上のビアホール高周波基板数万から数万の範囲に及ぶ可能性があります。これらは配線には関与しませんが、多くの場合、基板全体の信頼性と信号品質の間の「目に見えない分水界」として機能します。油を覆うか穴を塞ぐか、その違いは名前の一文字だけではありません。
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落とし穴の回避に関するリマインダー 1: プラグイン穴での Via 属性の不適切な使用は、溶接の失敗に直接つながります。- PADS または Protel を使用してファイルを工場にエクスポートし、オイルをカバーするときにプラグイン穴の属性定義を穴ごとに必ず確認してください。{0} パッドのプロパティを使用して設計されている必要がある場合 プラグイン ホールが誤って Via 属性に設定されました。-基板工場では、穴を油で覆う一般的なプロセスに従い、プラグイン穴の表面を緑色の油で覆います。- 穴を差し込むための主な要件は、表面に錫と露出した銅をスプレーすることです。-グリーンオイルで完全に覆われてしまうと、部品のピンをはんだ付けすることができなくなり、供給側と需要側の間でプロセス紛争が発生しやすくなります。 ソースからのこのような低レベルのエラーを避けるために、注文する前に必ず設計ファイルを開いて、すべてのプラグイン ホールの属性がビアではなくパッドであることを 1 つずつ確認してください。-
多くのエンジニアはスルーホール カバー オイルを注文しますが、属性定義の逆の誤解を見落としています。つまり、Via 属性で設計されるべき通常の導電性スルーホールを誤って Pad 属性に設定してしまいます。- PCB 業界の一般的なルールでは、パッド属性を持つ穴はデフォルトでプラグイン穴として扱われ、直接はんだマスクが開口され、表面に錫がスプレーされ、銅表面が完全に露出します。{0} こうなると、「スルーホール全体をオイルでカバーしてほしい」と明確に要望したのに、受け取った基板の導通穴はすべて銅窓露出状態になってしまい、「プロセス理解のずれ」により両者の間で紛争が発生しやすい状況となります。 通常の正しいロジックは、層間の導通のみに使用され、溶接を必要としないすべての導電性ホールは一律に Via 属性に設定する必要があり、基板工場ではスルーホール オイルの要件に従ってはんだマスクでカバーするというものです。{0}} |
まず、目的を明確にします: via と "via protection"
ビアは、異なる層からのワイヤを接続するために使用される PCB 上の金属化された穴です。構造に応じて、エンジニアリングの習慣は 3 つのカテゴリに分類できます。
スルービア: 基板の厚さ全体を上から下まで貫通しており、最も一般的に使用されます。
ブラインドビア: 基板全体を貫通せずに、表面から内層までドリルで穴を開けます。
埋め込みビア: 内層の間に位置し、外部からは完全に見えません。
穴あけと電気メッキの後、銅の一層だけが穴の壁にメッキされ、穴の内部は空洞のままでした。この虫歯を治療しないと、その後の一連の工程でトラブルが発生し続けます。
ソルダーマスクの作成中、インクが穴に流れ込み、高温で蒸発して泡立つ残留物が形成されます。
錫を吹き付ける（熱風レベリング）場合、穴に錫が流し込まれ、穴が詰まったり、錫ビーズが隠れたりします。
SMT リフローはんだ付け中、はんだパッドの隣のはんだペーストが穴に沿って「吸い取られ」、はんだが少なくなる場合やショートする場合があります。
湿気、フラックス残留物、腐食性ガスが穴を通って基板の内部に侵入し、長期的な信頼性を脅かします。{0}}
重要な違いの 1 つは、封印するか埋めるかです。
1. スルーホールカバーオイル：穴を埋めずにシールします。
はんだリングとビアの穴開口部をはんだマスクインク（通称「グリーンオイル」）で覆って絶縁保護層を形成しますが、穴は充填されず空洞のままです。
特徴: 最も単純なプロセスと最低コストが、ほとんどの場合のデフォルトのオプションです。プリント基板工場、通常は通常の引用符に含まれます。
固有の現象：「開口部の黄ばみ・赤み」。インクは液体であるため、高温で硬化する際に穴の中心から流れ落ち、穴の部分のインク層が薄くなり、ベースの色が現れます。-これはオイルキャッピングプロセスの固有の特性であり、業界で広く受け入れられています。
開口の制約: 貫通穴は大きすぎてはならず、業界では一般に 0.5 mm を超えないことを推奨しています。そうしないと、穴がオイルを覆わず、光さえも透過できなくなる可能性があります。{0}}
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2. スルーホールプラグ：穴を埋める
プラグホールは、スルーホールの内部を埋めるために使用される充填材で、穴が基板の表面とできるだけ面一になるようにします。{0}エンジニアリングでは少なくとも 2 つのタイプを区別する必要があります。 -
インクプラグホール（ソルダーマスクプラグホール）：ソルダーマスク工程では、ホールはソルダーマスクインクで満たされており、「ライトホールを通過する白色光がないこと」が検査の目視基準として一般的に使用されます。樹脂プラグホールよりもコストが低いため、BGA エリアの「最も低い」保護ソリューションとなります。樹脂プラグホール: スルーホールを特殊なエポキシ樹脂で満たし、硬化後に平らに研磨します。表面は銅で電気めっきするか、はんだマスクで覆うことができます。 HDI、BGA、および高信頼性シナリオでは、高い充填充填率、良好な表面平坦性、強力な熱と湿気に対する耐性、および耐化学腐食性が一般的な選択肢となります。
オイルキャップとの最大の違いは、オイルキャップは穴の開口部を覆うだけであり、プラグホールを穴に差し込む必要があることです。
高頻度のシナリオに配置すると、この差はさらに増幅されます。-
通常のデジタル回路であれば、油を塗るだけで十分な場合が多いです。しかし、高周波/高速-分野に入ると、ビア処理方法の影響は大幅に増幅され、その鍵となるのは、インピーダンスの不連続性、誘電体の不均一性、残留パイル共振という 3 つの単語です。-
1. パスホールは本質的にインピーダンスの不連続部です
高周波数（通常、数百 MHz に達すると考えられる場合、または伝送線路の影響を考慮できるほど立ち上がりエッジが急峻な場合）では、ビアは理想的な「ワイヤ コネクタ」とは見なされなくなります。これは本質的に、伝送線路の小さなセクションに追加の寄生容量とインダクタンスを備えた構造です。
寄生容量により信号の立ち上がり時間が長くなり、ローカル インピーダンスが低下する可能性があります。
寄生インダクタンスはバイパス効果を弱め、局所インピーダンスを増加させる可能性があります。
この 2 つの組み合わせにより、ビアでインピーダンスの突然変異が形成され、信号の反射、リンギング、およびアイ ダイアグラムの劣化が発生します。周波数が高く、エッジが急峻であるほど、影響は無視できなくなります。
2. カバーオイル: 空洞および不均一なメディア
オイルカバー穴内は空気で満たされています。空気の誘電率は 1 に近く、周囲のパネルとは大きく異なります。さらに、穴の開口部でのインクの厚さが不均一であるため、スルーホール領域に不均一で不安定な媒体環境が生じます。-。高周波の場合、これは次のことを意味します。
ビア周囲の等価誘電環境はプロセスとともに変動するため、インピーダンスの一貫性を確保することがさらに困難になります。
穴の内部の空洞は特定の周波数点で共鳴に関与している可能性があり、残留杭が長ければ長いほど、それがより顕著になります。
3. プラグホール: 媒体はより均一ですが、「何を埋めるか」が重要です
キャビティを充填した後、スルーホール領域の媒体はより連続的で構造的に安定するため、インピーダンスの一貫性と機械的信頼性にとって有益です。{0} BGA、トレイの穴、その他のシナリオでは、表面の平滑性とはんだペーストの損失防止の問題も同時に解決できます。
--充填材料の誘電特性は基板と一致する必要があります。プラグホール樹脂の誘電率は通常3.0～4.5の範囲にあり、高周波専用樹脂では一般に十分に低い誘電正接が要求されます。通常の材料を使用すると、ビアで新たな誘電損失や不整合が発生する可能性があります。
4. ソルダーマスクインク自体を無視しないでください
油を覆う場合でも、油を詰まらせる場合でも、ソルダーマスクインクが使用されます。そしてインクは「電気的に存在しない」わけではありません。-
通常の緑色のはんだマスクの損失係数 (Df) はおよそ 0.02 ～ 0.03 の範囲にあり、高周波では重大な損失を引き起こす可能性があります。
したがって、超高周波設計では低損失のはんだマスク インクがよく使用され、主要なマイクロストリップ ライン上には局所的なはんだマスク ウィンドウも作成されます。{0}
言い換えれば、高周波基板上のビアを覆うオイルの層自体が信号経路媒体環境の一部です。{0}
5. 残骸: 高周波ビアのもう 1 つの「見えないキラー」-
高周波および高速の多層ボードの場合、ビア ホール - ビア スタブとともに考慮する必要がある別の問題があります。-スルーホールは特定の層でのみ接続する必要があり、未使用の銅ピラーは特定の周波数で共振する吊り下げられた「アンテナ」となり、反射と損失を悪化させます。工学的な対応方法には、バックドリル、ブラインド埋設穴、およびパンの穴が含まれます。これは、高周波高速基板が通常の基板よりもスルーホール処理に対する要件がはるかに厳しいことが多い理由でもあります。-
選び方：実現可能な判断ロジック
全体として、スルーホール処理方法の選択は、次の 3 つの側面からアプローチできます。{0}
ビアは、BGA の底部にあるはんだパッドの近くにありますか、それともスルーホール内にありますか?-
はい → 穴を塞ぐことを優先します (条件が許せば樹脂製の穴を塞ぐことを選択してください)
いいえ → 次のステップに進みます
2. 高周波、高速、信頼性の高いアプリケーションですか?-
はい → オイルまたは高品質のプラグホールで覆い、窓を開けないようにして、インピーダンスの一貫性を可能な限り確保するようにしてください。{0}}
いいえ → 従来のオイルキャップで十分です
3. 極めてコスト重視であり、プロセスのリスクは制御可能ですか?
はい → デフォルトでオイルカバーを使用します。窓を開けるときは注意してください
いいえ → オイルシールを優先し、重要な部分には局所的なプラグホールがあります
一文の要約: オイルのカバーは、ほとんどのプロジェクトにとってデフォルトの最適なソリューションであり、プラグ ホールは、BGA、ディスク ホール、高周波および高速、高信頼性などのシナリオにおけるオンデマンドのアップグレード ソリューションです。{0}{1}両者は「誰が誰を置き換える」のではなく、「シーンごとに合わせる」のです。