«Хороший детектив всегда может обнаружить детали, которые кажутся совершенно незаметными. Небольшие проблемы, которые остаются незамеченными другими, могут быть подсказками к разгадке тайны. Аналогично, некоторые отверстия в конструкции печатной платы могут казаться незначительными, но без этих «инструментальных отверстий» плата не достигнет предполагаемой функции или даже не будет изготовлена правильно».
По отдельности инструментальные отверстия на печатной плате выглядят обычными, потому что это обычные сквозные отверстия, просверленные на печатной плате. Только внимательно изучив их роль, мы можем по-настоящему понять их важность.
Некоторые из этих сквозных отверстий используются для подключения оборудования к печатной плате, в то время как другие используются для облегчения изготовления и сборки печатной платы.
Какова роль инструментальных отверстий на печатной плате?
При проектировании и производстве печатных плат на плате обычно сверлится множество отверстий разных размеров, и эти отверстия будут подходить для разных функций. Большинство отверстий используются для соединения электрических сигналов между слоями, а некоторые отверстия используются для пайки компонентов и для монтажа различного оборудования. Инструментальные отверстия (также называемые «монтажными отверстиями»), используемые для подключения оборудования, могут быть связаны с шаблоном корпуса компонента или могут быть помечены отдельно.
Помимо возможности припаивать выводы или штырьки к плате, некоторые компоненты также имеют монтажное оборудование для дополнительной физической поддержки. Разъемы часто прикручиваются к плате, чтобы защитить их спаянные части от напряжения при подключении и отключении кабелей. Другие компоненты, которые тяжелее или используются в качестве интерфейсов, также могут быть прикручены, включая переключатели, вентиляторы, батареи и динамики.
Эти отверстия также могут быть необходимы для подключения монтажного оборудования к электрическим заземлениям или для проведения тепла через плату для рассеивания на внутренних слоях плоскости. Наконец, для установки печатной платы в ее систему часто используются изоляционные отверстия для подключения оборудования или кронштейнов, которые необходимо установить на плату. Отверстия для оснастки печатной платы могут быть размещены на плате для облегчения координации различных этапов производства. Эти отверстия направляют плату через процесс ее сборки, такой как пайка оплавлением, пайка волной и автоматизированный оптический контроль (AOI). Если печатная плата должна пройти дополнительное тестирование, отверстия для оснастки также используются в процессе тестирования.
Каковы стандарты проектирования для обычных отверстий?
Если в ходе какого-либо производственного процесса на плате требуются отверстия для оснастки, производитель потребует, чтобы они были добавлены в проект.
Обычно производитель использует отверстия, которые уже существуют на плате, или добавляет их в производственные файлы. Отверстия создаются для монтажа оборудования и должны быть обработаны с правильными параметрами конструкции для правильной работы:
Расположение: количество обработанных отверстий и их расположение зависят от требований платы и компонента. В технических описаниях компонентов обычно указывается расположение этих отверстий, и проектировщики должны включать это в свой посадочный размер печатной платы.
Предпочтительный размер: это снова зависит от требований компонента. Обычно эти детали будут использовать винты 4-40 или 6-32 и должны быть просверлены в соответствии с монтажным оборудованием. Если конструкция не включает монтажные отверстия системы, производители печатных плат обычно рекомендуют добавлять некоторые общие отверстия размером 0,100 или 0,125 дюйма для облегчения последующих вариантов монтажа.
Покрытие: это зависит от требований к оборудованию, которое необходимо установить. Для оборудования, которое должно быть электрически подключено к плате, отверстия должны быть покрыты металлом и подключены к соответствующей сети, в противном случае следует использовать не покрытые металлом отверстия.
Соединение плоскости: покрытые металлом отверстия, подключенные к силовой или заземляющей плоскости, не должны быть подключены к какой-либо другой плоскости, чтобы предотвратить замыкание силовых и заземляющих цепей. Неправильно спроектированные монтажные отверстия могут в конечном итоге помешать проверке правил проектирования.
Расстояние: отверстия, в которых размещается монтажное оборудование, часто требуют больших экранированных зон вокруг них. Монтажному оборудованию необходимо достаточно места для надежного контакта с платой без повреждения выводов компонентов или металлических дорожек и плоскостей. Дополнительный зазор вокруг металлизированных отверстий также имеет решающее значение, и металлизированные отверстия необходимо просверлить больше, чтобы позволить добавленному материалу для покрытия закончить отверстия до требуемого размера.
Хотя инструментальные отверстия и монтажные отверстия могут показаться не слишком влияющими на компоновку печатной платы, на самом деле, проектирование и монтажные отверстия должны уделять такое же внимание деталям, как и процесс проектирования печатной платы. В проектировании также есть много факторов, которые важны для производства.
Какие факторы влияют на производство?
Помимо различных отверстий для оснастки печатной платы, необходимых для монтажа оборудования и производственных вспомогательных средств, существуют также вопросы проектирования, на которые необходимо обратить внимание при проектировании, которые могут повлиять на производство печатных плат. К ним относятся площадки для паяльной пасты для выводов компонентов поверхностного монтажа, паяльная маска для защиты платы и шелкография для маркировки справочных обозначений компонентов и корпоративных логотипов.
Кроме того, проектировщики также должны обращать внимание на проблему опорных площадок. Это небольшие площадки, используемые для выравнивания печатной платы во время автоматизированной сборки. Опорные площадки обычно размещаются в углах и центре больших устройств SMT с большим количеством выводов.
Проектировщикам может быть сложно выполнить все требования к производству и сборке печатных плат. Но именно это и должен делать хороший инженер-проектировщик печатных плат.
