Pourquoi les trous traversants sont-ils PLAQUÉS dans les PCB?

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Autant que je sache, les trous traversants dans les PCB sont souvent plaqués, d'où le terme PTH. Laissant le rouge désigner le cuivre, la première figure montre un trou traversant qui est plaqué, et la deuxième figure en montre un qui ne l'est pas. La ligne noire épaisse est la broche d'un composant, tandis que l'argent indique la soudure appliquée. Je ne peux pas comprendre pourquoi le placage de cuivre (autrement connu sous le nom de baril) est nécessaire - quelqu'un peut-il expliquer pourquoi?

Avec placage traversant:

Avec placage traversant

Sans placage traversant (pourquoi n'est-ce pas la norme?) :

Sans placage traversant

Tosh
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Le problème clé est qu'avec des trous plaqués, le PCB peut fonctionner comme prévu et peut être testé «nu». c'est-à-dire qu'il s'agit d'un composant d'ingénierie à part entière, indépendant des autres composants ou étapes de fabrication. || Avec des liens ou des fils de composants pour les connexions, l'intégrité des connexions repose sur le soudage des composants et des liens. Comme d'autres l'ont dit, les deux côtés d'un composant peuvent ne pas être accessibles ou le composant peut ne pas être "plombé" - ou les deux. Un excellent exemple de ce dernier est le package BGA. Cherchez si vous ne le savez pas !!!
Russell McMahon
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Si vous faites une planche sans trous traversants plaqués et avec des tampons des deux côtés, non seulement vous devrez souder des deux côtés, mais vous aurez peut-être plus de mal à le faire, car le gaz chauffé piégé dans l'alésage du trou entourant la broche peut interférer avec le filet de soudure. Dans un trou traversant plaqué, la soudure mouille le placage et le trou finit par être rempli de métal.
Chris Stratton

Réponses:

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Pour que votre schéma connecte les couches supérieure et inférieure, DEUX conditions doivent DEUX être remplies:

  1. Le tampon sur le TOP doit être accessible et doit être soudé (séparément).
  2. Le tampon sur le BAS doit être accessible et doit être soudé (séparément).

Dans de très nombreux cas, le coussin supérieur d'un composant traversant n'est PAS accessible car le corps du composant le recouvre. Ce n'est donc pas pratique.

Dans la plupart des cas, il n'y a AUCUN fil de composant du tout où vous devez passer d'un côté à l'autre. L'insertion de petits morceaux de fil et le soudage des DEUX CÔTÉS ne sont tout simplement pas pratiques, même pour un assemblage manuel, sans parler d'un assemblage automatisé, car tous les équipements modernes sont virtuels.

Il double l'effort pour exiger une soudure des deux côtés, même d'un fil de composant traversant. Cela prend le double du temps d'assemblage et augmente considérablement les risques d'erreur d'assemblage. Ce n'est tout simplement pas raisonnable à quelque niveau que ce soit.

Richard Crowley
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Salut Richard - J'essaie de comprendre votre deuxième point "Dans la plupart des cas, il n'y a AUCUN plomb de composant du tout où vous devez passer d'un côté à l'autre." Êtes-vous en train de dire que le fil du composant n'est pas assez long pour atteindre d'un côté à l'autre? Merci pour d'autres points - ils ont du sens.
Tosh
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J'ai également trouvé cette image imgur.com/G7Ygv8F dans le livre de Khandpur en 2006. Cette résistance semble être soudée des deux côtés, non? Je suppose donc que ce n'est pas un de ces "cas les PLUS" que vous avez mentionnés - ai-je raison là-dessus?
Tosh
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@Tosh: Il dit qu'il est plus courant de trouver un via où il n'y a pas de câble de composant (et donc pas de moyen "facile" de connecter les deux côtés) que là où il y en a un.
Ignacio Vazquez-Abrams
@ IgnacioVazquez-Abrams S'il n'y a pas de câble de composant ... ne serait-ce pas un appareil de montage en surface alors? Alors, il n'y aurait pas de trou dans la planche en premier lieu?
Tosh
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@Tosh, vous sous-estimez considérablement la nécessité des VIA. Un VIA est un endroit sur la carte PC où vous devez vous connecter d'une couche à l'autre, mais il n'y a AUCUN composant du tout. Vous avez donc besoin d'un trou métallisé pour effectuer la connexion. Ceci est absolument nécessaire pour les planches avec plus de deux couches.
Richard Crowley
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Votre première image n'est pas complètement exacte. La soudure doit également coller au placage dans le trou, et pas seulement se connecter aux couches supérieure et inférieure de métal. C'est-à-dire que le placage offre une stabilité mécanique améliorée et une résistance de joint accrue en raison de la surface beaucoup plus grande disponible pour le brasage.

Ignacio Vazquez-Abrams
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De plus, le fait de ne pas plaquer de trous n'économise aucune étape de traitement dans la plupart des conceptions, car il existe encore des vias - mais une conception sans trous non plaqués peut éventuellement ignorer une étape de perçage.
Simon Richter
@SimonRichter - je ne suis pas sûr de comprendre votre point sur l'enregistrement de l'étape de forage; le trou doit être là pour qu'il n'y ait pas de fuite avec le forage, non?
Tosh
Ignacio - J'ai trouvé une image qui illustre votre point: imgur.com/G7Ygv8F au sujet de la soudure qui colle tout au long. Mais je ne vois pas comment le placage rend la connexion plus solide - la soudure adhérerait également au substrat, n'est-ce pas? Donc, coller au substrat devrait augmenter la durabilité mécanique de la même quantité, ne diriez-vous pas?
Tosh
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@Tosh: Non. Les liaisons métal- soudure sont beaucoup plus solides que les liaisons non-métal-soudure, en supposant que vous pouvez même les lier en premier lieu et ne pas vous retrouver avec quelque chose comme la deuxième image de la question.
Ignacio Vazquez-Abrams
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@Tosh, vous avez une étape de perçage avant le placage et une après le placage. Les premiers ne peuvent être omis que s'il n'y a ni trous traversants ni vias plaqués, les seconds s'il n'y a pas de trous non plaqués, ce qui est plus probable.
Simon Richter
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Si vous avez des trous métallisés, les pistes des deux côtés de la carte (et toutes les couches internes) sont connectées sans autre action.

Les trous exclusivement à cet effet sont appelés "vias" et peuvent être plus petits que les trous normaux pour les conducteurs de composants.

Cela rend la fabrication d'une carte trop complexe pour être simple face, plus facile et généralement beaucoup moins chère que possible, car aucun effort supplémentaire tel que l'insertion de fils de connexion ou la soudure des deux côtés n'est requis.

Cela facilite également la conception et la disposition des planches à double face, car vous n'avez plus à vous efforcer pour minimiser le nombre de pistes sur l'autre couche, ou minimiser le nombre de cavaliers, ou vous assurer que les croisements entre les couches ne sont pas en dessous des composants. .

Et cela vous permet d'augmenter la densité des cartes et d'utiliser des cartes plus petites, des boîtiers moins chers, etc ...

Il permet également au fabricant de circuits imprimés d'effectuer des «tests sur carte nue» de chacune de ces interconnexions avant d'ajouter des composants, éliminant ainsi de nombreux défauts. (Certains fabricants de PCB effectuent des tests sur carte nue gratuitement).

Les trous plaqués vous donnent tout cela avant même de considérer comment vous soudez réellement un composant sur le PCB - bien qu'il offre également des avantages ...

Brian Drummond
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Les trous traversants plaqués sont agréables même lorsque vous soudez à la main des cartes autrement unilatérales. Si la soudure est appliquée sur un tampon sans trou plaqué, elle aura tendance à former un "beignet" autour du trou; si une broche au milieu de l'ensemble est censée être connectée, il faut finagler la soudure pour la faire un pont entre la broche et le plot. Lorsque vous appliquez de la soudure sur un tampon avec un trou traversant plaqué, la tendance naturelle de la soudure sera d'essayer de se tirer à travers le trou, donc de saisir beaucoup plus facilement toute broche qui pourrait s'y trouver.
supercat
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La plupart des circuits imprimés sont soudés par des machines. Onde de soudure dans le cas de panneaux traversants. L'onde de soudure est une ondulation à la surface de la soudure fondue par laquelle la carte est entraînée à l'aide d'un convoyeur. Il passe sur tous les pads et les fils coupés au bas de la planche. Il ne soude pas le haut de la carte. Les fils à souder sur le dessus nécessiteraient non seulement qu'ils soient accessibles, mais nécessiteraient un travail manuel pour souder chacun d'eux. Cela ne serait pas rentable dans le cas de quantités de production - toute petite économie dans les planches serait éclipsée par le travail manuel requis, sans parler du coût d'une contrainte de conception qui exige que tous les fils soient accessibles sur le dessus ( pensez aux connecteurs, aux condensateurs électrolytiques, aux prises CI, etc.) - cela signifie des cartes plus grandes, des boîtiers plus grands, plus d'emballage, plus de frais d'expédition, plus d'espace d'étagère, etc.

Ainsi, la norme pour les panneaux à 2 couches est les trous métallisés, et à un petit coût supplémentaire, vous pouvez avoir des trous non plaqués comme vous le mentionnez. C'est une opération supplémentaire, donc cela coûte plus cher - les trous doivent être percés après l'opération de placage. La plupart des planches ont probablement aussi des trous non plaqués - elles ont tendance à être meilleures pour des choses comme les broches enfoncées parce que les dimensions sont plus contrôlées.

Rien ne vous empêche de commander des planches avec des trous non plaqués partout si vous aimez la soudure supplémentaire (bien qu'ils puissent penser que vous avez fait une erreur et la `` corriger '' pour vous s'il y a des pads connectés de chaque côté d'un trou) mais vous avez gagné '' t économiser de l'argent.

Spehro Pefhany
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Spehro, merci pour ta réponse. Vous avez mentionné que le soudage à la vague ne soudait que le bas mais pas le haut, cela m'a donc fait réfléchir: qu'en est-il des appareils SMT qui doivent être soudés au sommet? Wikipedia dit que "les composants [SMT] sont collés sur la surface d'une carte de circuit imprimé (PCB) par un équipement de placement, avant d'être passés à travers l'onde de soudure fondue." Cela signifie-t-il que le dispositif SMT est en quelque sorte soudé vers le haut par l'onde de soudure, peut-être lors d'un deuxième passage? Lien: en.wikipedia.org/wiki/Wave_soldering
Tosh
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Les panneaux SMT sont généralement imprimés avec de la pâte à souder, puis les pièces sont déposées sur la pâte à souder collante et soudées par refusion (en utilisant un chauffage infrarouge ou autre, la carte est chauffée brièvement à quelques centaines de degrés C).
Spehro Pefhany
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Il est possible de coller des pièces vers le bas et de les souder à la vague. Cette méthode est parfois utilisée dans les cartes mixtes à trous traversants et SMT (avec des pièces SMT sur le côté `` bas ''), mais il est difficile de souder des dispositifs à pas très fin sans shorts. La colle est parfois utilisée lors de la refusion de panneaux de soudage avec des pièces des deux côtés, mais ce n'est pas toujours nécessaire.
Spehro Pefhany
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La plupart des composants électroniques mpdern ont une certaine mesure de composants SMD (montés en surface), les fils des pièces SMD reposent à plat et ne passent pas par la carte. Les trous traversants plaqués sont un moyen pratique de relier le haut au bas. De cette façon, les couches supérieure et inférieure sont connectées en usine, vous n'avez donc pas besoin de les connecter vous-même. Ils font également un bon chemin de faible résistance thermique lorsque vous souhaitez utiliser la carte comme dissipateur thermique (le vieux FR4 ordinaire fait un dissipateur thermique terrible). Les PTH sont vraiment utiles lorsque vous avez plus de deux couches et que vous devez les connecter ou lorsque vous avez des pièces avec de très petits pads qui doivent être connectés à une autre couche, des pads bien trop petits ou trop nombreux pour les connecter manuellement (OSH park sera ravi de vous faire un PCB à 4 couches avec des trous de 0,25 mm avec des plots de 0,45 mm, et c'est à des prix amateurs, les trucs informatiques de pointe peuvent avoir 10-20 couches et trous de moins de 0,1 mm de large qui ne traversent qu'une partie du circuit imprimé). Tu nedoivent utiliser des PTH, mais la technologie est à un stade où elle n'ajoute que quelques pour cent au coût global d'une carte de fabrication professionnelle.

Sam
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J'ai fait, dans le seul but d'économiser de l'argent, une planche à deux faces sans PTH (comme deuxième chiffre de votre question). La planche était très simple, mais les tests étaient pénibles! - Le test de la connectivité nette sur la carte était impossible sans souder d'abord tous les composants - Une mauvaise soudure des composants (le montage était à la main) signifiait une perte de connectivité électrique, donc je dois revérifier toutes les articulations plusieurs fois

Après cette expérience avec un PCB à deux couches mais sans vias, j'ai opté pour payer un peu plus mais avoir des temps de test plus rapides.

Donc, le fait est: vous pouvez vous passer de VIAS, mais si vous parlez de tout projet réel et pratique, vous serez désolé de ne pas les avoir.

Mauricio
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Richard a bien répondu à la question, mais POURQUOI un trou plaqué ne doit être soudé que d'un côté n'a pas été correctement expliqué dans ce fil. La tension superficielle de la soudure la fait passer le long du baril et le composant passe tout au long du trou, fournissant une connexion à la fois solide électriquement et mécaniquement. Si le trou n'est pas plaqué, le matériau de la carte de circuit imprimé est suffisamment résistant pour souder afin qu'il ne passe pas à travers et n'atteigne pas l'autre côté, de sorte que les deux côtés doivent être directement appliqués.

Des problèmes d'instabilité structurelle peuvent survenir dans la probabilité très probable que l'air soit emprisonné entre les deux couches de soudure sur une carte non plaquée.

Peter Sage
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