Plattierte Halbbohrungen
Die Technologie der plattierten Halbbohrungen hat bei der Konstruktion von Leiterplatten an Beliebtheit gewonnen, da sie die mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Platinen erleichtert. Diese halbplattierten Bohrungen ermöglichen eine einfache Modulintegration und kompakte Montage ohne den Einsatz großer Steckverbinder.
Angesichts der steigenden Nachfrage nach kleineren und effizienteren elektronischen Geräten bieten plattierte Halbbohrungen eine effektive Methode zur Verbesserung der Funktionalität und Fertigungseffizienz von Leiterplatten. Das Verständnis ihrer Vorteile, der Anforderungen an die Größe plattierter Halbbohrungen in Leiterplatten und der Designaspekte ist für die moderne Leiterplattenentwicklung von entscheidender Bedeutung.
Was ist eine plattierte Halbbohrung in einer Leiterplatte?
Plattierte Halbbohrungen oder Castellated Holes sind Bohrungen, die entlang der Kanten einer starren Leiterplatte gebohrt werden. Diese Bohrungen werden durchplattiert und dann teilweise gefräst, um eine Halbbohrung zu bilden. Sie werden typischerweise in Wi-Fi-Modulen verwendet, die wie integrierte Schaltungen direkt auf die Hauptleiterplatten gelötet werden. Der Hauptzweck von Castellated Holes besteht darin, Board-to-Board-Verbindungen zu erleichtern, insbesondere wenn zwei Leiterplatten mit zwei unterschiedlichen Technologien verbunden werden.
Vorteile der Verwendung von plattierten Halbbohrungen
Einfach zu handhaben und zu löten
Plattierte Halbbohrungen sind während der Montage schneller zugänglich, da sie sich am Rand des Moduls befinden. Im Gegensatz zu oberflächenmontierten Pads auf der Unterseite eines Moduls, die die Platzierung von Bauteilen behindern können, erleichtern randmontierte Halbbohrungen das Löten.
Verbesserte Ausrichtung
Pads, die sich unter einem Modul befinden, können das Risiko einer Fehlausrichtung während der Montage erhöhen. Die Verbindungspunkte bei Designs mit Kastelllöchern befinden sich am Rand der Leiterplatte, was die Ausrichtung des Moduls auf die passende Platine vereinfacht und somit die Wahrscheinlichkeit einer Fehlausrichtung verringert.
Vereinfachte Messungen
Bei einem plattierten Halbloch lässt sich der Abstand zwischen den Löchern und Lötstellen auch nach der Installation des Moduls leicht messen. Diese Messung kann mit einem Messschieber durchgeführt werden, was bei Pads unterhalb des Moduls nicht möglich ist.
Sauberere Leiterplattenoberflächen
Module mit Castellated Holes fungieren als oberflächenmontierte Baugruppen, d. h. sie können wie jede andere SMD-Komponente direkt auf einer anderen Leiterplatte montiert werden. Durch diese enge Passung werden Bereiche reduziert, in denen sich Staub oder Schmutz zwischen den beiden Leiterplatten ansammeln können.
Wie entwirft man Castellated Holes? 7 zu beachtende Richtlinien
Beachten Sie beim Entwerfen von plattierten Halbbohrungen die folgenden Richtlinien:
- Platzieren Sie den Mittelpunkt jedes Castellated Holes genau an der Kante oder Grenze der Leiterplatte (bei ovalen Bohrungen achten Sie darauf, dass der Start- und Endpunkt der Bohrung genau platziert sind).
- Diese Löcher sollten in Ihrer EDA-Software als plattierte Durchgangslöcher definiert werden. Beachten Sie, dass Sie bei der Bereitstellung von Gerber-Dateien die Löcher/Schlitze in den Bohrdateien (*.drills_pth.xln- oder *pth.drl-Dateien) angeben müssen.
- Jedes Castellated Hole sollte innerhalb eines Pads auf jeder Kupferschicht (einschließlich der inneren Schichten auf mehrschichtigen Leiterplatten) platziert werden, um eine ausreichende Stabilität für die Kupferhülse zu gewährleisten.
- Stellen Sie sicher, dass das Pad das Loch vollständig umgibt. Die Anforderungen an Pad und Ring sollten denen von Standard-Durchgangslöchern entsprechen.
- Ein Halbloch sollte in der Regel einen Durchmesser von mindestens 0,6 mm haben. Die Größe von plattierten Halblöchern ist entscheidend für die Gewährleistung zuverlässiger Verbindungen und der Herstellbarkeit.
- Der Mindestabstand zwischen den Kanten zweier Löcher beträgt 0,55 mm. Dieser kann zwar zwischen 0,47 mm und 0,55 mm variieren, jedoch zu höheren Herstellungskosten und einer längeren Produktionszeit führen.
- Die Lötmaskenbrücke sollte mindestens 0,1 mm breit sein.
Detaillierte Spezifikationen finden Sie in der folgenden Tabelle (Einheit: mm).
| PCB-Dicke | Plated Half-Hole Einschränkung | Plated Half-Hole Durchmesser | Min. Größe nach Fräsen |
|---|---|---|---|
| ≤1.0 | 0.4 | 0.4 | 0.25 |
| 1.2-1.6 | 0.4-0.6 | 0.25 | |
| 0.7-0.9 | 0.35 | ||
| ≥1.0 | 0.45 | ||
| 2 | 0.4-0.6 | 0.25 | |
| 0.7-0.8 | 0.4 | ||
| ≥0.9 | 0.45 |
Der Herstellungsprozess von plattierten Halbbohrungen
Plattierte Halbbohrungen werden traditionell in mehreren Schritten hergestellt: Bohren, chemische Kupferabscheidung, Bildübertragung, Musterplattierung, Folienentfernung, Ätzen, Lötmasken-Druck, Oberflächenbehandlung, Lochbildung und Konturfräsen. Diese traditionelle Methode führt jedoch manchmal zu einer Verringerung der Produktivität und der Produktleistung.
Heute gibt es fortschrittlichere Methoden zur Herstellung von Castellated Holes. In der Regel beginnt der Prozess mit dem Bohren der Leiterplattenkante, was eine präzise und spezielle Bohrmaschine erfordert, da Fehler in dieser Phase alle nachfolgenden Fertigungsschritte beeinträchtigen. Nach dem Bohren werden die Löcher mit Kupfer beschichtet. Dies ist ein wichtiger Schritt, um eine zuverlässige elektrische Leitfähigkeit der auf der Platine montierten Komponenten zu gewährleisten.
Anwendungen von plattierten Halbbohrungen
Plattierte Halbbohrungen finden in der modernen Leiterplattenkonstruktion und -fertigung vielfältige Anwendung und bieten eine breite Palette von Lösungen für Verbindungsprobleme.
Modulares Leiterplattendesign: Castellated Holes erleichtern die Erstellung abnehmbarer Submodule aus größeren Leiterplattenbaugruppen und ermöglichen so eine modulare Systemarchitektur.
Flexible Komponentenintegration: Diese Randverbindungen ermöglichen flexible Pin-Anordnungen und Komponentenlayouts, die an spezifische Designanforderungen angepasst werden können, ohne dass die gesamte Leiterplatte neu konstruiert werden muss.
Montage von Modulen auf Hauptplatinen: Bei der Oberflächenmontage werden Castellated Holes in integrierten Schaltungsmodulen verwendet, um sowohl die mechanische als auch die elektrische Verbindung mit den Haupt-Leiterplatten sicherzustellen.
Board-to-Board-Montage: Leiterplatten mit Castellated Holes können direkt auf Mutterplatinen oberflächenmontiert werden, ohne dass ein Steckverbinder erforderlich ist.
Kompakte Modulanwendungen: Weit verbreitet in kompakten Designanwendungen wie WiFi-Modulen, Bluetooth-Modulen und anderen Kommunikationsgeräten in kleinen Größen.
Direkte Leiterplattenverbindung: Castellated Holes ermöglichen direkte elektrische Verbindungen zwischen Leiterplatten ohne die Verwendung typischer Kabelbäume oder großer Steckverbinder und kommen in kompakten Drahtlos- und Kommunikationssystemen zum Einsatz.
Die Kompetenzen von MOKOPCB in der Herstellung von Leiterplatten mit plattierten Halbbohrungen
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