Стандарт IPC 4761 представляет собой подробное руководство по защите переходных отверстий. Стандарт IPC 4761 определяет семь различных типов защиты переходных отверстий, где каждый имеет своё применение и преимущества.
Говоря о защите переходных отверстий, мы говорим о таких методах защиты как заполнение, тентирование и нанесение паяльной маски. Такие методы позволяют защитить переходные отверстия от загрязнений, предотвращают растекание припоя и повышают структурную целостность печатной платы.
В стандарте IPC 4761 указаны различные материалы для защиты переходных отверстий, в том числе непроводящие и проводящие эпоксидные смолы. Эти материалы используются для заполнения переходных отверстий, защищая их от внешних воздействий и повышая их долговечность.
Типы защиты переходных отверстий в стандарте IPC 4761
Type I . Tented Via ( Тентирование переходного отверстия)
Тип А.
Одним из самых распространённых и простых типов защиты переходного отверстия является тип I-A. Для этого на отверстие наноситься паяльная маска, закрывающая одну сторону переходного отверстия (рисунок 1). Например, если компонент QFN нужно припаять к верхней стороне печатной платы, можно закрыть нижнюю сторону паяльной маски. Таким образом, это обеспечит защиту от вытекания припоя через переходное отверстия и будет удерживать его в нужно области.
Однако мы не рекомендуем использовать Тип-А закрытия отверстия с одной стороны, как при тентировании, так и во всех нижеперечисленных способах защиты. Такие отверстия закрыты только с одной стороны, что препятствует полной очистке (продуву) переходных отверстий от технологических растворов. Это может привести к дефектам и снижению надёжности и качества печатной платы. Поэтому мы рекомендуем всегда использовать Type-B для полноценной защиты переходного отверстия.
Тип B.
Защита переходного отверстия типа I-B похож на защиту типа I-A, но теперь покрытие переходного отверстия паяльной маской происходит с обеих сторон (рисунок 2.). Такой тип защиты обеспечивает дополнительную защиту переходного отверстия.
Степень покрытия переходных отверстий зависит от размера переходного отверстия, вязкости паяльной маски и других факторов. Более крупные отверстия могут быть покрыты не полностью, тем самым не будут защищены от попадания в переходное отверстие мусора, что может привести к коррозии и проблемами с надёжностью.
Type II. Tented and Covered Via (Закрытое и затентированное переходное отверстие)
Typе A.
В типе II-A на переходное отверстие наносится сухая пленочная паяльная маска, затем поверх дополнительно наноситься жидкая паяльная маска (рисунок 3.). Такой дополнительный слой обеспечивает более надёжную защиту от возможных загрязнений и повреждений.
Тип В.
Таким же образом защищается переходное отверстие, обе стороны переходного отверстия закрываются сухой пленочной паяльной маской и затем с обеих сторон наноситься дополнительный защитный слой жидкой паяльной маски (рисунок 4).
Тип А.
В защите типа III используются заполняющие материалы. В переходном отверстии типа III-A непроводящая эпоксидная смола вдавливается на верхнюю половину переходного отверстия с помощью ракеля (Рисунок 5).
Данный способ защиты предотвращает значительную потерю припоя за счёт заполнения части переходного отверстия (Рисунок 6).
Если переходное отверстие расположено близко к площадкам пайки, то может возникнуть риск образования остатков паяльной маски на поверхности пайки и возможно изменение цвета паяных поверхностей (рисунок 7).
Тип В.
Для переходного отверстия типа III-B непроводящая эпоксидная смола заполняется и на нижнюю сторону переходного отверстия (рисунок 8). Однако при таком способе центральная часть переходного отверстия остаётся незаполненной, что может привести к образованию пузырьков воздуха.
Type IV: Plugged and Covered Via (Частичное заполнение и закрытие переходного отверстия)
Тип А.
Как в случае с переходными отверстиями типа III, в случае с переходными отверстиями типа IV-A непроводящая эпоксидная смола заполняет верхнюю часть переходного отверстия. Однако поверх этой эпоксидной смолы наноситься дополнительный слой паяльной маски, обеспечивающий дополнительную защиту от внешних факторов (Рисунок 9).
Тип В: Такой тип обеспечивает ещё более надёжную защиту, заполняя нижнюю часть переходного отверстия эпоксидной смолой и нанося защитный слой паяльной маски как на верхнюю, так и на нижнюю часть (Рисунок 10).
Type V : Filled Via (Заполнение переходного отверстия)
Такой тип защиты переходного отверстия предполагает заполнение всего канала проводящей или непроводящей эпоксидной смолой с помощью процесса прокатки трафаретной печати (Рисунок 11).
У такого процесса заполнения есть свои недостатки, к примеру, могут возникнуть пустоты внутри заполненного отверстия. Также может возникнуть ситуация, когда материал могут нанести слишком толстым слоем. Для этого потребуется очистка и планаризация для удаления излишков и получения ровной поверхности. Выравнивание поверхности необходим, если переходное отверстие находится на контактной площадке.
Type VI: Filled and Covered Via ( Заполнение и закрытие переходного отверстия)
Тип А.
Переходное отверстие типа VI-A отличается от переходного отверстия типа V тем, что поверх заполненного переходного отверстия наносится защитный слой паяльной маски (Рисунок 13).
Тип B.
Тип VI-B повторяет этот процесс с обеих сторон, обеспечивая полное покрытие и защиту заполненного переходного отверстия (Рисунок 14).
Такой тип защиты переходного отверстия может быть полезен, когда требуется высокая сила тока, например в шинах питания т.к. такие переходные отверстия имеют большую пропускную способность.
Type VII: Filled and Capped Via (Заполнение переходного отверстия с последующей металлизацией)
Переходное отверстие типа VII обеспечивает наиболее надежную защиту за счёт металлического покрытия поверх заполненного переходного отверстия (Рисунок 16). Такая технология, в основном, используется для решения вопроса типа “Via-in-Pad”
Такой способ защиты обеспечивает превосходную поверхность для пайки и повышает надёжность печатной платы. Подробно о методе защиты переходного отверстия и его производственный процесс Вы можете узнать здесь https://pselectro.ru/articles/filling-via-compound/
Разработчикам и инженерам печатных плат важно разбираться в различных типах защиты переходных отверстий, описанных в стандарте IPC 4761. Каждый тип обеспечивает разный уровень защиты и применимости в зависимости от конкретных потребностей и условий.
Больше о производстве печатных плат здесь:
Сайт ТГ ВК Дзен Youtube Rutube Хабр