Dzisiejsze płytki drukowane (PCB) stają się coraz mniejsze, montowanych na nich jest coraz mniej elementów przewlekanych. Zamiast nich stosuje się elementy montowane powierzchniowo. Ponieważ technologia montażu powierzchniowego staje się coraz bardziej powszechna, większość połączeń między warstwami obwodu drukowanego realizowanych jest przez otwory nazywane przelotkami. Głównym zadaniem płytki drukowanej jest zapewnienie połączenia elektrycznego pomiędzy elementami za pomocą ścieżek przewodzących. Do przekazywania sygnału elektrycznego z jednej warstwy obwodu do drugiej stosuje się otwory z metalizowanymi ścianami. Takie otwory nazywane są przelotkami. Rozróżniamy kilka typów przelotek oraz różne rodzaje końcowego wykończenia przelotek na powierzchni płytki drukowanej. Chociaż wszystkie przelotki wykonują zasadniczo tę samą funkcję, każdy typ musi być dokładnie zdefiniowany w dokumentacji projektowej, aby montaż przebiegał bez problemów, a płytki PCB działały niezawodnie.
TYPY PRZELOTEK
Pierwszym rodzajem przelotek jest otwór przelotowy. Jest to otwór wiercony do końca od górnej do dolnej warstwy. Jest otwarty na obu końcach, aby umożliwić przepływ roztworu galwanicznego, pokrywającego ścianę otworu, aby stała się ona przewodząca. Wiercenie takich przelotek nie jest trudne, pod warunkiem przestrzegania zasad producenta dotyczących minimalnej średnicy, maksymalnego współczynnika kształtu (grubość płytki podzielona przez średnicę otworu) oraz sąsiedztwa (minimalna dopuszczalna odległość od krawędzi jednego otworu do najbliższego sąsiedniego).
Kolejnym typem są ślepe przelotki wiercone mechanicznie. Ślepe przelotki wierci się od górnej lub dolnej warstwy, ale w pewnym momencie zatrzymuje się przed przewierceniem całej grubości płytki PCB. Za pomocą wierconych mechanicznie ślepych przelotek można połączyć zewnętrzną warstwę z sąsiednią warstwą, a w niektórych przypadkach z inną warstwą położoną poniżej. W przeciwieństwie do otworów przelotowych, przelotka ślepa jest otwarta tylko z jednego końca, więc roztwór do powlekania nie może przepłynąć przez otwór. To komplikuje proces metalizacji.
Najczęstszym utrudnieniem jest to, że pęcherzyki powietrza mogą zostać uwięzione na dnie otworów, powodując puste przestrzenie, które nie zostaną pokryte miedzią. Aby przeciwdziałać takim sytuacjom, najlepiej zastosować większe otwory o mniejszych współczynniku kształtu oraz bardziej dokładne mieszanie roztworu, które pozwoli pęcherzykom powietrza na ucieczkę i odsłoni ściany otworów do niezawodnego pokrycia.
Następnym typem są wiercone mechanicznie zagrzebane przelotki. Służą one do łączenia tylko struktur warstw wewnętrznych. Najpierw wierci się otwory przelotowe od góry do dołu struktury wewnętrznej (na przykład z warstwy L2 do L7 8-warstwowej płytki drukowanej), następnie ich ściany zostaną pokryte miedzią. W kolejnym kroku produkcji dołączane są zewnętrzne warstwy obwodu drukowanego.
Mikro-przelotki laserowe są najmniejszym typem przelotek, zwykle o średnicy około 0,08-0,1 mm. Największą zaletą mikro-przelotek jest możliwość umieszczenia ich na bardzo małej przestrzeni, najczęściej jako przelotki w padach w w elementach SMT lub BGA o bardzo małym rastrze. Powierzchnia pól lutowniczych powraca do pierwotnej gładkości po metalizacji, dzięki czemu można na nich bez problemu lutować komponenty.
Maksymalny współczynnik kształtu w przypadku mikro-przelotek laserowych jest bardzo mały – zwykle około 1: 1 – dlatego w większości zastosowań stosuje się połączenie jednej warstwy z sąsiednią warstwą za pomocą bardzo cienkiego arkusza izolującego.
METODY ZAKRYWANIA LUB WYPEŁNIANIA PRZELOTEK
Często pożądane jest przeprowadzenie dodatkowej obróbki przelotek w kolejnym etapie produkcji, aby poprawić wydajność cieplną lub wydajność montażu. Mogą one obejmować wypełnianie otworów lub maskowanie górnej powierzchni przelotki.
Te dodatkowe etapy procesu najczęściej mają na celu wyeliminowanie problemów związanych z montażem, takich jak zwarcie między podkładką a komponentem lub wpływanie lutowia w głąb otworu przelotki, która została wywiercona w miejscu lutowania komponentu. Sytuacje te prowadzą do problemów i kosztownych przeróbek. Na szczęście możliwe jest wyeliminowanie większości z nich.
Tentowanie przelotek polega na pokryciu ich nieprzewodzącą maską lutowniczą zakrywającą podkładkę na obu końcach otworu. Technologia ta była popularna, gdy stosowano maski przeciwlutowanicze nakładane na sucho, ponieważ grubość suchej powłoki 0,004 ”umożliwiła całkowicie niezawodne przykrycie nawet stosunkowo dużych otworów bez większego ryzyka uszkodzenia. Dziś jednak technologia suchej maski przeciwlutowniczej nie jest już używana, ponieważ jej wysokość powoduje trudności w nowoczesnym lutowaniu. Zaprzestanie stosowania suchego filmu sprawiło, że stara technika tentowania przestała być stosowana, ponieważ nowoczesne maski lutownicze LPI mają tylko około jednej dziesiątej grubości i nie można przy ich pomocy stworzyć właściwego przykrycia.
Zakryte przelotki mają maskę lutowniczą na większości podkładki, ale maska nie przykrywa samego otworu. Jest to dobry kompromis w przypadku płytek drukowanych o średniej gęstości. Obecność maski lutowniczej skutecznie zwiększa odległość między przelotką a pobliskim padem lutowniczym, zmniejszając prawdopodobieństwo zwarcia pola lutowniczego do przelotki. Ponieważ otwór jest otwarty, nie ma obaw o uwięzienie zanieczyszczeń lub tworzenie się pęcherzyków powietrza w świetle otworu.
