
Онда имамо бакарну оплозију. Свака отворена рупа има танког бакреног слоја изнутра. Тај слој узима простор, смањујући коначни пречник рупе након бушења. Избушена рупа може почети од 1,1 мм, али једном када се повуче, то би се могло смањити за око 0,05 мм или више, у зависности од процеса. Ако заборавимо да то о томе, рупа завршава мање од планираних.
Хајде да прођемо кроз пример. Реците да округли игле има максималан пречник од 0,8 мм. Желимо да додамо одобрење од 0,2 мм, што нам даје 1,0 мм. Ако очекујемо да се облагање смањи величина за 0,05 мм, избушит ћемо рупу на 1,05 мм. На тај начин, након прекривања, готова рупа је и даље 1,0 мм-само право за ПИН.
Индустријски стандарди за ПЦБ ДРУЈЕЊЕ ГИЗЕ ГИЗЕ
Када смањујете десну величину рупе за ПЦБ, помаже да се побрине од званичних смерница. Ту долазе ИПЦ-2221 и ИПЦ-2222. Они су широко коришћени стандарди у свету електронике и они оцртавају правила за дизајн за штампане плоче. ИПЦ-2221 даје опште захтеве за све дизајне ПЦБ-а, док се ИПЦ-2222 посебно фокусира на ригидне плоче, укључујући детаљна упутства за издате изградњу кроз отвор.
Једно од најважнијих правила из ових стандарда је одобрење за рупу. Није довољно да се само подудара са пречником ПИН-а - морате му дати простор да дишете. Тај простор помаже у убацивању и лемљењем. ИПЦ предлаже одобрење од око 0,2 до 0,25 мм у зависности од врсте компоненте и класе производа. Може изгледати као мали број, али то чини велику разлику када лежите стотине игле.
Сада разговарајмо о класификацији. ИПЦ дели производе у три класе на основу потреба квалитета и поузданости. Класа И је за електронику опште намене, попут играчака или гадгета. ИИ класе ИИ је за наменене услуге, где су стални учинак на сличанм хоме апарати или индустријски контролори. Класа ИИИ је за високе перформансе, критичне мисије. Мислите ваздухопловна, медицинска или војна опрема. Док прелазите из класе И на класе ИИИ, захтеви за дизајн постављају строже, посебно за ствари попут толеранције величине рупа, квалитет и чистоће заклањање.
Ево како се израчунава минимална величина рупа на основу нивоа ИПЦ-а:
| ИПЦ Цласс |
СИЗЕ Формула величине отвора |
| Класа И |
МАКС ПИН пречник + 0,25 мм |
| Класа ИИ |
МАКС ПИН пречник + 0,20 мм |
| Класа ИИИ |
МАКС ПИН пречник + 0,25 мм (са чвршћем инспекцијом) |
Ови стандарди не чувају само ствари - такође помажу у избегавању скупих грешака током скупштине. Одлична су сигурносна мрежа када лит са подацима не наведе препоручену величину рупа или када градите производ високе поузданости на којој неуспех није опција.
Како се бавити толеранцијама и овлашћењем
Када је у питању димензија ПЦБ рупа, број исписани на цртежу никада није цела прича. Делови и процеси у стварном свету увек долазе са толеранцијама. Већина игле за рупима има типичну толеранцију пречника око ± 0,05 мм. То значи да ли је лист са подацима да лива ПИН као 1,00 мм, заправо би могла да мери било где између 0,95 мм и 1,05 мм. Сада замислите да сте дизајнирали рупу да се уклопите тачно 1,00 мм - неких игле могу клизнути у реду, други би могли заглавити или одбити да се уопште уклапају.
Процес бушења такође додаје сложеност. ПЦБ се обично избуше пре облога, а уређај за бакра унутар рупе смањује пречнику малим износом. Ова разлика - између оригиналне величине бушилице и величине готове рупе - је нешто што не можете да игноришете. Ако вам је потребна готова рупа од 1,00 мм, стварну величину бушотине може бити 1,05 мм или више или више, у зависности од дебљине оплоге коју произвођач користи. Нису сви фабрици користили исти процес, па је паметно затражити да се њихова надокнада за завршетак преврне.
Због тога је очигледно зазор. Потребна вам је довољно простора за ПИН варијације, одступање бушилица и смањење облоге - све без прављења рупе превише лабав. Рупа која је једва довољно велика, узроковаће проблеме на монтажној линији. Игле неће глатко нестати и можда ће вам требати додатне силе или ручно подешавање. То доводи до савијених водича, оштећених плоча, или чак прекршили зглобове лемљења касније.
Ево брзог погледа на оно што утиче на финалну рупу Фит:
| Фактор |
типични |
ефекат домета на одговара |
| Толеранција |
± 0,05 мм |
Може да помера стварну величину ПИН-а |
| Толеранција за бушење |
± 0,025 мм или више |
Пречник рупа може се разликовати од серије |
| Дебљина бакра |
~ 0.025-0,05 мм (по зиду) |
Смањује пречник готове рупе |
| Препоручена одобрење |
0.15-0.25 мм |
Помаже да се осигура глатко уметање |
Трик је да паметно сложите ове вредности. Ако очекујете све компоненте и процесе да остану право усред спекуар, бићете разочарани. Изградите се у малој соби за дисање и добићете више доследније резултате преко целог одбора.
Смјернице величине рупа за квадратне или правоугаоне игле
Округли игле су једноставни, али квадратни или правокутни игле треба више неге током изгледа. Ако величине рупе засноване само на бочној дужини квадратног пића, тражите проблеме. Тај пин није само широк у једном смеру - има дијагоналу и да је дијагонала оно што поставља стварну максималну величину која је потребно да одговара. Да бисте то схватили, желећете да користите питагорејску теорему. Брзи је начин проналаска дијагонала квадрата када знате бок.
Прошетајмо пример. Реците квадратни пин има бочну дужину од 0,64 мм. Израчунавамо овако дијагоналу:
Дијагонала = √ (0,64² + 0,64²) = √ (0.4096 + 0.4096) = √0.8192 ≈ 0.905 мм
Сада додајте типично одобрење од 0,2 мм. То нам даје:
Величина рупе = 0,905 мм + 0,2 мм = 1.105 мм , што можемо заокружити на 1,1 мм.
Дакле, иако је тај игла широк само 0,64 мм, потребна му је рупа која је најмање 1,1 мм преко сигурности одговарајуће уклањање за лемљење и варијацију. Ако сте прескочили дијагонални корак и управо сте користили 0,84 мм (0,64 мм + 0,2 мм), рупа би вероватно била превише уска.
Ствари постају још занимљивије када датасхет даје једнострану толеранцију. Понекад би то могло рећи нешто попут: пречник ПИН = 0,9 мм + 0,1 / -0 мм. То значи да би ПИН могао бити било где од 0,9 мм до 1,0 мм - али никада мање од 0,9 мм. У тим случајевима увек бацате величину рупе на највећу могућу вредност. Користећи наш пример:
Величина рупе = 1,0 мм + 0,2 мм = 1,2 мм
Ево стола да се оба случаја приказују јасно:
| пин типа |
Максимална |
Отвори за обрачун величине |
величина коначне рупе |
| Трг (0,64 мм) |
√ (0,64² + 0,64²) = 0,905 мм |
+0,2 мм |
1.1 мм |
| Једнострани тол |
0,9 мм + 0,1 мм = 1,0 мм |
+0,2 мм |
1,2 мм |
Дизајнери понекад превиде ове ситне математичке кораке, али они праве огромну разлику када је време да гурнем игле кроз готову плочу.
Препоручена величина рупа: Правило од 0,2 мм
Постоји једноставно правило које прате много дизајнера приликом димензија ПЦБ рупа за компоненте кроз рупе: само додајте 0,2 мм до номиналног пречника ПИН-а. То је то. Ово 'Златно правило ' ради у већини случајева, јер даје довољно додатног простора за лако уметање, дебљину оплате и протока лемљења и не чинећи се прешироко уклањања.
Неки би се могли запитати, зашто једноставно не додате само 0,05 мм? Чини се чвршће, ефикасније и оставља више простора на плочи. Али у пракси, та одобрење је често превише чврсто да поуздано ради. Обе компонентне игле и избушене рупе имају толеранције. ПИН означен 1.00 мм може бити заправо 1,05 мм. Ако ваша рупа додаје само 0,05 мм, а плоча је наглављава даље, ПИН једноставно неће да одговара. Или ћете то морати натерати или одбити одбор.
Ево примера из стварног производног случаја. Прва партија одбора имала је одобрење за 0,05 мм. Компоненте се уклапају, али то је проследила инспекцију. Када је стигла друга серија, исте компоненте су одбиле да уђу. Шта се променило? Само мање смене у пречнику ПИН-а због толеранције. Иако су игле и рупе биле унутар спекуар, комбиноване варијације изазвале су неусклађеност. Након тога, ажурирали су величину рупа да прате правило од 0,2 мм. Нема више фитне проблема.
Други тим који ради на напајању која је користила превелике рупе са скоро 0,3 мм одобрења. Све се лако уклапа, али током таласног лемљења, превише лемљеног пролазао је и створио неравне спојеве. Дакле, док 0,2 мм није савршено за сваки део, то погоди поуздан баланс између механичке лакоће и решења перформанси.
Ово правило не елиминише потребу за размишљањем. Још увек морате да се прилагодите за квадратне игле, посебне облике и необичне толеранције. Али као основна линија помаже у избегавању 90 одсто главобоље везаних за фит.
| типа |
Отворивање |
кућишта |
| Чврсто фит, 0,05 мм |
Превисок |
ПИНС није успело да се доследно не убацују |
| Златно правило, 0,2 мм |
Управо у праву |
Поуздан фит и лемљење |
| Лабаво уклапање, 0,3 мм |
Превише лабав |
Вишак лемљења, слаби зглобови |
Подрум за пренос производа: ПЦБ ЦНЦ машине за бушење
Када радите са компонентама кроз рупе, тачност рупе није опционално - то је суштинско. Ту је наша ПЦБ ЦНЦ машине за бушење улазе. Ове машине су дизајниране тако да испуне захтеве висококвалитетне производње ПЦБ-а. Без обзира да ли градите један прототип или вођење производње у пуној скали, испоручују доследност потребну да би било појединачно погодиле ваше толеранције.
Свака машина је опремљена брзим вретенима и системима управљања покретама. То значи да то не само бушира брзо вјежбе са тачношћу одређивања, чак и на плочима препуним компонентама. Ова врста контроле осигурава да се заврши величина рупа у спеку спецификацији, без обзира колико слојева или колико густа распоред.
Такође су паметни. Аутоматски алатни систем за промену система замјена бушилица на летењу, сечење застоја и задржавање производње текућим. Посебно је корисно када се пребацивање између различитих величина отвора или бушења у тешке материјале попут ФР-4. Карактеристике откривања грешака у реалном времену Надгледају бушилицу и битни услов, хватање проблема пре него што се претворе у отпад. Уштеде време, материјал и стрес на линији.
Од уске толеранције за превелике рупе за уградњу, машина је све обрађује. Ево шта га је одвојило:
| користи |
од користи |
| Спиндле велике брзине |
Чисте резове кроз више слојева |
| Прецизна контрола покрета |
Одржава уска толеранцију величине рупе |
| Ауто алата Цхангер |
Брзи прелази између величине бушилице |
| Откривање грешке у реалном времену |
Смањује отпад, алат заставе рано трошење алата |
| Подршка за више плоча |
Идеално за прототипирање и масовне трке |
Дакле, када вам је потребна поузданост, брзина и беспрекорна квалитета рупе - Овај алат је изграђен за испоруку.
Закључак
Одабир праве величине отвора за ПЦБ за игле за рупима је више него пратећи бројеве - ради се о паметним, поузданим изборима дизајна. Од снаге лемљења до производне производње, сваки део милиметних питања. Кључ је познавао ваше спецификације са компонентима, примењујући прави клирант и следећи стандарди попут ИПЦ-2221 и ИПЦ-2222. Увек градите у соби за толеранцију, планирајте да се обратите и тестирате свој дизајн на прототипу пре пуне производње. Блиско сарађује са својим произвођачем да бисте осигурали да свака рупа обавља тачно по потреби. За даљу помоћ, добродошли да погледате подршку наше компаније производи.
Често постављана питања
П1: Зашто не могу само да се ускладим са величином рупа на величину ПИН-а?
Ниједна два пина нису потпуно иста. Толеранције и оплате Смањите простор, тако да рупа која одговара пречнику ПИН често се завршава превише уска.
П2: Каква је стандардно одобрење које бих требао користити?
Већина дизајна добро ради са одобрењем од 0,2 мм. Балансира лако уметање и правилно проток лемљења без прављења рупе превелика.
К3: Како бакарно преплашење утиче на величину рупе?
Облачавање додаје танки бакарни слој у рупу, што смањује свој коначни пречник. Морате да бушите мало веће да бисте добили исправну готову величину.
К4: Да ли квадратни игле су потребне различите величине рупа од округлих игле?
Да. Користите дијагоналу квадратног ПИН-а да бисте израчунали ефективни пречник, а затим додајте одобрење - у супротном, рупа ће бити премала.
К5: Шта ако датасхет само даје само једнострану толеранцију?
Користите максималну величину ПИН-а, укључујући потпуну позитивну толеранцију, при израчунавању величине рупе да бисте осигурали правилно уклапање.
