thư mục
trong kích thước khoan đường PCB, khi tạo ra các thiết bị điện tử từ đầu tiên; Cuối cùng bạn sẽ phải đục vài cái lỗ. Chỉ vài thập kỷ trước, mọi người đều sử dụng một cái khoan đơn giản để làm lỗ PCB. người ta di chuyển tấm ván, kéo đòn bẩy và bắt đầu khoan. và họ di chuyển bàn cờ tới vị trí tiếp theo và làm lại quá trình này.
họ sử dụng tất cả những cái khoan mà họ có. Những giàn khoan này rất lớn, được trang bị gần như tất cả các loại giàn khoan tiêu chuẩn, và sự lệch khỏi những giàn khoan tiêu chuẩn này sẽ dẫn đến chi phí tăng cao.
theo thời gian, với quy mô và sự phức tạpcác bộ phận bảng mạch inlàm cho các phương pháp khoan truyền thống trở nên không thể. Bây giờ, chúng ta có những tiêu chuẩnbảng mạch inkích cỡ khoan làm cho quá trình dễ dàng hơn. Những bit này rất phù hợp với tự động tiêu chuẩnmáy CNCcho phép các mạch in hiệu quả và nhất quán.
Trong hướng dẫn này, bạn sẽ tìm hiểu kích thước của một đầu khoan và cách chọn một đầu khoanđáp ứng nhu cầu của bạn.
kích thước khoan pcb
Bảng mạch in ngày nay thường có hơn 10.000 lỗ khoan khác nhau. Trong khi các công cụ CNC tự động hiện đại cho phép bạn làm việc với bất kỳ kích cỡ khoan nào mà không có sự lo lắng, kích cỡ khoan tiêu chuẩn làm cho quá trình này khá đơn giản.
Sẵn sàngPCB đòi hỏi sự hiểu biết của sản phẩmmục đích, cấu trúc và khả năng duy trì. không phải tất cả các bảng mạch in đủ dày để chịu được tất cả các mũi khoan. Việc này rất hữu ích nếu bạn kiểm soát các kích thước khoan theo tỉ lệ của bo mạch chủ hoặc tỉ lệ giữa độ dày và kích thước khoan được khuyên dùng.
Ví dụ, một mặt cắt với một tỉ lệ tương quan 3 tới 1: 3: 1 có độ dày 0.062 in-sơ và có thể chịu được một lỗ khoan có đường kính 0.020 in-sơ.
bên cạnh tỉ lệ tương quan, các lỗ trống cũng quyết định kích thước khoan bạn muốn.Lỗ thông qua PCBmạ điện) có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, tùy thuộc vào mức độ phức tạp của mạch điện. Bạn có thể sử dụng khoan laser để tạo ra các lỗ nhỏ có kích thước 0,006 inch, nhưng hầu hết các công trình xây dựng đòi hỏi phải cắt những “lỗ hổng nhỏ” từ máy CNC. Bạn cũng cần nhiều kích cỡ khoan, bởi vì nếu dự án của bạn phải sử dụng nhiều lớp bảng mạch, một số lỗ sẽ đi qua một phần.
Do vậy, bạn cần một PCB với một kích thước khoan chuẩn được tạo sẵn hoặc ít nhất là một vài khoan chuẩn nếu bạn có kế hoạch khoan riêng trên bảng mạch. đó là bởi vì mọi người đều muốn chúng.
Nếu bạn đang sản xuất một bảng mạch in cho một khách hàng, khách hàng của bạn sẽ yêu cầu các kích thước tiêu chuẩn và đặc điểm kỹ thuật này để họ có thể điều chỉnh như mong muốn.
Những người không chuyên nghiệp sẽ tìm thấy kích thước tiêu chuẩn dễ sử dụng hơn và cho phép bạn vượt qua.
kích thước khoan chuẩn pcb
May mắn thay, các nhà sản xuất PCB cung cấp rất nhiều kích thước khoan và khoan. Mỗi kích thước khoan được sử dụng được tính phí, nhưng nhiều khoan được cung cấp các kích thước tiêu chuẩn miễn phí.
Các kích thước tiêu chuẩn bao gồm:
Mặc dù phần minh họa trên được đo bằng in-sơ, các tiêu chuẩn PCB thể hiện các kích thước khoan bằng milimét.
Trong khi bạn có thể sử dụng tất cả các kích thước này cùng một lúc, bạn có thể không cần sử dụng chúng trong tất cả các dự án. nếu bạn sử dụng các bit quá lớn, bạn sẽ lãng phí các vật liệu hàn và bảng mạch. nếu bạn có một cái khoan quá nhỏ, bạn không thể đặt tất cả các thành phần lên đó. bạn có thể gặp phải những vấn đề khác, bao gồm cả việc nạp.
một lời nhắc thông thường là làm cho lỗ rộng hơn 0. 3 mm so với bộ phận. Ví dụ, nếu bạn có một bộ phận 0.4 mm, bạn cần được khoan một lỗ có đường kính 0.7 mm.
Nó sẽ rất hữu ích nếu bạn cũng xem xét các đặc điểm kỹ thuật của bo mạch chủ của bạn. với các đặc điểm kỹ thuật sss, bạn phải có không quá 500 lỗ trên bo mạch của bạn. số lưới tối đa của dss là 2000.
thiết kế pcb
các đặc điểm kỹ thuật này là cốt lõi của việc thiết kế một thiết kế pcb tốt. chúng cung cấp những bộ phận mỏng và tiêu chuẩn mà bạn nên sử dụng cho dự án của bạn. tuy nhiên, chúng chỉ là một khía cạnh của thiết kế pcb tốt.
Cho dù bạn đang thiết kế trong phòng thí nghiệm kỹ thuật tại nhà hay trong môi trường chuyên nghiệp, thiết kế một PCB bắt đầu với một sơ đồ tốt.
tốt nhất là các sơ đồ mà bạn tạo dự ánLâu lắm trước khi mua bo mạch chủ, các bộ phận và các mũi khoan. Bản vẽ này sẽ hoạt động như một bản thiết kế để hoàn thành một dự án, kế hoạch mọi thứ cần thiết cho các đường dẫn, lỗ, khoan và mạch.
khi bạn vẽ các sơ đồ, bạn nên bắt đầu với các cấu phần trước khi bạn vẽ các dây. Một biểu tượng trình bày lô-gic tốt sẽ tuân thủ các biểu tượng trình bày lô-gic chuẩn, nhưng bạn có thể sử dụng bất kỳ biểu tượng nào mà bạn muốn, miễn là bạn giữ nguyên và công khai biểu tượng của bạn.
trong mỗi trường hợp, bạn phải cân nhắc về không gian và mục đích của các cấu phần.
Kích thước PCB xác định vị trí vật lý của một cấu phần trên bảng mạch. nó cũng đặt vị trí mà bạn phải đặt một đĩa hàn hoặc một lỗ hồng thông qua.
mục đích của một thành phần là những gì nó làm cho toàn bộ dự án. Bạn có thể giảm chiều dài của đường đi bằng cách đặt các cấu phần có mục đích liên quan trong cùng một vùng. Sau đó, bạn nên đặt những nhóm các khu vực này theo tuyến tính lớn nhất có thể, tạo ra một đường dẫn trực tiếp từ một phần này tới phần sau.
Một khi bạn đã tìm ra các thành phần của bạn và đường viền của chúng, bạn có thể hoàn thành biểu đồ của bạn với tất cả các kết nối và thẻ biểu tượng. Cuối cùng bạn sẽ sao chép các nhãn này vào các vị trí tương ứng trên bảng. vì vậy, bạn phải làm cho chúng dễ hiểu và dễ đọc.
3. 1 hình dạng và kích thước pcb
Một PCB có thể có nhiều hình dạng và kích thước, nhưng hầu hết bạn muốn chúng càng nhỏ càng tốt. ngoài kích thước của các bộ phận, các nhân tố khác cũng có thể ảnh hưởng tới kích thước bạn cần.
Nếu bạn đặt một PCB trong một vỏ, vỏ có thể xác định kích thước của nó.
bạn cũng có thể cần xem xét độ sâu vật lý của các bộ phận. Ví dụ, trong khi các cấu phần gắn trên bề mặt thường nhỏ, các thiết bị lỗ thông thường lớn và dễ hàn hơn.
Bởi vì bo mạch của bạn cũng có thể cần một vài giao diện người dùng, như các kết nối điện, điệm tiện, đèn LED và đầu cắm âm thanh, bo mạch của bạn phải đủ lớn và đủ dày để chặn chúng vào đúng vị trí.
3.2 Lớp PCB
aPCB có thể có nhiều mức được kết nối qua các lỗcác lỗ và bảng, mặc dù các mạch lớn thường chỉ sử dụng một lớp. Nếu các đường dẫn giao nhau theo các cách khác, bạn có thể vẫn cần các lớp riêng biệt. lỗ thông qua, do đó, các lỗ mạ đồng kết nối các lớp này thành một mạch, mặc dù bạn cũng có thể kết nối thông qua các thành phần.
tuy nhiên, các dự án khác có thể được dựng lại. thông thường, nền đất là một mảnh gốc mở rộng toàn bộ kích thước của bảng mạch.
kích thước khoan trong thiết kế pcb
nhiều thiết kế pcb là các bố trí của các cấu phần. Chúng là trung tâm của thiết bị, cung cấp chức năng của thiết bị, nhưng bạn phải đặt chúng ở một nơi nào đó. Nếu như các bộ phận này không chiếm không gian vật lý, đó không phải là một vấn đề, bao gồm cách chúng được kết nối với bảng mạch.
kích cỡ của cái khoan là một phần lớn. Bất cứ lỗ nào mà bạn khoan vào bảng mạch sẽ loại bỏ diện tích bề mặt mà bạn có thể sử dụng ban đầu để bao phủ bởi linh kiện. vì vậy, bạn cần thiết kế các mạch để khoan không gây ra bất cứ vấn đề nào trong quá trình lắp ráp.
bạn có thể thiết kế một bộ khoan tiêu chuẩn khi thiết kế, hoặc sử dụng các bộ phận phù hợp với kích thước hiện có của bạn. mỗi phương pháp đều có lợi thế và thách thức.
Mặc dù việc sử dụng kích cỡ khoan mà bạn đã có có thể giúp bạn tiết kiệm chi phí cho thiết bị CNC, nhưng bạn có thể thấy rất khó hoặc không thể có được một phần có kích cỡ phù hợp. với một bộ phận tiêu chuẩn, bạn có thể hiệu lực rằng bất kỳ bộ phận nào mà bạn có đều phù hợp với các lỗ hổng của bạn và được gắn với bảng của bạn.
Kích thước khoan PCB được khuyến cáo
vậy, dự án của bạn nên sử dụng kích cỡ khoan nào?
để trả lời câu hỏi này, bạn phải hiểu nhu cầu của bạn. Trong khi dễ dàng nói rằng bạn nên sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn, tiêu chuẩn nào có thể thay đổi tùy theo loại dự án. ngoài ra, bạn có thể không cần tất cả các tiêu chuẩn.
điều đầu tiên bạn nên xem xét là tỷ lệ chiều ngang của một pcb. Tỷ lệ giữa độ dày của bảng và kích thước khoan được khuyến cáo là một nhân tố then chốt trong việc chọn kích thước đúng, đặc biệt nếu dự án của bạn cần phải duy trì trong phạm vi tỉ lệ tương quan cụ thể.
một điều khác bạn nên cân nhắc là cấu trúc của ban giám đốc. một số vật liệu chỉ có thể chịu được một số kích cỡ và mũi khoan mà không bị nứt. ví dụ, các tấm sợi thủy tinh phổ biến nhất (fr4) đòi hỏi một khoan khoan cyanide. sợi thủy tinh có thể ăn nhanh một cái khoan thép tốc độ cao tiêu chuẩn. vì vậy, nếu bạn không thể sử dụng các đầu khoan kim loại cứng, bạn chỉ có thể sử dụng các đầu khoan thép cao tốc lớn (2 mm). đó là bởi vì các mũi tên carbon rất đắt và dễ bị tổn thương. nếu bạn cần một cái khoan nhỏ hơn 1 mm, bạn cần một cái khoan thẳng đứng tốt.
vì hầu hết các dự án của bạn sẽ sử dụng một đầu khoan kim loại cứng, kiểu đầu khoan cũng sẽ đóng vai trò. các khoan kim loại có hai hình dạng: tay cầm thẳng và tay cầm nén. một cái khoan trực tiếp giữ cùng kích thước dọc theo trục. trong khi đó, các mũi khoan thô, tua-bin, hoặc các mũi khoan giảm dần đến một kích cỡ tiêu chuẩn. các mũi khoan thẳng rất thích hợp cho các lỗ khoan có đường kính nhỏ hơn 1 mm, vì chúng không dễ bị gãy như các lỗ khoan. và chúng thường rẻ hơn.
Điều này rất hữu ích nếu bạn tiếp tục xem xét đường kính đường gióng chỉ dẫn của các cấu phần của dự án. các dây điện tử được đặt cho các kích thước được yêu cầu để khoan. Nếu bạn không thể thêmhội đồng quản trịbạn không thể sử dụng nó trong mạch điện. may mắn thay, hầu hết các cấu phần có một đường kính đường dây tiêu chuẩn.
Các đường kính này bao gồm:
mạch tích hợp, điện trở – 0, 8 mét
ống nhôm lớn hơn (1n4001). đầu nối chân vuông, đầu nối D, đầu nối IDC, đầu nối TO-220. 1,0 mm
các bảng kết nối, các ô điều khiển và vân vân. 1, 2 đến 1, 5 mm
Hầu hết các dự án hiện có thể yêu cầu một lỗ trống nhỏ hơn 0.8 mm. vì vậy, 0. 8 mm là giới hạn thấp nhất của kích thước khoan. Do đó, bạn cần ít nhất hai đầu khoan 0,8mm trong khung của bạn, vì các đầu khoan nhỏ có thể dễ bị gãy và vỡ. Khoan 1,0 mm và lớn hơn là linh hoạt hơn, nhưng bạn nên luôn có ít nhất một khoan dự phòng.
bạn cũng cần đảm bảo rằng lỗ lớn hơn khoảng 0. 007 mm so với đường dẫn. Ví dụ, một độ khức độ với một đường dẫn 0.022 in-sơ cần một lỗ có đường kính ít nhất là 0.029 in-sơ.
làm thế nào để tính toán
Bây giờ bạn đã biết phải xem xét những gì khi xác định kích thước khoan thích hợp cho dự án PCB, bạn có thể bắt đầu tính toán kích thước bạn muốn. Nghe có vẻ khó khăn, nhưng nếu bạn biết bắt đầu từ đâu, thì quá trình rất đơn giản.
6. 1 tìm đường kính đường gióng chỉ dẫn tối đa
trước khi bạn làm bất cứ điều gì khác, bạn nên chọn các thành phần điện của dự án. vì vậy, đầu mối bán hàng của họ là một khởi đầu tốt. Bạn muốn định vị bộ phận có đường gióng chú thích dày nhất và đo đường kính của nó. bạn có thể tìm đường kính của đường gióng chỉ dẫn của một linh kiện trong sổ tay dữ liệu, hoặcđóng gói.
6. 2 tính toán đường kính nhỏ nhất
với đường kính đường gióng chú thích tối đa, bạn có thể tính toán kích thước lỗ hổng nhỏ nhất.
kích thước lỗ nhỏ nhất được tính toán theo công thức sau:
Kích thước lỗ nhỏ nhất = đường kính dẫn tối đa + 0,25 mm (đối với IPC-2222 cấp A)
kích thước lỗ nhỏ nhất = đường kính dây dẫn tối đa + 0,25 mm (đối với IPC-2222 cấp A)
kích thước lỗ nhỏ nhất = đường kính dây dẫn tối đa + 0,25 mm (đối với IPC-2222 cấp A)
6. 3 tính toán đường kính lót
sử dụng kích thước lỗ nhỏ nhất để tính toán đường kính của đĩa. Để làm điều này, bạn cần ít nhấtlỗ vònghoặc vùng tối thiểu nhất xung quanh một lỗ. đối với hầu hết các mục, giá trị này nên là 0, 05 mm hoặc 50 micron.
nếu bạn cũng quyết định rằng bạn có thể chấp nhận thặng dư sản xuất, nó sẽ là tốt nhất. Mặc dù bạn muốn các giá trị của bạn gần gũi với lý tưởng, nhưng luôn luôn có một số sai sót và sai lệch trong quá trình khoan. thặng dư sản xuất của bạn là số lượng dự án của bạn có thể chịu được mà không gây ra vấn đề. Theo tiêu chuẩn IPC-2221, bạn có thể có ít hơn 0,6 mm cho Cấp A, 0,5 mm cho C và 0,4 mm cho C
Sau khi thu thập tất cả những thông tin này, bạn có thể tính toán kích thước đĩa hàn của một PCB như sau:
Đường kính lót = kích thước lỗ nhỏ nhất + vòng tròn nhỏ nhất x 2 + sản xuất thấp nhất
1, đường kính lót = kích thước lỗ nhỏ nhất + 0,1 mm + 0,60 mm (đối với IPC-2221 cấp A)
2, đường kính lót = kích thước lỗ nhỏ nhất + 0,1 mm + 0,50 mm (đối với IPC-2221 cấp B)
3, đường kính lót = kích thước lỗ nhỏ nhất + 0,1 mm + 0,40 mm (đối với IPC-2221 C)
Ví dụ, đối với đường kính đường gióng chỉ dẫn 0.55 mm:
đường kính gốc: kích thước lỗ nhỏ nhất = 0, 80 mm; Đường kính lót = 1,50 mm
đường kính đĩa b: kích thước lỗ nhỏ nhất = 0. 75 mm; Đường kính lót = 1,35 mm
đường kính lót c: kích thước lỗ nhỏ nhất = 0, 70 mm; Đường kính lót = 1,20 mm
6. 4 sự khác biệt giữa mật độ A, B và C
Nếu bạn đã đến mức này, bạn có thể bối rối về các cấp độ A, B và C. tiêu chuẩn ipc-2221 yêu cầu ba mật độ đặt các bộ phận khác nhau.
Mật độ A là mức đặc điểm kỹ thuật yêu cầu của các nhà sản xuất PCB. Nó xác định các tiêu chuẩn chung cho việc thiết kế và yêu cầu mật độ các bộ phận thấp và kích thước hình học tối đa.
một tiêu chuẩn sản xuất thiết kế trung bình. Như là tiêu chuẩn mặc định cho tất cả các dự án PCB, bạn có thể sử dụng nó cho các kết hợp khởi động, các kết hợp đỉnh, các kết hợp kéo, hoặc các kết hợp ngâm. nó đòi hỏi kích cỡ trung bình của hình học, cung cấp các phụ tùng hàn mạnh.
c xác định tiêu chuẩn năng suất thiết kế cao. Cũng được gọi là cấp đơn giản, C cho phép mật độ thành phần cao với kích thước nhỏ. các thiết bị cầm tay và di động thường sử dụng các tiêu chuẩn c.
kết luận
khi bạn tạo ra một ứng dụng pcb từ đầu, bạn phải khoan một vài lỗ. Các bảng mạch in không được đục trước. Bạn không thể dính tất cả mọi thứ lên bề mặt. cho dù đó là một đầu nối hoặc một lỗ hồng, nó chỉ là một phần của việc hàncác bộ phận bảng mạch invâng. tuy nhiên, cũng như trong bất kỳ dự án CNC khác, bạn không thể sử dụng bất kỳ cái khoan nào. thay vào đó, bạn nên chỉ sử dụng các kích thước khoan phù hợp với các bộ phận và yêu cầu tổng thể của dự án.
Kích thước khoan chính xác cho phép bạn đặt mọi thứ một cách an toàn vào bảng mạch mà không lãng phí không gian hoặc hàn. Trong khi bạn có thể tính toán kích thước khoan bạn cần, bạn có nhiều lợi ích hơn khi đảm bảo rằng bạn sử dụng các kích thước khoan tiêu chuẩn trong dự án của bạn. nếu bạn cần được giúp đỡ để quyết định kích thước của một dự án,tiếp xúcđưa cho chúng tôi ngay. Các kỹ thuật viên chuyên nghiệp của chúng tôi sẽ giúp bạn đánh giá các thông số kỹ thuật của dự án để bạn có thể chọn kích thước và kiểu khoan phù hợp với nhu cầu của bạn.