Почему сквозные отверстия в печатных платах?

Насколько я понимаю, сквозные отверстия в печатных платах часто покрываются металлом, отсюда и термин PTH. Красным цветом обозначена медь, первая фигура показывает сквозное отверстие, которое покрыто металлом, а вторая цифра показывает, что это не так. Толстая черная линия - это штырь компонента, а серебро обозначает нанесенный припой. Я не могу понять, зачем нужно меднение (иначе называемое стволом) - кто-то может объяснить, почему?

Со сквозным покрытием:

Без через обшивку (почему не это норма?) :

Чтобы ваша схема соединяла верхний и нижний слои, ОБА должны выполняться ДВА условия:

1. Подкладка на ТОПе должна быть доступна и должна быть припаяна (отдельно).
2. Подушка на дне должна быть доступна и должна быть припаяна (отдельно).

В очень многих случаях верхняя прокладка сквозного компонента НЕ доступна, потому что тело компонента покрывает ее. Так что это не практично.

В большинстве случаев нет НИКАКОГО провода от компонентов, когда вам нужно переходить с одной стороны на другую. Вставлять короткие кусочки проволоки и паять ОБА СТОРОНЫ просто нецелесообразно даже для ручной сборки, не говоря уже об автоматической сборке, так как фактически все современное оборудование происходит.

Это удваивает усилия, требующие пайки ОБА сторонам даже сквозного вывода компонента. Это занимает вдвое больше времени сборки и значительно увеличивает вероятность ошибки сборки. Это просто не разумно на любом уровне.

Ваше первое изображение не совсем точное. Припой также должен прилипать к обшивке в отверстии, а не просто соединяться с верхним и нижним слоями металла. Другими словами, покрытие обеспечивает улучшенную механическую стабильность и повышенную прочность соединения благодаря гораздо большей площади поверхности, доступной для пайки.

Если у вас есть сквозные отверстия, дорожки на обеих сторонах платы (и любые внутренние слои) соединяются без каких-либо дополнительных действий.

Отверстия, специально предназначенные для этой цели, называются "сквозными" и могут быть меньше обычных отверстий для выводов компонентов.

Это делает изготовление любой платы слишком сложным, чтобы быть односторонним, более простым и, как правило, намного более дешевым, чем это возможно, поскольку никаких дополнительных усилий, таких как вставка перемычек или пайка с обеих сторон, не требуется.

Это также значительно упрощает проектирование и расположение двухсторонних плат, так как вам больше не нужно напрягаться, чтобы минимизировать количество дорожек на «другом» слое, или минимизировать количество перемычек, или гарантировать, что пересечения между слоями не находятся под компонентами. ,

И это позволяет вам увеличить плотность платы и использовать меньшие платы, более дешевые корпуса и т. Д.

Это также позволяет производителю печатных плат выполнять «тестирование на плате» каждого из этих соединений перед добавлением каких-либо компонентов, что устраняет многие дефекты. (Некоторые производители печатных плат проводят тестирование без платы).

Покрытые отверстиями дают вам все это, даже не задумываясь о том, как на самом деле припаять компонент к печатной плате, хотя и там есть свои преимущества ...

Большинство печатных плат спаяны машинами. Волна припоя в случае сквозных досок. Волна припоя - это рябь на поверхности расплавленного припоя, через которую доска протягивается с помощью конвейера. Он проходит через все колодки и обрезанные выводы на нижней части доски. Не паяет верхнюю часть платы. Приводы для пайки сверху не только требуют, чтобы они были доступны, но и требуют ручной работы для пайки каждого из них. Это не будет экономически эффективным в случае объемов производства - любая крошечная экономия на платах будет уменьшена за счет ручного труда, не говоря уже о стоимости конструктивного ограничения, которое требует, чтобы все провода были доступны сверху ( подумайте о разъемах, электролитических конденсаторах, гнездах для микросхем и т.

Таким образом, стандартом для двухслойных плит являются сквозные отверстия, и за небольшую дополнительную плату вы можете иметь отверстия без покрытия, как вы упомянули. Это дополнительная операция, поэтому она стоит дороже - отверстия должны быть просверлены после нанесения покрытия. Вероятно, у большинства досок также есть несколько незакрытых отверстий - они, как правило, лучше подходят для таких вещей, как запрессовка в штифты, потому что размеры более контролируемы.

Ничто не мешает вам заказывать платы с необработанными отверстиями повсюду, если вам нравится дополнительная пайка (хотя они могут подумать, что вы допустили ошибку и «исправили» ее для вас, если по обе стороны от отверстия есть соединенные колодки), но вы выиграли ». сэкономить деньги.

Большая часть современной электроники имеет некоторые компоненты SMD (поверхностного монтажа), выводы компонентов SMD лежат плоско и не проходят через плату. Сквозные отверстия являются удобным способом соединения сверху вниз. Таким образом, верхний и нижний слои соединяются с завода, поэтому вам не нужно подключать их самостоятельно. Они также образуют хороший путь с низким тепловым сопротивлением, если вы хотите использовать плату в качестве радиатора (обычный старый FR4 делает ужасный радиатор). Когда PTH действительно полезны, когда у вас есть более двух слоев, и вам нужно их соединить, или когда у вас есть детали с очень маленькими контактными площадками, которые необходимо подключить к другому слою, контактные площадки слишком малы или слишком многочисленны, чтобы соединять их вручную (OSH Park с радостью изготовит 4-слойную печатную плату с отверстиями 0,25 мм и площадками 0,45 мм, и это по ценам для любителей, ультрасовременный IT-материал может иметь 10-20 слоев и отверстий шириной менее 0,1 мм, которые проходят только часть пути через печатную плату). Ты неприходится использовать ПТГ, но технология находится на стадии, когда она добавляет всего несколько процентов к общей стоимости профессионально изготовленной платы.

Я сделал, с единственной целью экономии денег, двухстороннюю плату без ПТГ (как вторая фигура вашего вопроса). Доска была очень простой, но тестирование было болезненным! - Проверка сетевого подключения на плате была невозможна без пайки всех компонентов вначале - Плохая пайка компонентов (монтаж был сделан вручную) означал потерю электрического соединения, поэтому я должен перепроверить все соединения несколько раз

После этого опыта с двухслойной платой, но без платы vias, я решил заплатить немного больше, но быстрее тестировать.

Итак, суть в том, что вы можете обойтись без VIAS, но если вы говорите о каком-либо реальном, практическом проекте, вы пожалеете, что его нет.

Ричард хорошо ответил на этот вопрос, но ПОЧЕМУ замазанное сквозное отверстие нужно только припаять с одной стороны, в этой теме не было должным образом объяснено. Поверхностное натяжение припоя протягивает его вдоль цилиндра, и компонент проходит через отверстие, обеспечивая прочное электрическое и механическое соединение. Если отверстие не покрыто металлом, материал печатной платы достаточно резистивен, чтобы паять, чтобы он не проходил сквозь него и не достигал другой стороны, поэтому обе стороны должны иметь непосредственное нанесение припоя.

Проблемы структурной нестабильности могут возникнуть при высокой вероятности попадания воздуха между двумя слоями припоя на непокрытой плате.