Was sind Zugangslöcher?

Die Löcher auf einer Leiterplatte können in drei Typen eingeteilt werden, nämlich Plated Through Hole (PTH), Non-Plated Through Hole (NPTH) und Via Holes. Es ist wichtig zu beachten, dass diese nicht mit Schlitzen oder Aussparungen verwechselt werden dürfen.

Durchkontaktierungen sind im Wesentlichen plattierte Löcher, die dazu dienen, Leiterbahnen auf verschiedenen Schichten zu verbinden, und nicht wie normale Löcher zur Montage von Durchgangslochkomponenten verwendet werden. Es ist wichtig zu beachten, dass Löcher zwar auch zum Verbinden von Leiterbahnen auf verschiedenen Schichten verwendet werden können, ihre Hauptfunktion aber in der Montage von Durchgangslochkomponenten besteht.

Ein Via ist ein durchkontaktiertes Loch (PTH) in einer Leiterplatte, das dazu dient, elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Lagen der Leiterplatte herzustellen, indem es Leiterbahnen auf verschiedenen Lagen verbindet. Es ist nicht für die Montage von Bauteilanschlüssen vorgesehen und hat daher in der Regel einen kleinen Loch- und Paddurchmesser.

Die kleinen Öffnungen auf einer Leiterplatte, in die das Lot eingebracht wird, werden gemeinhin als "Lötlöcher" oder "Durchgangslöcher" bezeichnet. Diese Löcher können auch als "Stiftlöcher" oder "Lunker" bezeichnet werden, die durch die Ausgasung der Leiterplatte während des Lötvorgangs entstehen. Die Bildung dieser Löcher beim Wellenlöten hängt in der Regel mit der Dicke der Kupferbeschichtung zusammen.

Die Durchstecktechnik ist ein in der Elektronik häufig verwendetes Herstellungsverfahren. Dabei werden Bauteilanschlüsse durch gebohrte Löcher in eine gedruckte Schaltung (PCB) gesteckt und mit Pads auf der gegenüberliegenden Seite verlötet. Dies kann entweder manuell oder durch automatisches Einsetzen geschehen.

Ein Sackloch und ein Durchgangsloch unterscheiden sich durch ihre Tiefe. Ein Durchgangsloch durchdringt die gesamte Wand eines Werkstücks und schafft Öffnungen auf beiden Seiten. Ein Sackloch hingegen hat eine bestimmte Tiefe und bricht nicht zur anderen Seite des Werkstücks durch.

Die Durchstecktechnik bietet einen erheblichen Vorteil, da sie zu einer robusteren Verbindung zwischen der Leiterplatte und den Komponenten führt. Dies macht sie zur idealen Wahl für größere Komponenten, die hoher Leistung, hoher Spannung und mechanischer Belastung ausgesetzt sind, wie Transformatoren, Steckverbinder und Halbleiter.

Die beiden Haupttypen von durchkontaktierten Bauteilen sind axial und radial geführte Bauteile. Axial geführte Bauteile haben Anschlüsse an beiden Enden und treten in einer geraden Linie aus dem Teil aus. Bei Bauteilen mit radialer Leitung hingegen befinden sich beide Leitungen auf einer Seite.

Durchkontaktierte PCB-Komponenten werden bevorzugt für Produkte mit hoher Zuverlässigkeit verwendet, die stärkere Verbindungen zwischen den Schichten erfordern. Im Gegensatz dazu werden SMT-Bauteile nur durch Oberflächenlötung gesichert, während die Leiterbahnen von Durchsteckbauteilen durch die Leiterplatte verlaufen, was sie widerstandsfähiger gegen Umweltbelastungen macht.

Beim Bohren von Leiterplatten entstehen verschiedene Arten von Löchern, z. B. Bauteillöcher, mechanische Löcher und Durchgangslöcher (einschließlich Sacklöchern, vergrabenen Löchern, Mikrolöchern und Durchgangslöchern). Um die erforderliche Genauigkeit zu erreichen, werden die Löcher in der Regel mit einer manuellen oder einer Laser-Leiterplattenbohrmaschine hergestellt.

Die Oberflächenmontagetechnik ermöglicht im Vergleich zur Durchstecktechnik eine höhere Fertigungskapazität. Dies ist auf den automatisierten Montageprozess bei der SMT-Technik zurückzuführen. Die Durchstecktechnik ist jedoch besser für die Bewältigung von Umweltbelastungen gerüstet und schafft stärkere Verbindungen zwischen den Komponenten.

Es gibt zwei Arten von Befestigungslöchern in Leiterplatten: unterstützte und nicht unterstützte. Gestützte Löcher sind plattiert und in der Regel mit der Grundplatte verbunden, während nicht gestützte Löcher nicht plattiert sind und eine äußere Sperrzone erfordern, um Interferenzen mit anderen Bauteilen und Leiterbahnen zu vermeiden, da sie nicht mit einer Grundplattenschicht verbunden sind.

Das BGA-Löten (Ball Grid Array) ist eine Technik, bei der integrierte Schaltkreise mit Hilfe eines Gitters aus Lötkugeln unter den Bauteilen dauerhaft montiert werden. Im Gegensatz zu SMT- oder Durchstecktechniken, bei denen nur der Rand der Bauteile verlötet wird, wird bei BGA die gesamte Unterseite des Bauteils für die Verbindungen genutzt, was zu einer umfassenderen und effizienteren Verbindung führt.

SMD und SMT sind zwei Begriffe, die oft austauschbar verwendet werden, sich aber eigentlich auf unterschiedliche Dinge beziehen. SMD steht für "Surface Mount Device" (oberflächenmontiertes Bauteil) und bezieht sich auf die elektronische Komponente selbst, die auf einer Leiterplatte montiert wird. SMT hingegen steht für Surface Mount Technology (Oberflächenmontagetechnik) und bezieht sich auf den Prozess der Platzierung elektronischer Komponenten auf einer Leiterplatte. Der Hauptunterschied zwischen SMD und SMT besteht also darin, dass SMD das Bauteil ist, während SMT das Verfahren ist, mit dem das Bauteil auf der Leiterplatte montiert wird.

Die Durchstecktechnik, auch bekannt als "thru-hole", ist ein Montageverfahren für elektronische Bauteile. Bei dieser Methode werden die Anschlussdrähte der Bauteile in die Bohrlöcher der Leiterplatten eingeführt und mit den Pads auf der gegenüberliegenden Seite verlötet. Der Montageprozess kann manuell (durch manuelle Bestückung) oder durch den Einsatz automatisierter Maschinen erfolgen.

Ein Durchgangsloch ist ein Loch in einem Gegenstand, das groß genug ist, um das Gewinde eines Bolzens oder einer Schraube durchzulassen, aber nicht den Kopf des Bolzens oder der Schraube. Diese Art von Loch soll verhindern, dass sich das Gewinde in das Material einschneidet, und ermöglicht ein einfaches Einsetzen der Schraube oder des Bolzens.

Der Begriff "Loch" stammt von dem altenglischen Wort "hol", was "Höhle" bedeutet. In der Antike wurden Höhlen nicht nur als Verstecke genutzt, sondern dienten auch als Behausungen. Das Wort "hole" wird heute in verschiedenen Zusammenhängen verwendet, z. B. als Behausung eines Kaninchens oder als Golfbegriff "a hole in one".

Beispiele für Löcher sind das zentrale "Loch in einem Donut" in einem Torus, ein aus einer Ebene entfernter Abschnitt und der Bereich, der im euklidischen Raum fehlt, nachdem ein Knoten entfernt wurde.

Die verschiedenen Lochmuster können in vier Typen eingeteilt werden: rund, quadratisch, geschlitzt und ornamental oder dekorativ. Runde Löcher sind aufgrund ihrer Einfachheit und Kosteneffizienz weit verbreitet.

Einer der Nachteile der Durchstecktechnik ist, dass sie vorgebohrte Leiterplatten erfordert, was kostspielig und zeitaufwändig sein kann. Außerdem können THT-Bauteile nur auf einer Seite der Leiterplatte platziert werden, und bei mehrlagigen Leiterplatten ist der verfügbare Routing-Bereich begrenzt, da Löcher durch alle Schichten der Leiterplatte gebohrt werden müssen.

Werkzeugbohrungen, die auch als Fertigungsbohrungen, Pilotbohrungen oder Herstellungsbohrungen bezeichnet werden, dienen dazu, während des Herstellungsprozesses Registrierungs- und Niederhaltepunkte auf einer Leiterplatte oder einem Leiterplattenfeld zu schaffen.

Vorteile von kupfergefüllten Vias:

Kupfergefüllte Durchkontaktierungen sind notwendig, weil sie die Wärmeleitfähigkeit der Durchkontaktierung verbessern. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen, bei denen große Hitze im Spiel ist, da es dazu beiträgt, die Wärme von der Leiterplatte fernzuhalten, was ihre Lebensdauer erhöht und Defekte verhindert.

Die 2-Lagen-Leiterplatte, auch bekannt als doppelseitige Leiterplatte, besteht aus einer Leiterplatte mit Kupferbeschichtung auf der Ober- und Unterseite. Die mittlere Schicht ist ein Isoliermaterial, das üblicherweise in Leiterplatten verwendet wird. Dieses Design ermöglicht das Layouten und Löten auf beiden Seiten, was das Layouten erleichtert und den Schwierigkeitsgrad des Prozesses reduziert. Aus diesem Grund wird es in verschiedenen Anwendungen eingesetzt.

Der Abstand zwischen zwei Bohrungen in einer Leiterplatte hängt von der Art der Bohrung ab. Bei PTH sollte der Mindestabstand zwischen dem Bonding Pad und dem Loch zum Umriss mindestens 20mil (D≥20mil) betragen. Für NPTH wird ein Mindestabstand von 40mil von der Bohrung bis zum Umriss empfohlen (E≥40mil).

4-Lagen-Leiterplatten mit Durchgangslöchern sind eine Art von Leiterplatten, die aus vier Lagen Glasfasern bestehen. Zu den Lagen gehören die obere Lage, die untere Lage, VCC und GND, die über Durchgangslöcher, vergrabene Löcher und Blindlöcher verbunden sind. Im Vergleich zu doppelseitigen Leiterplatten haben 4-Lagen-Leiterplatten mit Durchgangslöchern eine höhere Anzahl von vergrabenen Löchern und Sacklöchern.

Bohrungen spielen bei der Herstellung von Leiterplatten eine entscheidende Rolle, unabhängig davon, ob es sich um eine einlagige Leiterplatte handelt, die Befestigungslöcher benötigt, oder um eine mehrlagige Leiterplatte, die Durchkontaktierungen erfordert. In der Regel sind beide Arten von Bohrungen erforderlich, zusammen mit anderen Varianten.

Die bei dieser Bohrtechnik verwendeten Bohrer haben einen Mindestdurchmesser von ca. 6 mils (0,006″), was die kleinste Lochgröße ist, die in eine Leiterplatte gebohrt werden kann.

Für Durchgangsbohrungen empfiehlt sich ein Gewindebohrer mit gerader Spannut, der sowohl für Durchgangs- als auch für Sacklochbohrungen geeignet ist.

Um einen optimalen Gewindeeingriff zu erzielen, wird im Allgemeinen eine Gewindetiefe von 1 1/2 mal dem Schraubendurchmesser empfohlen. Wenn der Schraubendurchmesser beispielsweise 1/4″ beträgt, wäre die erforderliche Gewindetiefe (1,5 x .25) = .375″.