PCB-poraus vs. laserporaus: Mitä eroa on ja milloin käyttää kumpaakin?

Poraaminen on yksi kriittisimmistä vaiheista. PCB-valmistus. Jokainen läpivienti, komponentin reikä ja kerrosten välinen liitos riippuu poraustarkkuudesta ja luotettavuudesta.

Kun piirilevysuunnitelmista tulee tiheämpiä, monet insinöörit kohtaavat saman kysymyksen:

Pitäisikö minun käyttää mekaanista porausta vai laserporausta?

Vastaus riippuu reikäkoko, kerrosrakenne, kustannustavoitteet ja sovellusvaatimukset. Tässä artikkelissa selitetään, miten molemmat porausmenetelmät toimivat, niiden erot ja miten valmistajat kuten TOPFAST päättää, mikä prosessi on sopiva.

Mikä on PCB mekaaninen poraus?

Mekaaninen poraaminen pyörivät poranterät luoda reikiä piirilevypinon läpi.

Miten mekaaninen poraus toimii

• CNC-ohjatut porakoneet
• Volframikarbidiporanterät
• Soveltuu läpivientireikiin ja suurempiin läpivienneihin.

Mekaaninen poraus on yleisin ja kustannustehokkain porausmenetelmä PCB-valmistuksessa.

Mekaanisen porauksen tyypilliset ominaisuudet

• Reiän vähimmäiskoko: ~0,15-0,20 mm (paksuudesta riippuen).
• Soveltuu läpivientireikiin
• Vakaa ja skaalautuva massatuotantoa varten

TOPFASTissa käytetään mekaanista porausta suurimmassa osassa tavanomaisia jäykkiä piirilevymalleja.

Mikä on PCB-laserporaus?

Laserporauksessa käytetään fokusoitu lasersäde poistamaan materiaalia ja luomaan hyvin pieniä reikiä.

Miten laserporaus toimii

• Suurenergiset laserpulssit
• Ei fyysistä kosketusta
• Erittäin tarkka materiaalin poisto

Laserporausta käytetään pääasiassa mikroviat HDI PCB:t.

Laserporauksen tyypilliset ominaisuudet

• Reikäkoko: niinkin pieni kuin 0,05-0,10 mm.
• Käytetään sokeissa läpivienneissä
• Rajoitettu poraussyvyys (yleensä yksi kerros kerrallaan)

Laserporaus mahdollistaa tiheät liitokset, joita mekaanisella porauksella ei voida saavuttaa.

Mekaanisen ja laserporauksen keskeiset erot

Reikäkokokapasiteetti

• Mekaaninen poraaminen: poranterän vahvuus rajoittaa sitä.
• Laserporaus: mahdollistaa erittäin pienet mikroviat.

Tyypin tuen kautta

Kuvasuhteen rajoitukset

• Mekaaninen poraaminen: reiän halkaisija ja levyn paksuus rajoittavat sitä
• Laserporaus: matala syvyys, pieni kuvasuhde

Särmäyssuhteen rajoitukset ovat merkittävä tekijä porausmenetelmän valinnassa.

Kustannusvertailu

• Mekaaninen poraus: alhaisemmat kustannukset
• Laserporaus: korkeammat kustannukset laitteista, käsittelyajasta ja saannon valvonnasta johtuvat kustannukset.

Laserporausta olisi käytettävä vain silloin, kun suunnitteluvaatimukset oikeuttavat kustannukset.

Kun mekaaninen poraus on paras valinta

Mekaaninen poraus on ihanteellinen, kun:

• Reikien koot ovat ≥ 0,20 mm.
• Läpivientireikien läpiviennit ovat hyväksyttäviä
• Kustannustehokkuus on ratkaisevan tärkeää
• Suunnittelu ei vaadi HDI-reititystä

Useimmissa teollisuus-, kuluttaja- ja tehoelektroniikan sovelluksissa mekaaninen poraus on edelleen optimaalinen ratkaisu.

Kun laserporaus on tarpeen

Laserporaus on tarpeen, kun:

• Microvias tarvitaan
• Käytetään HDI PCB-arkkitehtuuria
• Reititystiheys on erittäin suuri
• Levyn koko tai kerrosluku on minimoitava

Yleisiä sovelluksia ovat:

• Älypuhelimet
• Puettavat laitteet
• Nopeat viestintälaitteet

Laserporauksen valmistukseen liittyvät haasteet

Valmistajan näkökulmasta laserporaus tuo:

• Prosessin suurempi monimutkaisuus
• Tiukemmat materiaalien yhteensopivuusvaatimukset
• Lisääntynyt tarkastustoiminta
• Alhaisempi tuottoherkkyys

TOPFASTissa laserporaus arvioidaan huolellisesti, jotta varmistetaan, että se tuottaa seuraavat tulokset todellinen toiminta-arvo, ei vain suunnittelun uutuus.

Suunnitteluvinkkejä porauskustannusten optimoimiseksi

Suunnittelijat voivat vähentää porauskustannuksia seuraavasti:

• Tarpeettomien mikroviolettien välttäminen
• Reikäkokojen standardointi
• Porien kokonaismäärän vähentäminen
• Läpivientireikien käyttö mahdollisuuksien mukaan
• Rakenteen ja valmistuskyvyn yhteensovittaminen

Varhainen DFM-arviointi paljastaa usein mahdollisuuksia korvaa laserporatut läpiviennit mekaanisilla vaihtoehdoilla..

Miten porausvalinta vaikuttaa PCB:n luotettavuuteen

• Huono porauksen laatu voi aiheuttaa halkeilua.
• Epäyhtenäiset reikien seinämät vaikuttavat pinnoituksen luotettavuuteen
• Suuren kuvasuhteen läpiviennit lisäävät lämpörasitusriskiä

Mekaaninen poraus tarjoaa yleensä vahvempi luotettavuuden kautta kun taas laserporaus tukee tiheyttä, mutta vaatii huolellista prosessinohjausta.

Valmistajan näkökulma: Miten TOPFAST valitsee porausmenetelmät?

TOPFASTissa porausmenetelmän valinta perustuu:

• Sähköiset vaatimukset
• Rakenteellinen luotettavuus
• Tuottovakaus
• Valmistuskustannukset yhteensä

Sen sijaan, että TOPFAST keskittyy kehittyneisiin prosesseihin, se keskittyy seuraaviin asioihin valmistustehokkaat ratkaisut, jotka täyttävät suorituskykyvaatimukset ilman tarpeettomia kustannuksia..

Päätelmä

Mekaanisella porauksella ja laserporauksella on kullakin tärkeä rooli nykyaikaisessa piirilevyjen valmistuksessa.

• Mekaaninen poraus tarjoaa kustannustehokkuus, skaalautuvuus ja luotettavuus
• Laserporaus mahdollistaa tiheät rakenteet ja mikroviat

Kunkin menetelmän vahvuuksien ja rajoitusten ymmärtäminen antaa suunnittelijoille mahdollisuuden tehdä tietoon perustuvia päätöksiä, jotka tasapainottavat seuraavat tekijät keskenään suorituskyky, luotettavuus ja kustannukset.

Valmistukseen perustuvalla ohjauksella, TOPFAST auttaa asiakkaita valitsemaan oikean poraustekniikan kuhunkin PCB-sovellukseen..

Aiheeseen liittyvä lukeminen

PCB valmistusprosessi selitetty askel askeleelta

Sisäkerroksen valmistuksen selitys: PCB-valmistuksen perusta

Mekaaninen poraus vs laserporaus FAQ