Peran Krusial Teknologi PTH dalam Manufaktur PCB Modern

Selama beberapa tahun terakhir, terjadi kenaikan yang stabil di seluruh industri elektronik berdasarkan penggunaan yang luas produk elektronik. Dengan permintaan akan miniaturisasi produk yang meningkat, demikian pula industri PCB. Produk elektronik semakin kecil sehari demi hari daripada beberapa tahun yang lalu, sehingga menjadi tantangan untuk memasang komponen pada PCB. Untuk memudahkan hal ini, produsen mengandalkan Teknologi Lubang Lubangi Plating (PTH). Dengan cara ini, produksi papan berkualitas tinggi menjadi mudah. Jadi, apa manfaat lubang lubangi? Artikel ini adalah panduan mendalam tentang arti, signifikansi, dan pilihan terbaik antara plating dan non-plating (NPTH).

(Sebuah gambar dekat komponen chip elektronik yang duduk di atas lubang lubangi)

1. Definisi Teknologi Lubang Lubangi

Sebelum melanjutkan, akan penting untuk memahami arti sebenarnya dari teknologi lubang lubangi. Apa itu teknologi PTH? Teknologi lubang lubangi biasanya juga dikenal sebagai 'thru-hole'. Ini sebagian besar skema pemasangan untuk komponen listrik. Ini mencakup penggunaan lubang dalam insert lubang, lalu menyelami ke pad PCB.

Penyisipan komponen adalah latihan yang dapat dilakukan secara manual atau dengan menggunakan mesin penyisipan otomatis. Lubang lubangi pada PCB melalui beberapa plating, sehingga istilah PTH. Lubang lubangi yang diplate memiliki jalankan konduktif yang bergerak dari satu sisi PCB ke sisi lainnya.

2. Jenis-jenis lubang yang diplate

Ada beberapa jenis lubang yang diplate, seperti dijelaskan di bawah ini:

2.1 Slot elektropengeringan (PTH)

Fitur utama dan paling menonjol dari bath elektropengeringan (PTH) ini adalah proses pembuatannya. Dalam proses pembuatannya, setelah membor papan, lalu plating pada dinding lubang. Semua ini untuk memberikan konduktivitas yang diperlukan.

Oleh karena itu, setelah penyelesaian PCBA, hubungan antara kawat komponen dan jejak tembaga mencapai stabilitas mekanik yang lebih baik. Akhir-akhir ini, mayoritas PCB cenderung berdisi double-sided atau multi-layer dengan lubang lubangi yang diplate. Dengan cara ini, komponen secara efektif terhubung ke lapisan yang diperlukan.

2.2 Slot non-plating (NPTH)

Sama seperti yang namanya saran, di sini, tidak ada plating tembaga pada dinding lubang. Ini, oleh karena itu, berarti bahwa tabung pickle tidak memiliki properti listrik. Penanaman ini dulu sangat populer, terutama ketika PCB memiliki jejak tembaga yang dicetak pada satu sisi. Namun, seiring bertambahnya jumlah lapisan dalam PCB, popularitasnya menurun.

Manfaat utama NPTH adalah mereka relatif mudah diproduksi dan jauh lebih cepat. Meskipun sering, mereka tidak menemukan penggunaan eksklusif sebagai lubang tooling. Namun terkadang, produsen menggunakannya untuk pemasangan komponen.

2.3 Perbedaan antara keduanya

Ada perbedaan yang signifikan antara lubang lubangi plating (PTH) dan slot non-plating (NPTH). Faktor pembeda pertama adalah perbedaan jalur antara keduanya. Semua ini terjadi pada suatu titik tertentu.

Bagaimana gelombang bergerak dalam lubang plating-through berbeda dari bagaimana hal itu terjadi dalam slot non-plating. Karena PTH memiliki jalur konduktif dari satu sisi papan, pendekatannya tidak sama dengan NPTH.

Selain itu, tembaga pada dinding adalah faktor pembeda besar lainnya antara keduanya. Seperti yang disebut sebelumnya, slot non-plating tidak mengandung tembaga pada dinding lubang. Aspek ini membuatnya tidak memiliki konduktivitas listrik yang unggul. Namun di sisi lain, Anda akan menemukan bahan tembaga pada dinding lubang lubangi plating.

Terakhir, PTH dan NPTH berbeda dalam hal aplikasi. Mayoritas, lubang lubangi plating digunakan secara luas untuk memberikan konektivitas yang luar biasa antara PCB double dan multi-layer. Mereka juga dapat diterapkan dalam aplikasi yang memerlukan koneksi fisik yang kuat. Mayoritas, Anda akan menemukan mereka dalam aplikasi aerospace dan militer di mana daya tahan esensial.

Sementara PTH mungkin tampak kuno dan usang, Anda tidak dapat mengabaikan aplikasi yang luasnya. Di sisi lain, NPTH tidak sepertiga PTH dalam aplikasi. Mereka ideal untuk papan satu lapisan. Oleh karena itu, relevansinya adalah faktor pembeda lain antara keduanya.

(Sebuah gambar dekat lubang lubangi plating pada PCB biru)

3. Apa peran/manfaat lubang lubangi plating?

Pentingnya lubang lubangi plating, terutama dalam sirkuit modern, adalah krusial. Di bawah ini adalah penjelasan singkat namun jelas tentang dua isu kritis—pertama, manfaat plating lubang lubangi pada PCB dan, kedua, manfaat PTH.

3.1 Mengapa lubang lubangi diplate pada PCB?

Plating lubang lubangi pada papan sirkuit cetak adalah untuk memastikan pencapaian beberapa hal penting. Namun sebelum melanjutkan, penting untuk memahami bahwa teknologi lubang lubangi plating telah mencapai banyak. Yang terpenting, itu hampir telah mengeliminasi teknik perakitan elektronik lama. Wire wrapping adalah salah satu contohnya.

Tetapi mengapa plating lubang pada papan sirkuit cetak. Produsen melakukan plating untuk memastikan komponen membuat kontak dengan lapisan konduktif. Peran yang biasanya kita sebut sebagai vias, plate menyediakan konduktivitas listrik yang luar biasa. Untuk fungsionalitas yang diinginkan dari PCB, plating diperlukan.

3.2 Pentingnya lubang lubangi plating

Beberapa keuntungan menonjol datang dengan lubang lubangi plating. Misalnya, lubang lubangi plating memberikan ruang untuk prototipan yang lebih cepat. Juga, dengan lubang lubangi plating, menjadi lebih mudah untuk menyelami komponen pada papan. Secara tambahan, breadboarding desain papan sirkuit menjadi kemungkinan bahkan sebelum pembuatan papan.

Dengan lubang lubangi plating, yakinlah akan daya tahan komponen dan toleransi daya tinggi pada papan. Itu belum menyebutkan koneksi luar biasa yang datang dengan plating lubang lubangi. Seperti yang Anda lihat, pentingnya lubang lubangi cukup luas. Untuk solusi terbaik, pastikan Anda mendapatkan PCB Anda dari pemasok yang terpercaya.

(Sebuah PCB cokelat dengan lubang lubangi yang memegang beberapa komponen)

4. Cara mendekomposi lubang lubangi plating/proses dekomposisi

Kami dapat memahami proses dekomposisi untuk lubang lubangi plating dengan merujuk pada diagram di bawah ini:

Pembersihan alkaline→ pencucian berseberangan→ mengkasar/etcing mikro) → pencucian berseberangan→ pre-dip→ aktivasi → pencucian berseberangan→ pelapisan→ pencucian berseberangan → PTH→ pencucian berseberangan→ pemilihan.

Berikut adalah penjelasan jelas tentang langkah-langkah dekomposisi PTH:

Pembersihan alkaline

Pembersihan alkaline adalah proses PTH awal. Untuk melakukannya, pastikan Anda menghapus minyak papan dengan benar. Setelah itu, sidik jari, oksida, dan debu dengan hati-hati di dalam lubang. Setelah Anda menyelesaikan ini, sesuaikan muatan negatif untuk seluruh dinding ke arah positif. Alasan ini adalah untuk memastikan bahwa koloid paladium terserap dalam proses pasca. Selama ini, pastikan Anda mempertahankan pembersihan. Prosedur pembersihan harus berjalan sejalan dengan pedoman.

Micro etching

Ini adalah penghapusan oksida pada papan dan kemudian mengkasarkan papan. Alasan ini adalah penting. Itu adalah untuk memastikan pengikatan yang baik antara tembaga dasar dan lapisan lubang lubangi plating. Yang penting untuk dicatat adalah tembaga baru sangat aktif dan sangat baik dalam menyerap koloid paladium.

Prepreg

Ini terutama melibatkan perlindungan slot paladium dari kerusakan. Alasan utama untuk melakukan pre-preg adalah untuk memperpanjang umur rakit sirkuit. Bahan utama di sini sama dengan slot paladium, kecuali klorida paladium. Pre-preg memainkan peran signifikan dalam membasahi dinding lubang. Tanpa Pre-peg, tidak akan ada yang dapat menyatukan semua lapisan. Oleh karena itu, fungsinya utama adalah untuk memastikan bahwa ia memfusi inti yang telah dietch.

Activation

Aktivasi esensial dalam lubang lubangi plating juga. Dinding lubang yang terdiri dari muatan positif memainkan peran signifikan dalam menyerap partikel koloid paladium. Ini melakukannya dengan bantuan kontrol negatif. Dengan cara ini, ini memastikan bahwa lubang lubangi plating cukup padat. Aktivasi adalah salah satu langkah paling kritis menuju kualitas penurunan tembaga. Hal penting lain di sini termasuk suhu dan titik kontrol. Semua ini harus dikontrol berdasarkan instruksi operasi.

Decontamination

Decontamination adalah penghapusan ion stannous di luar partikel koloid paladium. Ini adalah untuk tujuan tunggal untuk mengekspos inti paladium untuk memastikan bahwa ia memainkan peran katalis yang berguna. Ada beberapa kimia yang dapat digunakan di sini. Namun, salah satu kimia terbaik dan paling ideal adalah asam fluoroborik. Banyak produsen mengandalkan asam ini, dan berdasarkan pengalaman mereka, tampaknya asam adalah agen pelepasan terbaik untuk digunakan.

PTH

Sekarang, Anda dapat menginduksi tembaga elektroless dari reaksi auto-katalisis dengan mengaktifkan inti paladium. Anda dapat menggunakan hasil samping reaksi dan tembaga kimia baru sebagai katalis reaksi. Keduanya akan memungkinkan Anda untuk memfasilitasi reaksi secara efektif. Dengan cara ini, endapan tembaga akan terus berjalan secara efektif. Setelah menyelesaikan langkah ini, ada penyerapan tembaga kimia pada dinding lubang atau permukaan papan. Saat melakukan proses ini, Anda perlu memastikan bahwa mandi tetap di bawah pengacauan udara standar. Dengan cara ini, Anda akan dapat mengubah banyak tembaga bivalen terlarut.

Kualitas lubang lubangi plating yang dimainkan memiliki efek langsung pada kualitas pembuatan PCB. Jika Anda tidak mengikuti langkah-langkah di atas sesuai yang diperlukan, yakinlah akan menghasilkan papan standar rendah yang mungkin mengecewakan di pasar. Anda mungkin tidak punya pilihan selain membuang semuanya dan memulai dari awal. Hal itu mungkin akhirnya menjadi mahal bagi Anda.

(Sebuah PCB yang telah didekomposi)

5. Peralatan Pemrosesan Lubang Lubangi Plating

Sebuah perusahaan manufaktur, di antara hal lain, memiliki peralatan pemrosesan terbaik dan berkualitas tinggi adalah sangat penting. Itu esensial untuk keberhasilan bisnis, terutama di era persaingan sengit ini. Hal yang sama berlaku ketika datang ke dunia PCB. Memiliki peralatan pemrosesan lubang lubangi plating adalah esensial.

Untuk Anda tetap kompetitif, menguntungkan, dan relevan, peralatan pemrosesan seperti itu diperlukan. Pasar penuh dengan mesin plating lubang lubangi berkualitas tinggi. Namun, Anda perlu memastikan bahwa Anda mendapatkan mereka dari pemasok yang tepat. Mesin plating lubang lubangi Compacta 50 adalah salah satu yang terbaik di pasaran sejauh ini.

Mesin ini dilengkapi dengan lima tangki perawatan, satu tangki pencucian spray, dan dua bath plating tembaga. Ini juga dilengkapi dengan 1-pencucian tiga kali yang memiliki kontrol alur. Selama waktu, Anda perlu memastikan bahwa Anda mengoperasikan peralatan lubang lubangi plating terbaru. Dengan cara itu, yakinlah akan mengeluarkan beberapa sirkuit elektronik terbaik.

(Mesin bor PCB)

6. Masalah dan Solusi Lubang Lubangi Plating

Beberapa keberhasilan bisnis signifikan menyertai lubang lubangi plating. Jika tidak ditangani dalam waktu singkat yang mungkin, maka mereka mungkin menghambat fungsionalitas papan. Untungnya, solusi tidak jauh. Berikut adalah masalah lubang lubangi plating dan solusinya.

6.1 Blistering dan laminasi pada papan

Blistering dan laminasi pada sirkuit adalah masalah besar bagi produsen. Itu adalah terjadinya pengikatan lem yang buruk. Rendah biasanya terjadi karena reaksi kimia yang tidak diinginkan antara tembaga dan tembaga dasar. Jika Anda ingin menghindari hal itu, pastikan Anda mempertahankan kebersihan. Bersihkan permukaan papan untuk meningkatkan pelapisan dan pengikatan. Juga, pilih pelapisan konformal yang kurang melewap. Terakhir, sesuaikan pelapisan konformal Anda dengan solder resist papan untuk mendapatkan ikatan yang ideal. Penyebab lain blistering dan laminasi pada papan termasuk yang berikut:

Inability to remove adhesive and oil stains

Kadang-kadang, Anda mungkin merasa sulit menghapus lem dan polutan minyak, bahkan setelah beberapa pengasahan kasar. Itu adalah masalah besar lain yang dapat menyebabkan blistering dan laminasi pada papan. Jika Anda menemukan situasi seperti itu, maka cukup tahu bahwa penekanan dan pemboran yang tepat dapat menyelesaikan masalah ini. Itu pasti akan memperkuat atau memastikan bahwa penghapusan lem dan noda minyak mudah.

Neutral water is not clean after decontamination, and there is Mn on the board

Air hangat perlu sangat bersih. Jika tidak, maka Anda mungkin akhirnya mengalami kasus blistering dan laminasi pada papan. Untuk menghindari kasus seperti itu, maka Anda perlu memastikan bahwa Anda memeriksa teknik perawatan dengan hati-hati. Kemudian, jika semuanya tidak benar, Anda mungkin perlu melakukan beberapa penyesuaian.

Surfactant on the board

Surfactant adalah agen aktif yang Anda mungkin temukan pada permukaan papan. Jika Anda mengalami hal seperti itu, maka itu mungkin juga tidak baik. Agen aktif yang duduk di atas permukaan papan juga dapat menghasilkan kasus blistering dan laminasi. Jika Anda ingin menghindari kasus seperti itu, Anda perlu memastikan bahwa Anda mempertimbangkan kebersihan. Bilas permukaan dengan air yang tidak tercemar dan periksa kepadatan celup asam. Dengan cara ini, Anda akan dapat menghindari surfactant pada papan.

Insufficient roughening of copper surface

Lagi, mikro etching dan pengasahan yang tidak cukup dari permukaan tembaga dapat menyebabkan blistering. Ini adalah salah satu masalah yang dihadapi banyak produsen PCB di seluruh dunia. Namun untungnya, solusi tidak terlalu jauh. Jika Anda ingin menghindari hal itu, pastikan untuk melakukan hal berikut. Pertama, periksa dan sesuaikan kepadatan, kelembaban, dan waktu mesin mikro etching. Kadang-kadang, Anda mungkin menemukan kelembaban tinggi dalam mesin. Hal itu dapat mengakibatkan pengasahan tembaga, sehingga menyebabkan blistering pada papan.

Tin on the copper surface

Jika Anda menemukan kaleng pada permukaan tembaga, itu juga bisa berbahaya. Anda mungkin menemukan wadah pada badan jika proses percepatan tidak cukup. Sama seperti tantangan sebelumnya, ada juga solusi untuk ini. Jika Anda menemukan masalah ini, pastikan Anda memeriksa dan menyesuaikan parameter proses percepatan. Risiko bahkan semakin tinggi jika Anda terlibat dalam produksi volume besar.

Surface oxidation of copper foil

Terakhir, ada oksidasi permukaan foil tembaga. Oksidasi adalah masalah lain yang dapat menghasilkan blistering pada papan. Jika terlalu banyak oksigen berkumpul dalam foil tembaga, itu akan mengembun menjadi partikel air. Partikel air kemudian dapat menyebabkan kasus blistering. Jika Anda ingin menghindari masalah ini, periksa waktu sirkular dan titikkan. Jika mungkin, perkenalkan sistem titik.

6.2 No copper in PTH

Kemampuan tembaga yang tidak cukup dalam lubang lubangi plating adalah masalah PTH lain yang layak untuk dicatat. Jika ada sedikit atau tidak ada tembaga dalam PTH, maka akan muncul void plating. Void plating pada papan sirkuit dapat menghambat aliran arus yang memadai. Solusinya adalah untuk memastikan bahwa tembaga yang cukup masuk ke PTH. Lagi, tembaga tidak boleh berlebihan karena hal itu dapat menyekat lubang. Masalah dan solusi lain di bawah bagian ini termasuk:

Unbalanced degreaser

Jika degreaser tidak seimbang, Anda mungkin akhirnya mendapatkan sedikit atau tidak ada tembaga dalam PTH. Seperti yang Anda ketahui, tidak ada tembaga dalam PTH datang dengan banyak masalah. Jika ini kasusnya, jangan panik terlebih dahulu. Analisis dengan hati-hati dan sesuaikan degreaser ke kisaran normal.

PTH cylinder imbalance component

Apakah Anda mengalami situasi di mana Anda memiliki bahan yang tidak seimbang dalam tabung PTH? Jika demikian, maka cukup analisis dan sesuaikan ke kisaran yang diinginkan. Kadang-kadang, Anda mungkin harus membuka kembali tabung untuk menyelesaikan semuanya. Dalam beberapa kasus, Anda mungkin menemukan bahan lain yang habis atau terlalu sedikit.

Over acceleration

Percepatan berlebihan dapat menghasilkan sedikit tembaga dalam PTH. Solusinya adalah untuk memastikan pengurangan dalam kondisi percepatan. Kondisi ini bisa berupa aspek seperti waktu, suhu, dan kepadatan.

Drilling roughness is too large

Apakah kekasaran bor berlebihan atau terlalu besar? Tidak masalah. Yang perlu Anda lakukan hanyalah memastikan bahwa Anda mengontrol pemboran. Jika Anda melakukannya, maka Anda akan mendapatkan kekasaran bor yang Anda inginkan.

Long-term storage after PTH

Tidak perlu menyimpan papan untuk waktu lama setelah menyelesaikan PTH. Jika Anda ingin semuanya berjalan lancar, pastikan Anda segera menyelesaikan papan Anda. Menurut ahli industri, ideal untuk menyelesaikan papan dalam 8 jam setelah PTH.

Fill the board with foreign matter or blister after PTH

Untuk melakukan ini, Anda perlu memeriksa tembaga panel dan sirkulasi kecepatan tinggi.

6.3 Plughole

Plughole diperlukan untuk fungsionalitas papan sirkuit. Mereka mencegah PCB dari rangkaian pendek dan untuk menghindari residu flux dari masuk ke vias. Plughole, ketika tidak dilakukan dengan benar, dapat merusak seluruh sirkuit PHT. Kami memutuskan untuk membuat ini tampak benar, pemboran yang tepat diperlukan. Berikut adalah beberapa tantangan Plughole umum dan solusinya.

• Resin filled – Us your drilling copper sheet or via full of resin? If so, then all that you may need to do is to control the drilling room.
• PTH cylinder copper particles – If there are some copper particles in the PTH cylinder, it may prevent copper from effectively liquidating. If you want to avoid such a scenario, then you need to check the filtering system. At times, the filtering system may be faulty or non-functional.
• Foreign matter on panel – Panel copper residue or just foreign material on the forum may be problematic. Undertaking carbon treatment on time is necessary. It will shield the plate from burning from the copper powder that drops.

(Damaged Plugholes of a PCB)

Summary

Teknologi lubang lubangi plating hadir bersama kita. Dan seperti yang terlihat, PTH akan bertahan. Tapi di sisi yang lebih terang, itu datang dengan banyak keuntungan. PTH sangat baik untuk prototipan dan pengujian. Di sini, Anda dapat menukar komponen pada PCB sebelum merancang breadboard secara efisien.

Seperti yang disebut sebelumnya, komponen lubang lubangi kokoh, menjamin Anda akan daya tahan. Apakah Anda memiliki proyek PTH mendatang? Kami menyampaikan sejumlah integrasi yang belum pernah ada sebelumnya ke industri elektronik. Desain PCB PTH memerlukan keterampilan teknis dan presisi. Jika Anda berencana untuk memiliki papan berkualitas tinggi, maka tidak ada salahnya untuk mendekati ahli industri. Hubungi kami hari ini untuk semua solusi PCB PTH Anda.