[SI-LIST] Re: AW: AW: Re: AW: AW: Re: How to specify via hole sizes

  • From: Jeff Loyer <jeff.loyer@xxxxxxxxxx>
  • To: Gert.Havermann@xxxxxxxxxxx, SI <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 6 Jan 2016 07:23:36 -0800

Thanks for all the great replies.  Based on this and other research, my
current thinking is that:
1)      Yes, we should specify O.D. and I.D., but I’m told manufacturing
folks probably won’t understand it well in those terms.  Instead we might
use the term â€œdrill size” to represent O.D. and â€œfinished hole size” for
I.D., each with its corresponding tolerance.

a.       I’m not sure how well the various tools support this, I believe
most assume a single size for vias.  Like Alexander, I’ve had to build
unambiguous drill charts manually in order to know exactly what I was
getting.

2)      I don’t think the exchange formats support multiple drill sizes.
In ODB++, for instance, I think there’s only a single value for hole size;
I believe that’s assumed to be â€œdrill size”.

a.       Resolving this might help our 3-D simulations.

3)      I believe the industry needs to gain consensus on exactly how we
should specify these two dimensions in an unambiguous manner.  I’m still
not sure who in IPC I might approach about this.



Interesting comment about anti-pads.  Like Gert, I’ve had documentation
indicating that’s not allowed to be modified without informing me, but it’s
probably a good thing to reiterate in a fab drawing when vias are carefully
constructed.



Jeff Loyer

Signal and Power Integrity Product Manager, Altium



-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On
Behalf Of Havermann, Gert
Sent: Wednesday, January 6, 2016 1:51 AM
To: SI
Subject: [SI-LIST] AW: AW: Re: AW: AW: Re: How to specify via hole sizes



Hi Alex,

1) I have made bad experience with defining OD and ID in the same Drill
Document. When I separate the Drill files, each drill will be in either one
or the other drill file, not in both. This process is also used for blind
and buried vias. The EDA software creates a thru drill file (with oly thru
vias being present), and a bolind via drill file (with only the blind vias
of the selected Layer being present)...

But I believe that PCB-Houses also have different preferences and maybe
they would prefer ddifferent data, but since I define separate files, there
have been no errors.



2) When I define OD for a via, then I design the Pad accordingly. I would
never allow the PCB House to change Pad sizes, tracewidth or Stack-up
without prior notice and my written conformation. That’s one of the
important notes in my specification.

But you are correct that by just defining the drills to be OD without
taking care of the Pads can result in Problems.



BR

Gert





----------------------------------------

Absender ist HARTING KGaA; Marienwerderstraße 3, D-32339 Espelkamp;
Registergericht: Bad Oeynhausen; Register-Nr.: HRB 8809; Vorsitzender des
Aufsichtsrats: Dipl.-Kfm. Jörg Selchow; persönlich haftende Gesellschafter:
Dipl.-Kfm. Dr.-Ing. E.h. Dietmar Harting, Philip F.W. Harting, Maresa
Harting-Hertz; HARTING WiMa AG (Luxemburg) & Co. KG, HARTING Beteiligungs
GmbH & Co. KG; Generalbevollmächtigte Gesellschafterin: Dipl.-Hdl. Margrit
Harting



-----Ursprüngliche Nachricht-----

Von: Alexander Ippich [mailto:alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx
<alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx>]

Gesendet: Mittwoch, 6. Januar 2016 10:29

An: Havermann, Gert; SI

Cc: Alexander Ippich

Betreff: AW: [SI-LIST] AW: Re: AW: AW: Re: How to specify via hole sizes



Gert,



Agree with most of your statements. But wanted to state two additions /

modifications:



1) generating two drill files, one for outer diamteter (drilled hole size)
and one for inner diameter (finished hole size).

I would discourage this. As both files should show the same
x/y-coordinates, why have them twice? Typically the hole sizes are listed
in a table on the fab drawing. My recommendation would be to use only one
drill file and have both, ID and OD in the drill table on the fab drawing
where needed. For those tools, where it is not necessary, just state ID.
The same table would also show the diameter tolerances, making it very easy
for the PCB shop to understand your requirements.



2) definining OD to control capacitive load Please be aware, that (if not
explicitly forbidden) many PCB shops will adapt the antipad sizes to
optimize their process. The larger the antipads, the less risk for a
PWR/GND to via short. On the other hand, the smaller the antipads, the
larger the copper web inbetween the vias of an array component. Also, most
PCB shops control the feature sizes for signal layers but for PWR/GND
layers, very often it is only checked, that there are no copper residues /
shorts. So clerances tend to be larger than nominal.

So if you define the drill bit but don't take care about the antipad sizes
(in the finished board), this will not help.



Best regards,

alex



----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Alexander Ippich

Senior Signal Integrity Engineer

OEM Marketing Europe



Tel.:    +49 170 / 63 68 571

e-mail:  alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx



web:     www.isola-group.com







-----Ursprüngliche Nachricht-----

Von: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] Im Auftrag von Havermann, Gert

Gesendet: January 06, 2016 09:47 AM

An: 'SI'

Betreff: [SI-LIST] AW: Re: AW: AW: Re: How to specify via hole sizes



Happy new year everyone.

Back to the initial question I would like to add that there are very good
reasons to define the inner diameter, and that’s why this has become widely
accepted practice (unfortunately it isn't standardized, thus you have to
make shure to specify it in the fab notes). Press-Fit connections (aka
compliant pin, aka eye of a needle pin) need a tight tolerance inner
diameter of the via.

For impedance controlled vias I prefer to define the drillbit diameter as
this is important for the capacitive load of the via. When I have both in
the same design, then I create two separate drillfiles and drilltables and
define one to be ID and the other to be OD (same Documentation process as
for HDI). Every EDA tool can do this.



BR

Gert





----------------------------------------

Absender ist HARTING KGaA; Marienwerderstraße 3, D-32339 Espelkamp;

Registergericht: Bad Oeynhausen; Register-Nr.: HRB 8809; Vorsitzender des

Aufsichtsrats: Dipl.-Kfm. Jörg Selchow; persönlich haftende Gesellschafter:

Dipl.-Kfm. Dr.-Ing. E.h. Dietmar Harting, Philip F.W. Harting, Maresa
Harting-Hertz; HARTING WiMa AG (Luxemburg) & Co. KG, HARTING Beteiligungs
GmbH & Co. KG; Generalbevollmächtigte Gesellschafterin: Dipl.-Hdl. Margrit
Harting



-----Ursprüngliche Nachricht-----

Von: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] Im Auftrag von Lee Ritchey

Gesendet: Dienstag, 5. Januar 2016 18:11

An: alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx; 'Istvan Nagy'; saardrimer@xxxxxxxxx

Cc: 'SI'; 'Jeff Loyer'

Betreff: [SI-LIST] Re: AW: AW: Re: How to specify via hole sizes



My fabricators always add thieving to even out the plating in holes that
are close together and far apart.  I don't have problems with large
variations in plating thickness.



-----Original Message-----

From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] On Behalf Of Alexander Ippich

Sent: Monday, January 4, 2016 11:17 PM

To: Istvan Nagy <buenoshun@xxxxxxxxx>; Lee Ritchey <leeritchey@xxxxxxxxxxxxx>;
saardrimer@xxxxxxxxx

Cc: SI <si-list@xxxxxxxxxxxxx>; Jeff Loyer <jeff.loyer@xxxxxxxxxx>;
Alexander Ippich <alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx>

Subject: [SI-LIST] AW: AW: Re: How to specify via hole sizes



Hi Istvan,



Without knowing more about the particular process that European PCB shop
was using, it is very hard to tell, what exactly they did. They may have
used a double pass plating process, where the small vias got plated twice
and the larger vias plated only once (by drilling them between the 1st and
2nd plating step). But I would not understand why anyone would do this.



All PCB shops are driven by cost, cost, cost. So they try to use the most
cost effective process. Any additional process steps, longer plating
exposure times,... cost more money, so everybody tries to avoid them.



As explained in my original statement, it is most difficult to get the
copper in the small vias. The larger vias are easier (unless we talk about
a single, isolated small hole compared to a large number of bigger holes
that are very close together). So PCB shops will try to get enough copper
in the small holes (to satisfy OEM specs regarding Cu plating). This
typically automatically guarantees that enough copper is in the larger
holes.



One limitation are larger press fit holes with very tight tolerances. With
this approach, the plating in the larger holes may already exceed what is
acceptable for FHS minimum sizes. Because of this, it may be necessary to
use a special plating process that limits the plating into the larger
pressfit holes but still get enough copper in the small via holes.



But then again, after 20 years on the PCB manufacturing side, I can
definitively say, we always had less copper in small vias compared to large
PTHs.



Best regards,

alex



----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Alexander Ippich

Senior Signal Integrity Engineer

OEM Marketing Europe



Tel.:    +49 170 / 63 68 571

e-mail:  alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx



web:     www.isola-group.com







-----Ursprüngliche Nachricht-----

Von: Istvan Nagy [mailto:buenoshun@xxxxxxxxx ;<buenoshun@xxxxxxxxx>]

Gesendet: January 05, 2016 04:58 AM

An: Lee Ritchey; alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx; saardrimer@xxxxxxxxx

Cc: 'SI'; 'Jeff Loyer'

Betreff: Re: [SI-LIST] AW: Re: How to specify via hole sizes



Hi,



Several years ago I was working in Europe and with local PCB fabs. One of
them told me that data with the thinner hole more copper. I didn't
misunderstand it.

Today I asked my current Taiwanese fab and they said:

10mil-drill vias: copper thickness is 1.0mil, larger PTH holes: copper
thickness is 1.1mil.

Either the data was inaccurate (I doubt it) or their process is different.



Regards,

Istvan Nagy



-----Original Message-----

From: Lee Ritchey

Sent: Monday, January 04, 2016 9:00 AM

To: alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx ; buenoshun@xxxxxxxxx ;
saardrimer@xxxxxxxxx

Cc: 'SI' ; 'Jeff Loyer'

Subject: RE: [SI-LIST] AW: Re: How to specify via hole sizes



Well said!



-----Original Message-----

From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] On Behalf Of Alexander Ippich

Sent: Sunday, January 3, 2016 11:47 PM

To: buenoshun@xxxxxxxxx; saardrimer@xxxxxxxxx; Lee Ritchey <
leeritchey@xxxxxxxxxxxxx>

Cc: SI <si-list@xxxxxxxxxxxxx>; Jeff Loyer <jeff.loyer@xxxxxxxxxx>;
Alexander Ippich <alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx>

Subject: [SI-LIST] AW: Re: How to specify via hole sizes



Istvan,



This looks like some wrong information. Smaller vias are always getting
less copper plating than larger vias (in the same plating step). Think
about the electrical fields in a narrow tunnel that has metalized side
walls. You will get a much lower current density in the small vias, and as
a result less plating deposition. In addition, the exchange of the plating
fluid is worse in small vias.



Bottom line, if small and large vias are plated in the same step, PCB
manufacturers will adapt their plating process to get the minimum copper
requirement fulfilled for the small vias and you will see thicker copper in
the larger vias.



And as Lee already pointed out, there are some fabricators that have better
uniformity and some with worse uniformity. Design is already playing a role
(dense areas get less copper than isolated features) and there are ways to
optimize like thieving patterns.



But in general, if somebody is claiming more copper in small vias and less
copper in large vias, something is very very strange (unless you talk about
copper filling of vias).



Best regards,

alex



----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Alexander Ippich

Senior Signal Integrity Engineer

OEM Marketing Europe



Tel.:    +49 170 / 63 68 571

e-mail:  alexander.ippich@xxxxxxxxxxxxxxx



web:     www.isola-group.com









-----Ursprüngliche Nachricht-----

Von: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx
<si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] Im Auftrag von Istvan Nagy

Gesendet: December 30, 2015 10:46 PM

An: saardrimer@xxxxxxxxx; Lee Ritchey

Cc: SI; Jeff Loyer

Betreff: [SI-LIST] Re: How to specify via hole sizes



Different hole sizes get different amount of copper. One fab told me that
with their process the smallest via holes get 2mils on the walls, while the
larger holes get only 1mil.

Regards, Istvan Nagy, mobile



*** Sent from my BLU smartphone device *** On Dec 30, 2015 9:04 AM, Lee
Ritchey <leeritchey@xxxxxxxxxxxxx> wrote:



I always  specify drill size.  If there is a hole that requires a

finished hole size, I add 4 mils to get the drill size.  This allows a

minimum of 1 mil copper in the hole wall which is what most of require.

Works great!



-----Original Message-----

From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx

[mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx ;<si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx>] On
Behalf Of saar drimer

Sent: Tuesday, December 29, 2015 12:55 PM

To: buenoshun@xxxxxxxxx

Cc: SI <si-list@xxxxxxxxxxxxx>; Jeff Loyer <jeff.loyer@xxxxxxxxxx>

Subject: [SI-LIST] Re: How to specify via hole sizes



This is a great example where tools actively limit design creativity.

What possibly led to a situation where only specifying one dimension

is satisfactory? This isn't a manufacturing limitation.

It's worse when you want to do something more creative, like having

vias that have different ODs for each layer. I've done this for visual

reasons (using PCBmodE where vias are components), and I'm not sure

there's a legitimate functional reason to do that (is there?)



Cheers,

Saar.









On Tuesday, December 29, 2015, Istvan Nagy <buenoshun@xxxxxxxxx> wrote:



Jeff,

most fabs will manufacture to your ID or OD if you tell them which

one you want. The design tools like allegro and altium works best

wit OD, and you can only specify one or the other. Tools drill file

formats and drill tables only support one diameter per hole. For

designing better use OD as it helps the drc to make sure no pads

drilled away and no drill to xx clearances were violated. The wall

thickness depends on the fab and the hole size, an even the same fab

will give you different numbers each time.

i think the safest is to specify OD and use worst case thin for PI

while worst case thick wall for PTH component pins.

Regards, Istvan, mobile



*** Sent from my BLU smartphone device *** On Dec 29, 2015 11:15 AM,

Jeff Loyer <jeff.loyer@xxxxxxxxxx <javascript:;>>

wrote:



One thing that has bothered me forever is the ambiguity in

specifying via hole sizes.  To my mind, there are instances where

I might want to carefully specify either, or both of, the outer

and inner diameters

(O.D.,

I.D., respectively) of the via Ã¢â‚¬Å“column”.  But, that seems

difficult (if

not

impossible) to do with current common drill specifications (what a

“finished hole size” is seems to depend on context, some folks

enter the approximate drill size here).  Can folks tell me how

they ensure they get the correct diameters for the following cases:

1)      Signal integrity: I care about the O.D.  This is going to

be

(approximately) the size of actual drill used.



2)      Mounting holes: I care about the O.D.  This is going to be

(approximately) the size of actual drill used.



3)      Press Fit connectors: I care about the I.D.  This is the

actual drill size minus plating thickness.



4)      Power Integrity: I care about both, I want to know the

total

copper

connecting my layers.







What does your drill chart look like that ensures you get what you

need?

I’ve used Ã¢â‚¬Å“drill size” with some tolerance plus a

“finished hole size”

with

its tolerance, but that seems ambiguous.  At this point, I think

we need

to

specify a Ã¢â‚¬Å“hole diameter” with a corresponding tolerance, and

a plating thickness range.  While I would prefer to specify both O.D.

and I.D.,

each

with its corresponding tolerance, I’m told that folks in the

industry

won’t

know what I’m talking about if we do it that way.  What has

worked best

for

folks?







Also, if someone has a key contact within IPC that I should be

talking

to,

I welcome that information too (please send it to me only to limit

unwanted

distribution of anyone’s e-mail).







Thanks,



*Jeff Loyer*



Signal and Power Integrity Product Manager, Altium



------------------------------------------------------------------

To unsubscribe from si-list:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx <javascript:;> with 'unsubscribe' in

the

Subject field



or to administer your membership from a web page, go to:

//www.freelists.org/webpage/si-list



For help:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx <javascript:;> with 'help' in the

Subject

field





List forum  is accessible at:

               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list



List archives are viewable at:

//www.freelists.org/archives/si-list



Old (prior to June 6,

2-----------------------------------------------------------------

-

To unsubscribe from si-list:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field



or to administer your membership from a web page, go to:

//www.freelists.org/webpage/si-list



For help:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field





List forum  is accessible at:

               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list



List archives are viewable at:

//www.freelists.org/archives/si-list



Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:

  http://www.qsl.net/wb6tpu

------------------------------------------------------------------

To unsubscribe from si-list:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field



or to administer your membership from a web page, go to:

//www.freelists.org/webpage/si-list



For help:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field





List forum  is accessible at:

               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list



List archives are viewable at:

//www.freelists.org/archives/si-list



Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:

  http://www.qsl.net/wb6tpu







---

This email has been checked for viruses by Avast antivirus software.

https://www.avast.com/antivirus

------------------------------------------------------------------

To unsubscribe from si-list:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field



or to administer your membership from a web page, go to:

//www.freelists.org/webpage/si-list



For help:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field





List forum  is accessible at:

               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list



List archives are viewable at:

                //www.freelists.org/archives/si-list



Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:

                http://www.qsl.net/wb6tpu







------------------------------------------------------------------

To unsubscribe from si-list:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field



or to administer your membership from a web page, go to:

//www.freelists.org/webpage/si-list



For help:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field





List forum  is accessible at:

               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list



List archives are viewable at:

                //www.freelists.org/archives/si-list



Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:

                http://www.qsl.net/wb6tpu





------------------------------------------------------------------

To unsubscribe from si-list:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field



or to administer your membership from a web page, go to:

//www.freelists.org/webpage/si-list



For help:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field





List forum  is accessible at:

               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list



List archives are viewable at:

                //www.freelists.org/archives/si-list



Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:

                http://www.qsl.net/wb6tpu

------------------------------------------------------------------

To unsubscribe from si-list:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field



or to administer your membership from a web page, go to:

//www.freelists.org/webpage/si-list



For help:

si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field





List forum  is accessible at:

               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list



List archives are viewable at:

                                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:

                               http://www.qsl.net/wb6tpu

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: