Présentation des performances et des avantages de PTH PCB

Introduction

Les cartes de circuits imprimés à trous plaqués (PCB PTH) sont utilisées dans de nombreuses applications car elles sont faciles à fabriquer, fiables et durables. Le processus de fabrication principal est le même que pour les autres circuits imprimés, mais avec quelques différences.

Dans cet article, nous expliquerons ce que sont les PCB PTH et comment ils fonctionnent. Nous discuterons également de certains des avantages de leur utilisation dans vos produits.

PCB à trou plaqué

PCB à trou plaqué

Qu'est-ce que la PTH dans un PCB ?

PTH signifie "trou traversant plaqué", et c'est un type de carte de circuit imprimé (PCB) qui a des trous au milieu de la carte qui se connectent à traces de cuivre sur le côté inférieur. Les cartes PTH sont utilisées dans les applications où vous devez établir des connexions entre deux points du même côté du PCB.

Il est composé d'un isolant substrat, qui est généralement renforcé de fibre de verre époxy stratifié de verre, avec une couche de métal déposée sur le dessus. La couche de métal est percée de trous de sorte que composants électriques peut être monté sur le surface. Ce type de PCB est également connu sous le nom de "trou traversant" ou "à travers le trou."

Ce type de circuit imprimé est idéal pour les débutants car il facilite l'assemblage de votre premier circuit - vous avez juste besoin d'un fer à souder et d'un flux, deux outils qui peuvent être achetés dans la plupart des quincailleries. Mais même les utilisateurs avancés préféreront ce type de carte car il est plus rapide que les autres méthodes lorsque vous avez beaucoup de connexions à faire ou que vous devez souder de gros composants à l'arrière d'une carte.

PTH dans un PCB

PTH dans un PCB

Comment fonctionne le PTH dans un PCB ?

Si vous avez déjà vu une carte de circuit imprimé, vous avez probablement vu les trous dedans. Ces trous sont appelés trous métallisés (PTH). Ils sont aussi parfois appelés "vias".

Ces trous permettent une interconnectivité facile entre les différents couches du PCB et augmenter sa flexibilité. Ils sont également utilisés pour monter des composants et établir des connexions entre ces composants et d'autres parties de la carte.

Les types les plus courants de cartes PTH sont à simple face, recto-versoet multicouche. PCB simple face utilisez une seule couche de cuivre pour les pistes qui connectent les composants, tandis que les PCB double face ont une couche de cuivre des deux côtés. Les PCB multicouches ont plusieurs couches de cuivre, ce qui signifie qu'ils peuvent mieux gérer les hautes fréquences que les circuits à simple ou double face.

PTH et NPTH

PTH et NPTH

Comparaison PTH et NPTH

Vous vous demandez peut-être : « Quelle est la différence entre un trou traversant métallisé et un trou traversant non métallisé ? Est-ce que l'un est meilleur que l'autre?"

Les trous traversants PTH et NPTH sont deux types différents de composants traversants. Ils ont tous deux leurs propres avantages et inconvénients, et choisir l'un plutôt que l'autre dépendra des besoins de votre projet.

PTH

PTH

Plaqué à travers le trou

Le trou traversant plaqué (PTH) est un processus de fabrication dans lequel un trou traversant est percé à travers la carte et le cuivre est galvanisé à l'intérieur de sorte que le cuivre connecte les broches sur les côtés opposés de la carte. Cela permet un processus de soudure beaucoup plus facile que les trous traversants non plaqués.

La PTH implique forage un trou à travers le panneau, qui est ensuite plaqué de cuivre et rempli de résine époxy. Cette méthode crée une connexion solide et stable entre la soudure et les traces de cuivre sur la carte, mais elle est plus coûteuse qu'une connexion NPTH en raison de toutes les étapes supplémentaires impliquées.

Trou traversant non plaqué

NPTH

Trou traversant non plaqué

En revanche, une connexion NPTH consiste à placer de l'époxy conducteur autour d'un trou percé et à remplir cet espace avec de la soudure fondue. Cela fournit une connexion moins stable entre les composants que PTH, mais c'est beaucoup moins cher et garantit également qu'il n'y a pas de matériau supplémentaire dans la conception de votre carte.

Le NPTH est un type de trou traversant qui n'a pas de couche de placage. Cela signifie que les trous NPTH peuvent être réalisés dans des matériaux non conducteurs tels que aluminium, céramique, ou des plastiques. Les trous NPTH sont souvent utilisés pour l'amortissement des vibrations, le transfert de chaleur et les composants de moulage.

Étapes du processus PTH PCB

Afin de créer un circuit imprimé traversant plaqué à partir de votre Circuit imprimé, vous devez suivre les étapes suivantes.

Étape 1 - Dégraissage alcalin

Le dégraissage alcalin est la première étape de tout procédé PCB. Ce processus utilise une solution d'hydroxyde de sodium et d'eau pour éliminer les huiles, graisses et autres contaminants de la surface d'une carte de circuit imprimé.

Le processus de nettoyage consiste à immerger la carte dans la solution alcaline pendant environ trois minutes, puis à la retirer et à la rincer avec de l'eau déminéralisée. Après cette étape, le PCB est séché à l'aide d'air comprimé ou d'azote gazeux.

Étape 2 - Microgravure

Dans la deuxième étape, nous commençons le processus de création d'un micro gravure sur votre circuit imprimé. C'est là que nous créons un motif qui sera utilisé comme masque de gravure lors de la prochaine étape.

Pour ce faire, nous utilisons un laser pour brûler les zones de votre PCB que vous ne voulez pas graver. Le laser peut être contrôlé de telle sorte qu'il ne brûle qu'à travers le cuivre et laisse intactes les autres parties de la carte. Cela vous donne un contrôle très précis sur l'endroit où votre masque de gravure sera créé, ce qui est essentiel pour vous assurer d'obtenir un produit final propre, sans short ni autre problème.

Étape 3 - Pré-imprégnation

Dans cette étape, le cuivre est recouvert d'un revêtement protecteur de résine puis chauffé pour durcir la résine et la rendre insoluble dans l'eau ou d'autres solvants. L'objectif de la pré-imprégnation est d'empêcher la corrosion du cuivre lors des étapes de traitement ultérieures et d'assurer une bonne adhérence entre les couches de cuivre et de diélectrique.

Le processus de pré-imprégnation utilise une lampe UV pour exposer l'ensemble du circuit imprimé dans un four à température ambiante, créant ainsi un revêtement uniforme de résine sur toutes les surfaces de la carte.

Étape 4 - Activation

Ce processus se fait en ponçant la couche de cuivre avec un papier émeri à grain fin, suivi d'un nettoyage en profondeur de la planche. L'activation est effectuée pour éliminer tous les oxydes à la surface du cuivre et le préparer pour le brasage.

Étape 5 - Peptisation

Ce processus est la cinquième étape du processus de fabrication de circuits imprimés traversants plaqués. Ce processus utilise un mélange de produits chimiques pour éliminer tout photorésist restant de la carte. La solution chimique résultante est ensuite lavée à l'aide d'eau pure, qui est ensuite séchée au moyen d'une soufflante.

Le but de cette étape est d'éliminer toute trace de résine photosensible de la carte, afin qu'elle puisse être traitée plus avant et préparée pour placage.

Étape 6 - Placage de cuivre autocatalytique

Après le processus de fabrication du circuit imprimé traversant plaqué, la carte est prête à être plaquée de cuivre sans courant. Ce processus crée une couche conductrice qui permettra le soudage des composants et des interconnexions.

Dans le placage de cuivre autocatalytique, le PCB est immergé dans une solution de sulfate de cuivre et d'autres produits chimiques. Il s'agit d'une réaction chimique qui se traduit par le dépôt de cuivre à la surface de la carte.

Ce processus contribue également à améliorer la résistance à la corrosion, ce qui est particulièrement important pour les composants électroniques qui seront exposés à l'humidité ou à des environnements très humides.

Éléments à prendre en compte lors du forage PTH

Percer un trou métallisé dans une carte de circuit imprimé peut être une tâche ardue, surtout lorsque vous n'êtes pas sûr de la procédure. Dans cet article, j'aborderai certaines des considérations que vous devez garder à l'esprit lorsque vous percez des trous plaqués dans les cartes de circuits imprimés.

Dégagement de bord

Dégagement de bord

Dégagement des bords – 0.009″

Lorsque vous percez un trou métallisé dans une carte de circuit imprimé, celui-ci doit être à 0.009 po pour s'assurer que le foret ne s'accroche pas au placage. Ceci est particulièrement important lorsque vous utilisez une perceuse à colonne, car la force de la perceuse peut facilement provoquer la rupture d'un copeau et court-circuiter votre planche.

Taille du trou

Taille du trou

Taille du trou – 0.006″

Lors du perçage d'un trou traversant plaqué dans une carte de circuit imprimé, celui-ci doit être de 0.006″. C'est parce qu'il s'agit de la taille la plus courante pour les cartes et les composants utilisés aujourd'hui, mais aussi parce qu'elle offre suffisamment d'espace pour accueillir des pièces avec une plus large gamme de diamètres.

Taille de l'anneau annulaire

Taille de l'anneau annulaire

Taille de l'anneau annulaire - 0.004 "

Il s'agit de la zone dégagée autour du trou de perçage, et il est important d'en tenir compte lors du perçage de trous plaqués dans une carte de circuit imprimé. La taille de la bague annulaire doit être supérieure d'au moins 0.004 po au diamètre du trépan pour permettre une coupe adéquate et éviter l'écaillage du bord du placage pendant le forage.

Type d'insertion de composant sur un circuit imprimé PTH

Radial

Condensateurs

Radial

Le type à insertion radiale est utilisé pour fixer des composants à une carte de circuit imprimé en insérant le conducteur du composant dans un trou métallisé.

Le type à insertion radiale est le plus courant dans les cartes de circuits imprimés. Il permet un maximum de contact entre le composant et ses plots. Cela le rend idéal pour les composants avec un Courant élevé densité ou ceux qui génèrent de la chaleur.

axial

Plomb

axial

Un composant à insertion axiale est placé dans une carte de circuit imprimé à trou traversant plaqué en insérant le composant avec ses fils conducteurs dans la même direction que les pistes de circuit sur la carte de circuit imprimé. Le terminal est inséré dans la direction de l'axe, qui est perpendiculaire à la surface du PCB.

Les composants axiaux comprennent LED, condensateurs, fusibles et résistances. Ces composants ont des conducteurs qui s'étendent à partir d'une extrémité de leur corps et se terminent par des broches ou des bornes à leurs autres extrémités. Ces fils sont insérés dans des trous d'une carte de circuit imprimé le long du même axe que leurs corps. Les composants axiaux peuvent être montés en surface ou montés dans des douilles.

Forme impaire

Composants de forme impairs

Forme impaire

Ces composants sont conçus pour être insérés dans une carte de circuit imprimé (PCB) métallisée. Ils présentent une forme carrée ou rectangulaire avec un côté plat, et ils peuvent avoir un ou plusieurs coins sur leur côté opposé. Les composants Odd Form sont utilisés dans des applications où l'espace est limité et où il n'y a pas de place pour que le composant soit placé latéralement.

Manuel

Manuel

Manuel

Dans ce type d'insertion, vous poussez manuellement le composant à travers la carte jusqu'à ce qu'il s'immobilise à sa place. Il s'agit d'un processus lent et peut être difficile à réaliser sur des cartes de circuits imprimés encombrées d'autres composants.

Avantages des circuits imprimés PTH

Lorsque vous cherchez un moyen de rendre vos circuits imprimés plus efficaces, vous pouvez trouver de nombreuses options. Mais quels sont les avantages des circuits imprimés traversants plaqués ?

Anneaux annulaires plus grands

C'est le principal avantage d'une carte de circuit imprimé traversant plaquée. Les bagues annulaires, qui sont la circonférence extérieure de tous les trous, sont plus grandes sur une carte de circuit imprimé à trou traversant plaquée que sur une carte de circuit imprimé à trou traversant non plaquée. Cela facilite la soudure des composants sur la carte et crée une connexion plus solide.

PCB avec un anneau annulaire est qu'il peut mieux protéger la carte de circuit imprimé contre les dommages mécaniques. Étant donné que la bague annulaire est plus épaisse que la plaque environnante, elle a une résistance mécanique plus forte, de sorte qu'elle peut mieux résister à la force et à la pression externes.

Densité de trou inférieure par mètre carré

Dans une carte de circuit imprimé, les trous sont les chemins qui permettent au courant électrique de circuler d'un côté à l'autre de la carte. Plus il y a de trous par mètre carré, plus sa conductivité est élevée et plus il peut facilement transmettre des données.

Plus la densité de trous par mètre carré est faible, meilleure sera la conductivité de votre circuit imprimé. En effet, il y a moins d'espaces entre les trous et donc moins de résistance au passage du courant.

Trous plus grands

Les circuits imprimés traversants plaqués sont plus durables que les circuits imprimés traversants non plaqués. Les trous sont plus grands et le placage est plus épais que sur les autres planches, il est donc plus résistant aux dommages.

Forme de trou

Les composants traversants sont généralement utilisés pour les projets électroniques. Ils sont soudés dans des trous et des pièces peuvent être placées dessus. Les trous traversants peuvent être ronds, carrés, rectangulaires ou de toute autre forme.

La forme des trous détermine la quantité de matériau retirée de la planche lors du perçage et du placage, ce qui affecte la résistance du produit fini.

Conclusion

Les PCB PTH sont les plus couramment utilisés dans la production de masse de industriel produits, car ils sont assez abordables, faciles à fabriquer et peuvent être produits en grandes quantités. Les PCB PTH peuvent également être fabriqués avec des équipements à grande échelle et un volume élevé de débit.

Si vous faites des recherches et magasinez, vous pouvez obtenir une carte de circuit imprimé de haute qualité. Sans la recherche appropriée, cependant, vous pourriez vous retrouver avec un produit de qualité inférieure, et c'est ce que nous espérions éviter avec cet article. Si vous avez besoin de planches fabriquées par des professionnels pour votre prochain projet, essayez certaines de ces entreprises. Ils peuvent produire un circuit imprimé PTH de haute qualité, ce dont les entreprises, grandes et petites, ont besoin.

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