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Die Klassifizierung und Funktion von Löchern auf Leiterplatten

Die Löcher dranLeiterplattekönnen in plattierte Durchgangslöcher (PTH) und nicht plattierte Durchgangslöcher (NPTH) eingeteilt werden, je nachdem, ob sie über elektrische Verbindungen verfügen.

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„Plated Through Hole“ (PTH) bezieht sich auf ein Loch mit einer Metallbeschichtung an den Wänden, das elektrische Verbindungen zwischen Leitermustern auf der Innenschicht, der Außenschicht oder beiden einer Leiterplatte herstellen kann.Seine Größe wird durch die Größe des Bohrlochs und die Dicke der plattierten Schicht bestimmt.

Nicht durchkontaktierte Löcher (NPTH) sind Löcher, die nicht an der elektrischen Verbindung einer Leiterplatte beteiligt sind und auch als nicht metallisierte Löcher bezeichnet werden.Entsprechend der Schicht, durch die ein Loch auf der Leiterplatte eindringt, können Löcher in Durchgangslöcher, vergrabene Durchkontaktierungen/Löcher und blinde Durchkontaktierungen/Lochlöcher unterteilt werden.

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Durchgangslöcher durchdringen die gesamte Leiterplatte und können für interne Verbindungen und/oder Positionierung und Montage von Komponenten verwendet werden.Unter diesen werden die Löcher, die zur Befestigung und/oder elektrischen Verbindungen mit Komponentenanschlüssen (einschließlich Stiften und Drähten) auf der Leiterplatte dienen, als Komponentenlöcher bezeichnet.Durchkontaktierte Löcher, die für interne Lagenverbindungen verwendet werden, jedoch ohne Montage von Bauteilleitungen oder anderen Verstärkungsmaterialien, werden als Durchgangslöcher bezeichnet.Das Bohren von Durchgangslöchern auf einer Leiterplatte dient hauptsächlich zwei Zwecken: Zum einen soll eine Öffnung durch die Leiterplatte geschaffen werden, die es nachfolgenden Prozessen ermöglicht, elektrische Verbindungen zwischen der oberen Schicht, der unteren Schicht und den Schaltkreisen der inneren Schicht der Leiterplatte herzustellen;Die andere besteht darin, die strukturelle Integrität und Positionierungsgenauigkeit der Komponenteninstallation auf der Platine aufrechtzuerhalten.

Blind Vias und Buried Vias werden häufig in der HDI-Technologie (High Density Interconnect) von HDI-Leiterplatten verwendet, vor allem in Leiterplatten mit hohen Lagen.Blind Vias verbinden typischerweise die erste Schicht mit der zweiten Schicht.In einigen Designs können Blind Vias auch die erste Schicht mit der dritten Schicht verbinden.Durch die Kombination von blinden und vergrabenen Vias können mehr Verbindungen und höhere Leiterplattendichten erreicht werden, die für HDI erforderlich sind.Dies ermöglicht eine höhere Schichtdichte in kleineren Geräten und verbessert gleichzeitig die Stromübertragung.Verborgene Durchkontaktierungen sorgen dafür, dass Leiterplatten leicht und kompakt bleiben.Blind- und Buried-Via-Designs werden häufig in komplex gestalteten, leichten und kostenintensiven elektronischen Produkten verwendet, zSmartphones, Tabletten undmedizinische Geräte. 

Blinde Durchkontaktierungenwerden durch Steuerung der Bohrtiefe oder Laserablation gebildet.Letzteres ist derzeit die gebräuchlichere Methode.Die Stapelung der Durchgangslöcher erfolgt durch sequentielle Schichtung.Die resultierenden Durchgangslöcher können gestapelt oder versetzt angeordnet werden, was zusätzliche Herstellungs- und Testschritte erfordert und die Kosten erhöht. 

Je nach Zweck und Funktion der Löcher können sie wie folgt klassifiziert werden:

Durchgangslöcher:

Dabei handelt es sich um metallisierte Löcher, die dazu dienen, elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen leitenden Schichten auf einer Leiterplatte herzustellen, jedoch nicht zum Zweck der Montage von Bauteilen.

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PS: Via-Löcher können weiter in Durchgangslöcher, vergrabene Löcher und Sacklöcher unterteilt werden, abhängig von der Schicht, durch die das Loch auf der Leiterplatte dringt, wie oben erwähnt.

Komponentenlöcher:

Sie werden zum Löten und Befestigen von steckbaren elektronischen Bauteilen sowie für Durchgangslöcher für elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen leitfähigen Schichten verwendet.Komponentenlöcher sind in der Regel metallisiert und können auch als Zugangspunkte für Steckverbinder dienen.

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Befestigungsbohrungen:

Dabei handelt es sich um größere Löcher auf der Leiterplatte, die zur Befestigung der Leiterplatte an einem Gehäuse oder einer anderen Trägerstruktur dienen.

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Schlitzlöcher:

Sie entstehen entweder durch die automatische Kombination mehrerer Einzellöcher oder durch das Fräsen von Nuten im Bohrprogramm der Maschine.Sie werden im Allgemeinen als Befestigungspunkte für Steckerstifte verwendet, beispielsweise für die ovalen Stifte einer Steckdose.

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Hinterbohrlöcher:

Dabei handelt es sich um etwas tiefere Löcher, die in durchkontaktierte Löcher auf der Leiterplatte gebohrt werden, um die Stichleitung zu isolieren und die Signalreflexion während der Übertragung zu reduzieren.

Im Folgenden sind einige Hilfslöcher aufgeführt, die Leiterplattenhersteller möglicherweise verwendenPCB-Herstellungsprozessmit denen PCB-Designingenieure vertraut sein sollten:

● Bei den Positionierungslöchern handelt es sich um drei oder vier Löcher oben und unten auf der Leiterplatte.Andere Löcher auf der Platine sind auf diese Löcher ausgerichtet und dienen als Referenzpunkt für die Positionierung der Stifte und die Befestigung.Sie werden auch Ziellöcher oder Zielpositionslöcher genannt und werden vor dem Bohren mit einer Ziellochmaschine (optische Stanzmaschine oder Röntgenbohrmaschine usw.) hergestellt und zur Positionierung und Fixierung von Stiften verwendet.

Ausrichtung der inneren SchichtBei Löchern handelt es sich um einige Löcher am Rand der mehrschichtigen Platine, mit denen festgestellt werden kann, ob es Abweichungen in der mehrschichtigen Platine gibt, bevor innerhalb der Grafik der Platine gebohrt wird.Dadurch wird festgestellt, ob das Bohrprogramm angepasst werden muss.

● Codelöcher sind eine Reihe kleiner Löcher auf einer Seite der Unterseite der Platine, die zur Angabe einiger Produktionsinformationen wie Produktmodell, Verarbeitungsmaschine, Bedienercode usw. dienen. Heutzutage verwenden viele Fabriken stattdessen Lasermarkierung.

● Passerlöcher sind einige Löcher unterschiedlicher Größe am Rand der Platine, die dazu dienen, während des Bohrvorgangs festzustellen, ob der Bohrerdurchmesser korrekt ist.Heutzutage nutzen viele Fabriken zu diesem Zweck andere Technologien.

● Abbrechlaschen sind plattierte Löcher, die zum Schneiden und Analysieren von Leiterplatten verwendet werden, um die Qualität der Löcher widerzuspiegeln.

● Impedanztestlöcher sind plattierte Löcher, die zum Testen der Impedanz der Leiterplatte verwendet werden.

● Antizipationslöcher sind normalerweise nicht plattierte Löcher, die dazu dienen, zu verhindern, dass die Platine nach hinten positioniert wird, und werden häufig zur Positionierung während Form- oder Bildbearbeitungsprozessen verwendet.

● Werkzeuglöcher sind im Allgemeinen nicht plattierte Löcher, die für verwandte Prozesse verwendet werden.

● Nietlöcher sind nicht plattierte Löcher, die zum Befestigen von Nieten zwischen den einzelnen Kernmaterialschichten und der Verbindungsfolie bei der Laminierung mehrschichtiger Platten verwendet werden.Die Nietposition muss während des Bohrens durchbohrt werden, um zu verhindern, dass an dieser Position Blasen verbleiben, die in späteren Prozessen zum Bruch der Platine führen könnten.

Geschrieben von ANKE PCB


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Juni 2023