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PCB-Designrichtlinie

Description

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Design für die Fertigung


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A. Einführung

Dieses Handbuch bietet einen Überblick über die Anforderungen an das Design for Manufacturability (DFM) und die Zuverlässigkeit für starre Mehrschichtplatinen.

Unter Herstellbarkeit versteht man die Praxis, Leiterplattenprodukte zu entwerfen, die nicht nur den Fähigkeiten des Baugruppenherstellungsprozesses des Kunden, sondern auch den Fähigkeiten des Leiterplattenherstellungsprozesses entsprechen. Zu den Vorteilen des Designs für die Herstellbarkeit gehören:

Höhere Qualität

Reduzierte Vorlaufzeiten

Geringere Arbeits- und Materialkosten

Höhere First-Pass-Erträge

Minimierte Umweltbelastung

Um diese Vorteile zu erzielen, wurde dieses Handbuch entwickelt, um es einem Leiterplattenentwickler zu ermöglichen, die wichtigsten Kostentreiber im Zusammenhang mit der Herstellung unbestückter Leiterplatten zu verstehen. Die Kostentreiber sind:

Rohes Laminat – sowohl Plattenverwendung als auch Materialauswahl

Komplexitätsfaktoren (Komponente/Designtechnologie)

Gesamtzahl der Löcher

Goldanforderungen

Anforderungen an die Lötmaske

Elektrische Prüfparameter

Ertrag

Minimierte Umweltbelastung. Auswahl der Rohstoffe 

Materialauswahl und Panelnutzung

Zielsetzung

In diesem Abschnitt werden Richtlinien für die Auswahl von Materialien für Mehrschichtplatinen kommuniziert, die nicht nur den Leistungsmerkmalen der Kunden entsprechen, sondern auch Herstellbarkeitsprobleme wie Biegung, Verdrehung und Fehlausrichtung minimieren.

Rohlaminat ist der größte Kostenfaktor bei einer mehrschichtigen Platte. Die Optimierung der Konstruktion auf der Grundlage von Standard-Grundmaterialien und die Erzielung einer maximalen Materialausnutzung basierend auf der nutzbaren Fläche, die bei Standardplattengrößen verfügbar ist, können erhebliche positive Auswirkungen auf die Preise und Lieferungen von Mehrschichtplatten haben.

Bei der Angabe der Dielektrikumsdicke, wie sie beispielsweise aus Impedanzgründen erforderlich ist, sollte diese Dimension aus den bei Merix erhältlichen Basislaminaten oder Prepreg-Dicken ausgewählt werden. Auf Seite B-3 dieses Handbuchs sind mehrschichtige Materialien mit einer Dicke von 0,005 Zoll bis 0,042 Zoll aufgeführt. Bestimmte Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und die fortschreitende Verdichtung der Schaltkreise von Mehrschichtplatinen machen die Verfügbarkeit dünner Laminate von 0,004 Zoll oder weniger erforderlich. Diese dünnen (auch ultradünnen) Laminate sind nur mit einer einzigen Lage Glasgewebe erhältlich.

Die Forderung nach alternativen Materialien sollte den Designer nicht davon abhalten, Anfragen zu stellen. In Verbindung mit kontinuierlichen Entwicklungsbemühungen bei Merix können häufig alternative und kostengünstige Optionen bereitgestellt werden.





Die Merix Corporation engagiert sich für eine umweltbewusste Fertigung (ECM) und ermutigt ihre Kunden, wann immer möglich Designs und Prozesse zu verwenden, die weniger Verschwendung verursachen. Beispielsweise führt die Verwendung des geringsten Kupfergewichts (0,5 Unzen) zum geringsten Einsatz von Chemikalien und zur geringsten Entstehung von Abfallnebenprodukten. Die Wahl des Lötstopplacks beeinflusst die Menge und Toxizität des verwendeten und emittierten Lösungsmittels. Die Wahl von Anlaufschutz anstelle von Hot Air Solder Leveling (HASL) reduziert den Bleiverbrauch und die Emission von Flussmitteln und Fixieröl. ECM-Prozesse sind in diesem Handbuch mit dem Symbol ‡ gekennzeichnet.

Materialeigenschaften

KERNKONSTRUKTION

FR-4, E-glasverstärktes*, bifunktionelles oder tetrafunktionelles Epoxidharz.

Megtron, E-glasverstärkt*, Epoxid-/Polyphenylenoxidharz.


MATERIALEIGENSCHAFTEN 


WERTE


 FR-4

Megtron

ELEKTRISCH



Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz

 4,3 – 4,9**

3,5 – 4,2**

Verlustfaktor bei 1 MHz

.017-.021**

.010-.015**

Durchschlagsfestigkeit V/mi

750

1100

Oberflächenwiderstand Ω

1012

1010

Volumenwiderstand Ω cm

1013

1012

 



THERMAL



Glasübergangstemperatur (°C)

140

180

Z-Achsen-Erweiterung % (1)

 5.5

4.5




PHYSISCH                                             



WAK X/Y PPM

16/16

13/13

Feuchtigkeitsaufnahme %

 0,05 – 0,10

 0,80

Entflammbarkeit – UL

VO

VO



* Informationen zu Glasstilen finden Sie im folgenden Prepreg-Abschnitt

** Werte stehen in direktem Zusammenhang mit dem Glas-zu-Harz-Verhältnis.

 (1) Dies ist die Z-Achsen-Ausdehnung des Harzmaterials von 25∞C bis 275∞C. Als Referenz beträgt die Kupferausdehnung auf der Z-Achse 0,5 %.

FR-4-Basismaterial und -Dicke


 


Oben finden Sie eine Auflistung der am häufigsten verwendeten FR-4-Materialien für Mehrschichtplatinen. Die Dicke der GETEKÆ- und Megtron-Materialien ist ähnlich. Andere Kernmaterialien und Kupferstärken sind verfügbar. Für spezifische Daten wenden Sie sich bitte an den Anwendungstechniker oder Account Manager von Merix. 


FR-4-Prepreg-Bezeichnung und -Dicke

Prepreg oder „B-Stage“ ist das Verbindungsmaterial, das beim Aufbau von Mehrschichtplatten verwendet wird. Merix verwendet derzeit fünf Prepreg-Typen mit den Glasstilen 106, 1080, 2116, 1500 und 7628.   

Die Prepreg-Eigenschaften (nach vollständiger Aushärtung) sind identisch mit denen, die für Basismaterialien auf Seite B-2 aufgeführt sind.

Aufgrund verschiedener Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl der Lagen und/oder der Prepreg-Typen, die zwischen den Schichten einer Platine verwendet werden können, müssen bestimmte Anwendungen mit der Anwendungstechnik von Merix besprochen werden. 


 




Dicken von GETEK® und Megtron-Prepregs sind ähnlich. Für spezifische Daten wenden Sie sich bitte an den Anwendungstechniker oder Account Manager von Merix. 



Kupferbeschichtete Materialien


Typ: Galvanisiertes Kupfer, Trommelseite nach außen, Hochtemperaturdehnung.

Das kupferkaschierte FR-4-Material wird herkömmlicherweise durch sein Unzengewicht pro Fuß2 angegeben.

                          Nenndicke: 0,25 Unzen. = 0,0035 Zoll (8,75 μm) ‡

      0,5 Unzen. = 0,007 Zoll (17,5 μm)

                                                           1,0 Unzen = 0,0014 Zoll (35 μm)

                                                           2,0 Unzen = 0,0028 Zoll (70 μm) 

Wenn die aktuelle Tragfähigkeit dies zulässt, muss die Spezifikation von 0,5 Unzen Kupfer angegeben werden

in jedem Fall berücksichtigt.* Die Vorteile sind:

Reduzierte Maßabweichung der geätzten Merkmale. 

Höhere Impedanz bei gegebener Leitungsbreite, geringere Impedanzschwankung.

Dünnere Dielektrikumsdicke bei gegebener Impedanz, was zu einer dünneren Platine führt.

Reduzierung der Kupferabfallerzeugung und des Recyclingaufwands um 50 %. Reduzierte Umweltbelastung‡.




* Äußere Schichten werden mit zusätzlichem Kupfer auf eine Gesamtdicke von mindestens 0,0014 Zoll (1 Unze) galvanisiert.

Widerstand von Kupfer

Bei der Gestaltung feinerer Leitungen wird der verteilte Widerstand von Kupfer immer wichtiger. Die Formel zur Berechnung des spezifischen Widerstands in Kupferleiterbahnen ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

                 R = (0,679 x 10-6 Ohm/Zoll) / (Breite x Dicke Zoll x Länge)

Beispiel: Bei feinen Liniendesigns mit 0,5 oz. Kupfer, eine 0,005-Zoll-Leiterbahn, 5 Zoll lang, der spezifische Widerstand beträgt:


 (.679 x 10-6) / ((5 x 0,7 x 106)) x 5 = 0,97 Ω




Aktuelle Belastbarkeit von Kupfer

Die Diagramme dienen als Referenz für die Strombelastbarkeit interner Schichten bei üblicher Kupferdicke und verschiedenen Temperaturanstiegen über der Umgebungstemperatur. Die Stromtragfähigkeit der Außenschichten beträgt etwa das Doppelte der für Innenschichten angegebenen.


 

Detaillierte Daten zu Linienbreiten und Abstandsanforderungen finden Sie in IPC-D-275 oder MIL-STD-275.

Panelgrößen und nutzbare Fläche

Es gibt drei bevorzugte Panelgrößen: 16 x 18 Zoll, 18 x 24 Zoll und 21 x 24 Zoll. Eine größere Plattengröße bietet die effektivsten Kosten pro verarbeiteter Flächeneinheit. Für spezielle Anwendungen stehen weitere Plattengrößen zur Verfügung.  

Hinweis: Die Verarbeitung von GETEK ® Das Material ist derzeit auf eine Plattengröße von 18 x 24 Zoll beschränkt.

Die effektivste Materialausnutzung wird erreicht, wenn die fertigen Umrisse von Brettern oder Bretterreihen so effizient wie möglich in den nutzbaren Bereich des Paneels passen‡ (siehe Seite B-9). Kundentestgutscheine müssen innerhalb der nutzbaren Fläche liegen.

Wenn das gesamte Panel an den Kunden versandt wird, kann der Kunde darüber verhandeln, dass sich Positionierungslöcher und/oder abbrechbare Laschen für den Einbau oder die Oberflächenmontage von Geräten außerhalb des nutzbaren Bereichs befinden. Dies geschieht üblicherweise über den Tab-Routing-Prozess (siehe Seite C-22). 

Durch den Einsatz des Scoring-Verfahrens kann die Materialausnutzung gesteigert werden. Bei diesem Verfahren werden Nuten auf gegenüberliegenden Seiten des Paneels zwischen den Brettern angebracht, um die Bretter vom Paneel zu trennen. Da die Bretter aneinander gestoßen werden können, wodurch Platz für die Fräspfade entfällt, können mehr Bretter auf dem Panel platziert werden. Dieser Prozess ermöglicht auch den Versand des gesamten Panels an den Kunden (siehe Seite C-23). 

Mehrschichtige Nutzflächendiagramme

 

Empfehlung für mehrschichtiges Layup

Sofern das Kundendesign nichts anderes vorschreibt, ist die Folienkaschierung die von Merix gewählte Methode. Es handelt sich um das kosteneffektivste Herstellungsverfahren, bei dem die Gefahr von Verbiegungen und Verdrehungen minimiert wird.


 

Beispiel einer Folienkaschierung (4 Schichten)



Mehrschichtiger Aufbau

Entwerfen Sie Mehrschichtplatinen mit einer geraden Anzahl von Schichten.

Wenn Sie die Dicke des Dielektrikums angeben, was beispielsweise aus Impedanzgründen erforderlich sein kann, sollten die Abmessungen aus den bei Merix erhältlichen Kern- oder Prepreg-Dicken ausgewählt werden (siehe Seiten B-3 und B-4).

Die Dicke des aus Prepregs bestehenden Dielektrikums hängt von der Art oder der Kombination verschiedener Arten dieser Materialien ab. Merix berät Sie darüber, welche Prepreg-Kombination geeignet ist und welche Abmessungen und Toleranzen erreichbar sind.

Wenn möglich, ist es vorteilhaft, spezielle dielektrische Anforderungen mit Merix bereits in der Entwurfsphase zu besprechen. Dadurch bleibt bei Bedarf Zeit für die Materialbeschaffung. Außerdem können Herstellungsprobleme angegangen werden, solange noch die Möglichkeit besteht, Änderungen vorzunehmen.

Hinweis: Die Dicke ist nicht der einzige Indikator für die Materialkosten. Andere Faktoren wie die Anzahl der verwendeten Lagen, der Materialtyp, die Dickentoleranz oder die Nachfrage nach diesem Material können die Kosten beeinflussen. Wenn keine spezifischen Dielektrikumsdicken erforderlich sind, überlassen Sie die Materialauswahl am besten Merix. Es werden Materialien verwendet, die den Industriestandards entsprechen, die niedrigsten Kosten haben und die effektivsten Herstellungsmethoden ermöglichen. 

3. Die Beibehaltung einer ausgewogenen Anordnung im Verhältnis zum Z-Achsen-Mittelwert des Boards gewährleistet ein Minimum an Biegung und Verdrehung. Dieser Saldo beinhaltet Folgendes:

Dielektrische Schichtdicke

Kupferschichtdicke und ihre Verteilung

Lage der Schaltungs- und Ebenenschichten

 


Eine höhere Anzahl an Schichten bedeutet normalerweise eine größere Anzahl an ebenen Schichten. Die Ebenen müssen um die Z-Achsen-Mittellinie des Aufbaus herum ausbalanciert sein und idealerweise innerhalb des Boards liegen.

Wenn anerkannte Multilayer-Designregeln eingehalten werden, erfüllen die Platinen eine maximal zulässige Biege- und Verdrehungsspezifikation von 0,010 Zoll pro Zoll (1 %) oder besser.

4. Schaltkreis der äußeren Schicht

Die Schaltungsfläche und die Verteilung zwischen Vorder- und Rückseite der Platine sollten möglichst ausgeglichen sein.

Ein Plattierdiebstahl bei geringer Musterdichte auf der Außenebene sollte in Betracht gezogen werden. 

5. Dickentoleranz

Mit zunehmender Gesamtdicke einer Mehrschichtplatte sollte auch die Dickentoleranz zunehmen. Eine gute Regel ist die Angabe einer Toleranz von +/- 10 % der Gesamtdicke. 

Geben Sie immer an, wo die Dickenmessung erfolgen soll. Beispiele könnten sein: Glas an Glas an Schienenführungen, über Goldkontakten, über Lötstopplack usw. 

Bei der Berechnung der möglichen Plattendicke müssen bestimmte Gestaltungsmerkmale berücksichtigt werden. Ein Beispiel wäre: Wurden die ebenen Schichten unter den Goldkontakten hervorgezogen? Addieren Sie in diesem Fall nicht die Kupferdicke der Ebenen zur Platinendicke, wenn diese über die Kontakte hinweg gemessen wird.

HINWEIS: Der Beitrag, den die Kupferdicke der Signal- und Ebenenschichten zur Dicke der Platine leistet, hängt von der Breite und Dichte der Signalleitungen und der offenen Fläche der Ebenen ab. Eine isolierte 0,006-Zoll-Linie kann sich vollständig in das Prepreg einbetten und keinen Beitrag zur Dicke der Platte leisten. Sprechen Sie mit Merix, wenn die Gesamtdicke von entscheidender Bedeutung ist. Die erforderliche Gesamtdickentoleranz basiert in erster Linie auf statistischen Materialmessdaten. Bei ± 10 % handelt es sich um eine allgemeine Empfehlung. Abhängig von der mehrschichtigen Schichtstruktur und den verwendeten Materialien ist oft eine engere Toleranz erreichbar. Eine solche Anforderung muss mit Merix besprochen werden, um einen angemessenen Schwerpunkt zu finden.

Fertigungszeichnung

Der Designer muss die kritischen Merkmale des Designs spezifizieren, z. B. die Dicke der fertigen Platine, den minimalen dielektrischen Abstand, die Anzahl der Schichten und alle elektrischen Leistungsmerkmale, die für die Herstellung der Platine entscheidend sind, z. B. Impedanzanforderungen, in der Fertigungszeichnung. Dem Hersteller sollte der größtmögliche Spielraum gelassen werden, den das Design zulässt. 

KLASSIFIZIERUNG DES KOMPLEXITÄTSFAKTORS

Zielsetzung 

Vermittlung von Regeln und Richtlinien für das Design von Leiterplatten mit hoher Dichte unter Verwendung der „Komplexitätsfaktormatrix“, um eine optimale Herstellbarkeit sicherzustellen. 

Mit der „Komplexitätsfaktormatrix“ können Leiterplattendesigner die Auswirkungen der Schlüsselmerkmale einer Leiterplatte auf die Herstellung beurteilen. Durch das Verständnis der Matrix sowie der Regeln und Richtlinien kann man die Platinenausbeute verbessern, was sich letztendlich auf Qualität, Lieferung, Preis und Umweltauswirkungen auswirkt. 

Diese Parameter werden von Merix bevorzugt. Andere können in Betracht gezogen werden, können jedoch zu geringeren Erträgen und höheren Plattenpreisen führen.

Einführung

Alle neuen Teile werden entweder beim ersten Bau oder bei jeder Änderung der Teilenummer auf die angegebenen Fertigungskapazitäten überprüft.

Die Gruppe „Technischer Support/Anwendungstechnik“ bewertet wichtige Designmerkmale, um festzustellen, welchen Grad an Komplexität ein bestimmtes Platinendesign darstellt.

Die „Komplexitätsfaktormatrix“ wurde als Hilfsmittel zur Klassifizierung von Teilen entwickelt. Die Matrix ist so strukturiert, dass auf der linken Seite die Leiterplattenmerkmale, auf der Oberseite die betroffenen Fertigungsbereiche und auf der rechten Seite die für diese Merkmale zulässigen Toleranzen aufgeführt sind.

Anhand der Matrix lässt sich zunächst abschätzen, welchen Einfluss die Eigenschaften eines Designs auf die Fertigungsbereiche und letztendlich auf den Preis der Leiterplatte haben.

Im Folgenden finden Sie Definitionen der vier Hauptkomplexitätsebenen.

Platinen-Herstellbarkeitsniveaus

Diese Werte spiegeln die fortschreitende Weiterentwicklung von Design, Werkzeugen, Materialien und Verarbeitung und damit die fortschreitende Steigerung der Herstellungskosten wider. Diese Ebenen sind:

Klasse 1: Allgemeine Designkomplexität. Komponenten werden normalerweise im 0,100-Zoll-Raster platziert. Vorgesehene Leiterbahnbreite und -abstand: 0,007 Zoll oder mehr.

Klasse 2: Mittlere oder normale Designkomplexität. Komponenten im 0,050-Zoll-Raster platziert. Maximal zwei Leiterbahnen zwischen IC-Anschlüssen. Vorgesehene Leiterbahnbreite und -abstand: 0,005 bis 0,006 Zoll. 

Klasse 3 Hohe Designkomplexität (Oberflächenmontage-Pads mit einem Abstand von 0,020 Zoll). Komponenten werden in einem Raster von 0,050 Zoll platziert, mit Leiterbahnen und Abständen von 0,003 bis 0,004 Zoll. Für diese Klasse sind möglicherweise spezielle Handhabungs- oder Prozesskontrollen erforderlich.                 

Klasse 4 Diese Teile liegen außerhalb unserer angegebenen Fertigungsmöglichkeiten. Es wird ein Kostenvoranschlag und eine Zusage für die Produktion abgegeben, sobald dedizierte technische Ressourcen für die Herstellung dieses Teils verantwortlich gemacht werden. Die Absicht besteht darin, Teile, die auf dem neuesten Stand unserer Fertigungskapazitäten sind, durch eine progressive Reihe von Builds zu verwalten. Mit zunehmender Erfahrung ist das Endziel eine Freigabe für Volumenaufbauten mit vorhersehbaren Erträgen und der Garantie, dass Kundenbedürfnisse und Merix-Verpflichtungen erfüllt werden können. 

Komplexitätsfaktorenmatrix

Juni 1999

 


Taste:

INN – Innere Schicht PLA – Beschichtung GE – Größer als oder gleich 

DRI – Bohren SM – Lötstopplack LT – Weniger als

LAM –– ML Laminierung FIN – Endbearbeitung (Profilierung) LE –– Kleiner oder gleich

OUT –– Äußere Schicht GT – Größer als EQ –– Gleich


Hinweis: Alle Maße sind in Zoll angegeben. SPUR- UND RAUMBREITE (Forts.)

RICHTLINIEN

Bevorzugte Pad-Konstruktion für Oberflächenmontagetechnologie der Klasse 2 6/6

Empfehlungen für eine Leiterbahn durch 0,050 Zoll große zentrierte Pads lauten wie folgt:

Pad-Durchmesser 0,031 Zoll

Lochbeschreibung 0,018 + 0,000/-0,018 Zoll; bevorzugter Bohrerdurchmesser 0,018 Zoll

Spurbreite 0,006 Zoll/Zwischenraumbreite 0,006 Zoll

Diese Designs erfordern eine 0,5‡-Unzen-Außenschicht aus Kupferfolie für Multilayer. Lötstopplack wird gegenüber blankem Kupfer bevorzugt. Siehe Einschränkungen Seite C-8.  

 


Abbildung 2 BEVORZUGTE PAD-KONSTRUKTION FÜR 6/6-TECHNOLOGIE

SPUREN- UND RAUMBREITE (Forts.)

RICHTLINIEN

Bevorzugte Pad-Konstruktion für Oberflächenmontagetechnologie der Klasse 3 5/5


 Empfehlungen für zwei Leiterbahnen zwischen 0,050 Zoll zentrierten Pads lauten wie folgt:

Pad-Durchmesser 0,025 Zoll

Lochbeschriftung 0,016 +0,000/-0,016 Zoll; Der bevorzugte Bohrerdurchmesser beträgt 0,0145 Zoll

Spurbreite 0,005 Zoll/Zwischenraumbreite 0,005 Zoll.

Diese Designs erfordern eine 0,5‡-Unzen-Außenschicht aus Kupferfolie für Multilayer. Lötstopplack wird gegenüber blankem Kupfer bevorzugt. Siehe Einschränkungen Seite C-8.


 


Abbildung 3 BEVORZUGTE PAD-KONSTRUKTION FÜR 5/5-TECHNOLOGIE

SPUREN- UND RAUMBREITE (Forts.)

RICHTLINIEN

Bevorzugte Pad-Konstruktion für Oberflächenmontagetechnologie der Klasse 3 4/4

Empfehlungen für drei Leiterbahnen zwischen 0,050 Zoll zentrierten Pads lauten wie folgt:

Pad-Durchmesser 0,022 Zoll

Lochbeschreibung 0,012 + 0,000/-0,012 Zoll; bevorzugter Bohrerdurchmesser 0,012 Zoll

Spurbreite 0,004 Zoll/Zwischenraumbreite 0,004 Zoll

Diese Designs erfordern eine 0,5‡-Unzen-Außenschicht und eine Innenschicht-Kupferkonstruktion für Multilayer. Vorzugsweise wird eine Lötmaske gegenüber blankem Kupfer verwendet. Siehe Einschränkungen Seite C-8.


 


Figur 4

BEVORZUGTE PAD-KONSTRUKTION FÜR 4/4-TECHNOLOGIE

SPUREN- UND RAUMBREITE (Forts.)

EINSCHRÄNKUNGEN

Die Spurbreite ändert sich hauptsächlich aufgrund vorhersehbarer Verluste während des Ätzprozesses. Das folgende Diagramm zeigt eine Querschnittsansicht der inneren und äußeren Schichtspur nach dem Ätzen.

Während des Ätzvorgangs trägt das Ätzmittel aufgrund der Aufprallkräfte Kupfer nach unten und seitlich ab. Der Zinn-Ätzresist bei den Außenschichten und der Trockenfilm-Ätzresist bei den Innenschichten stellen die ursprüngliche Linienbreite her, können jedoch eine eventuelle Unterschreitung dieser Grenze nicht verhindern. Für die äußere Schicht beträgt das effektive Verhältnis von vertikaler zu seitlicher Ätzung aufgrund des zusätzlichen galvanisierten Kupfers ungefähr 1:1. Für innere Schichten beträgt das Ätzverhältnis etwa 2:1. Dies führt zu Trace-Profilen, wie sie in den folgenden Diagrammen dargestellt sind.  

Das Gewicht der Kupferkaschierung ist der wichtigste Faktor bei der Steuerung der Leiterbahnbreite. Durch die Verwendung von 0,5 Unzen Kupferplattierung‡ verringert sich die Gesamtdicke des geätzten Kupfers und dadurch die seitliche Ätzung.

Die Spurbreite wird hauptsächlich durch die geplottete Spurbreite auf dem Bildmaterial gesteuert. Der Ätzvorgang verursacht keine wesentliche Änderung der Basislinienbreite (Linienfuß). Der obere Teil der Linie ist jedoch reduziert. Dies ist für elektrische Leistungsmerkmale wie die Impedanz von Bedeutung, da dadurch die Querschnittsfläche und die effektive (durchschnittliche) Breite der Leitung verringert werden (siehe folgende Seite).

 

 

Ätzfaktor


Während das Kupfer in vertikaler Richtung geätzt wird, reduziert die seitliche Ätzung die Oberseite der Leiterbahn, wie unten dargestellt (A). Das Nennmaß des Fußes der Spur (B) bleibt repräsentativ für die aufgezeichnete Spurbreite.


 


 

 

Hinweis: Zur Mittelwertbildung werden die Geometrien der Linie als trapezförmig betrachtet.


Wenn die Breite und der Abstand der Leiterbahnen abnehmen, insbesondere unter dem Schwellenwert von 0,005/0,005 Zoll, wird es wichtig, dass 0,5 Unzen Kupfer ‡ verwendet werden. Dickeres Kupfer erhöht nicht nur die Toleranz und Schwankung der Leiterbahnbreite, sondern erhöht auch die Bedenken hinsichtlich der Entfernung des gesamten Kupfers zwischen sehr engen Räumen.

Toleranz des plattierten fertigen Lochs

Die fertig plattierte Lochtoleranz, wie in der Zeichnung angegeben.

REGELN ZUR VERMEIDUNG VON KLASSE 4:

Nicht enger als +/- 0,002 Zoll auf der fertig plattierten Lochgröße (Komplexitätsfaktor 3). Sowohl die fertige Lochgröße als auch die Toleranz werden zu einem Problem, wenn gemischte Technologie (Designs mit sowohl Oberflächenmontage- als auch Durchgangslochtechnologie) auf Platinen mit Heißluftlötnivellierung verwendet wird. Löcher, die mit einem Bohrer von weniger als 0,024 Zoll gebohrt werden, können durch Lot verstopft werden.   

EINSCHRÄNKUNGEN

Möglichkeit zur Kontrolle von Additivtoleranzen, die beim Bohren, Verkupfern und Heißluft-Lötnivellieren auftreten.



UNBESCHICHTETE FERTIGE LOCHDURCHMESSER-TOLERANZEN


 


Unplattierte Bohrungsschlitzgrößentoleranz

Während des Bohrvorgangs entsteht eine Schlitzstruktur. Eine Reihe überlappender Löcher wird so gebohrt, dass ein Schlitz mit variabler Länge und Breite entsteht. Diese Techniken sind auf primäre oder sekundäre Bohrvorgänge anwendbar. Die Schlitzlänge wird durch das NC-Programm gesteuert und die Schlitzbreite wird durch den Bohrerdurchmesser bestimmt.


Toleranzen für Länge und Breite des Schlitzes

                                              

 



Positionstoleranz

Alle in der Primärsequenz gebohrten Löcher werden innerhalb von 0,006 Zoll diametraler wahrer Position liegen. Die Lochpositionstoleranz für die Löcher, die bei einem sekundären Bohrvorgang gebohrt werden, beträgt 0,014 Zoll wahre Position, bezogen auf einen primären Lochbezug.


EINSCHRÄNKUNGEN

Sekundäres Bohren durch plattierte Oberflächenmerkmale erzeugt Grate und führt zu übermäßiger manueller Nachbearbeitung.

Minimaler und maximaler Bohrerdurchmesser

Der minimale Bohrerdurchmesser ist der kleinste spezifizierte oder auf Kundenwunsch ausgewählte Bohrerdurchmesser. Die mit dem Bohren verbundenen Kosten können der zweitgrößte Kostenfaktor einer Leiterplatte sein. Die Anzahl der Bohrtreffer, die Stapelhöhe und die Anzahl der ausgewählten unterschiedlichen Bohrer sind entscheidende Komponenten des Bohrens. Die Anzahl der Bretter, die in einem Durchgang gebohrt werden können (Stapelhöhe), wird durch den Mindestbohrdurchmesser, die Ausrichtungstoleranzen und die Brettdicke bestimmt.

REGELN ZUR VERMEIDUNG VON KLASSE 4:

Bohrer mit einem Durchmesser von mindestens 0,008 Zoll (für eine fertig plattierte Lochtoleranz von +0,000-0,008 Zoll*). Bei der Auswahl der Mindestbohrgröße muss das Seitenverhältnis berücksichtigt werden. Siehe Seite C19.

Die maximale Lochgröße beträgt 0,266 Zoll. Löcher mit einer Größe von 0,153 oder größer erfordern eine Pilotbohrung.

EINSCHRÄNKUNGEN

Der minimale Bohrerdurchmesser wird durch unsere Beschichtungsfähigkeit bestimmt. Siehe Seitenverhältnis Seite C-19. 















* Durchgangslöcher mit einem Bohrdurchmesser von <0,021 werden nach HASL wahrscheinlich verschlossen bleiben. Keine Minustoleranz angegeben.

Bohrerauswahl

Die verfügbaren Bohrergrößen sind unten aufgeführt. Für mit Kupfer plattierte und mit Heißluft ausgerichtete Löcher wird eine Bohrergröße gewählt, die 0,005 Zoll bis 0,006 Zoll größer ist als die angegebene Nenngröße des fertigen Lochs. Für die Löcher, die nur eine Kupferbeschichtung und eine organische Beschichtung und kein Heißluftlot erhalten, wird eine Bohrergröße gewählt, die 0,003 bis 0,004 Zoll größer ist als die angegebene Nenngröße des fertigen Lochs. 

 

Ringförmiger Ring

Die Differenz zwischen dem Bohrerdurchmesser und dem entsprechenden Durchmesser des Schaltkreispads, gemessen auf der Mastervorlage, dividiert durch 2.  

 

REGELN ZUR VERMEIDUNG VON KLASSE 4:

Die Pads auf allen Schaltungsgrafiken müssen 0,008 (2 x 0,004) Zoll größer sein als das Bohrloch, um sicherzustellen, dass der Ring am fertigen Produkt mindestens 0,001 Zoll beträgt. In diesem Fall verläuft die Wand des Bohrlochs tangential zur Kante des Schaltkreispads. Siehe Diagramm unten. Die Beschichtung in der Lochwand (normalerweise 0,001 Zoll) wird in die Abmessung des fertigen Produkts einbezogen. Jede Ringanforderung, die größer ist oder die Beschichtung in der Lochwand ausschließt, erfordert ein größeres Schaltpad und/oder eine kleinere Bohrergröße. 

   

EINSCHRÄNKUNGEN

Materialstabilität bei der Verarbeitung, insbesondere Mehrschichtkaschierung, Fotowerkzeugstabilität und Bohrgenauigkeit.

Tropfenförmige Pads

Dieser Prozess dient dazu, zusätzliches Metall an der kritischen Verbindung zwischen einem Pad und einem Lauf bereitzustellen. Wenn ein Auftrag gebohrt wird und es zu einer Fehlausrichtung kommt, wurde die Theorie aufgestellt, dass ein langfristiges Zuverlässigkeitsproblem auftreten kann, wenn die Fehlausrichtung an der Verbindungsstelle zwischen Pad und Leiterbahn auftritt. Das Hinzufügen von Metall an dieser Stelle trägt dazu bei, dass eine angemessene Verbindung hergestellt und aufrechterhalten wird. 

Beim Tear-Drop-Verfahren werden Sekundärpads an der Verbindungsstelle eines vorhandenen (Primär-)Pads und einer Leitungsstrecke hinzugefügt. Diese sekundären Pads sind 0,002 Zoll kleiner als die primären Pads und die Mitte ist 0,003 Zoll von der Mitte des primären Pads entfernt.

Dieser Werkzeugprozess wird unter Verwendung der IPC-Standards für das Tropfenschneiden durchgeführt und hat sich als äußerst zuverlässig und effektiv erwiesen.



TRÄNEN-TROPFEN-ILLUSTRATION



 



Abstandspolster

Auf Masse- und Stromversorgungsebenen sind die Abstandspads die kupferfreien Innenschichtbereiche, die die fertigen Lochdurchmesser umgeben. Sie wird berechnet, indem die Differenz zwischen dem angegebenen Bohrerdurchmesser und dem entsprechenden Abstandspolsterdurchmesser, gemessen auf dem Master-Bild, gemessen und durch 2 dividiert wird.

 

REGELN ZUR VERMEIDUNG VON KLASSE 4:

Um einen Mindestabstand von 0,005 Zoll zwischen dem plattierten Loch und der Kante des Abstandspolsters zu gewährleisten, muss auf dem Bildmaterial ein Abstandspolster vorgesehen werden, das 0,020 (2 x 0,010) Zoll größer als das gebohrte Loch ist. Einzelheiten finden Sie im IPC-D-949 Design Standard für starre mehrschichtige Leiterplatten.

Wenn bei der Konstruktion der ebenen Schicht Kupferstreifen zwischen den Abstandspads verbleiben, ist ein Mindestabstand von 0,004 Zoll zwischen den Abstandspads erforderlich, um Kurzschlüsse aufgrund des Anhebens und erneuten Ablagerns des Widerstands zu vermeiden. (Erneut gemessen am geplotteten Master-Kunstwerk.)

 

                   


EINSCHRÄNKUNGEN

Materialstabilität während der Verarbeitung, z. B. mehrschichtige Laminierung; Stabilität des Fotowerkzeugs; und Bohrgenauigkeit.

Spannen von unbeschichteten Löchern

Für eine verbesserte Positionsgenauigkeit von nicht plattierten Löchern ist es vorzuziehen, diese während der ersten Bohrvorbereitung für plattierte Durchgangslöcher zu bohren. Um zu vermeiden, dass Ätzschutz in diese Löcher eindringt, ist es erforderlich, dass die nicht plattierten Löcher während des Bildgebungsprozesses der Außenschicht mit einem Trockenfilm abgedeckt werden, der den Lochrand mindestens 0,005 Zoll überlappt. Vor dem Ätzvorgang wird dieses Zelt entfernt. Dies ermöglicht die Entfernung von Kupfer von den Lochwänden während des anschließenden Ätzprozesses. Der Designer muss diese Richtlinien befolgen:

Maximaler Lochdurchmesser für das Zelt = 0,200 Zoll

Erforderliche Mindestüberlappung um das nicht plattierte Loch = 0,005 Zoll Radius größer als das Loch.

 

Zusammenfassung der Loch-zu-Pad-Beziehungen

Das Verhältnis zwischen der fertigen Lochgröße und den in einem Design verwendeten Padgrößen ist entscheidend für die Herstellbarkeit und Zuverlässigkeit einer Leiterplatte. Um das Verständnis dieser Beziehung zu erleichtern, finden Sie auf den vorherigen Seiten eine Zusammenfassung der Informationen.

REGELN ZUR VERMEIDUNG VON KLASSE 4:

Keine Leiterplatten mit einem Ringdurchmesser von weniger als 0,004 Zoll (0,008 Zoll größer als der Bohrdurchmesser), es sei denn, ein Pad-Ausbruch ist zulässig. Wenn ein Ringdurchmesser von weniger als 0,005 Zoll erforderlich ist, werden tropfenförmige Pads empfohlen.

Keine Abstandspolster auf ebenen Schichten mit einem Ringdurchmesser von weniger als 0,010 Zoll (0,020 Zoll größer als der Bohrerdurchmesser).

RICHTLINIEN: (Siehe Abbildung unten)

Die Bohrergröße für plattierte Löcher ist 0,005 Zoll bis 0,006 Zoll größer als die angegebene Nenngröße des fertigen Lochs. Dies hängt von den verfügbaren Bohrergrößen ab. Die Bohrergröße für unplattierte Löcher ist die Größe, die der angegebenen Nenngröße des fertigen Lochs möglichst nahe kommt. Dies ist abhängig von den verfügbaren Bohrergrößen.

Um ein Durchbrechen zu vermeiden, müssen die Leiterplatten 0,008 Zoll größer sein als die Bohrergröße (dies entspricht 0,014 Zoll größer als die angegebene Nenngröße des fertigen Lochs). Um einen dielektrischen Abstand von mindestens 0,005 Zoll zwischen der Lochwand und der Kante eines ebenen Schichtabstands aufrechtzuerhalten, müssen die Abstandspads 0,020 Zoll größer als der Bohrdurchmesser sein (dies entspricht 0,026 Zoll größer als die angegebene Nenngröße des fertigen Lochs für plattierte Löcher). ).


 

Dicke der fertigen Platte 

Die maximale Dicke der fertigen Platte wurde Kupfer zu Kupfer gemessen. Diese Messung ist für den Hersteller von entscheidender Bedeutung, da sie sich auf das Seitenverhältnis, die Bohr- und Profilierungsstapelhöhen und feste Einschränkungen der Verarbeitungsausrüstung auswirkt. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt „Materialien“.

RICHTLINIEN:

Die Gesamtdicke der Platine einschließlich Lötstopplack muss zwischen 0,020 Zoll und 0,270 Zoll liegen. 

EINSCHRÄNKUNGEN

Galvanisierungsgestelle, stromlose Körbe, UL-Entflammbarkeitsklasse, Außenschichtwäscher, Laminatoren. Bretter mit einer Dicke von weniger als 0,052 Zoll erfordern eine besondere Handhabung und Verarbeitung beim Heißluft-Nivellieren, was sich negativ auf die Maschinenkapazität und die Kosten auswirkt.

SEITENVERHÄLTNIS

Die maximale Plattendicke dividiert durch den kleinsten gewählten Bohrerdurchmesser. Die maximale Plattendicke ist die berechnete Dicke über Kupfer vor dem Plattieren. Eine durch Plattieren, Heißluft-Lötausgleich oder Lötstopplack verursachte zusätzliche Dicke hat keinen Einfluss auf das Seitenverhältnis.


           


REGELN ZUR VERMEIDUNG VON KLASSE 4:

Siehe Matrix auf Seite C-19

Aspect Ratio Plating-Fähigkeit

                                                                                         

 

   

  

Hinweis: Diese Seitenverhältnismatrix bietet allgemeine Richtlinien zum Festlegen der Seitenverhältnisfähigkeit. Wenn die Plattendicke und die Mindestbohrgröße erheblich von den oben genannten Daten abweichen, wenden Sie sich bitte an Merix.  

Gesamttoleranz des fertigen Profils

Die Abmessungen und Toleranzen des fertigen Plattenprofils sind in der Zeichnung angegeben.

REGELN ZUR VERMEIDUNG VON KLASSE 4:

Die Gesamtmaßtoleranz beträgt mindestens +/- 0,004 Zoll vom gebohrten Bezugsloch bis zur profilierten Brettkante. Gemäß IPC-D-300: „Eine Plattenkante sollte von einem Bezugspunkt aus gemessen werden, und gegebenenfalls sollten andere Kanten von demselben Bezugspunkt aus bemaßt werden.“ Wenn die Außenkanten der Platten in einer Beziehung zueinander stehen, müssen sie mit einer einzigen Bemaßung bemaßt werden, um diese Beziehung aufrechtzuerhalten.“   


Bezugspunkt bis Kante


        

Die Randtoleranz der Platine sollte nicht weniger als +/- 0,008 Zoll betragen. Intern gefräste Merkmale wie Löcher dürfen an den Merkmalskanten Toleranzen von mindestens +/- 0,005 Zoll aufweisen. Wenn engere Toleranzen erforderlich sind, muss ein spezieller Prozess mit unseren Fertigungsingenieuren ausgehandelt werden.

KANTE AN KANTE


      

RICHTLINIEN

X/Y-ACHSEN-PROFILIERUNG

Verwenden Sie die großzügigste Toleranz, die das Produkt zulässt, um den Plattenpreis zu minimieren. Verwenden Sie außerdem nur eine Fräsergröße. Die bevorzugte Fräsergröße zum Fräsen beträgt 0,125 Zoll oder 0,093 Zoll Durchmesser. Vermeiden Sie die Verwendung kleinerer Fräser.

Vermeiden Sie die Verlegung durch Metallelemente. Das Ergebnis erfordert übermäßiges manuelles Entgraten und kann zu Qualitätsmängeln führen.

SPEZIELLER PROFILVERFAHREN MIT ENGEN TOLERANZEN:

Das doppelte Routing interner Merkmale (Löcher oder Ausschnitte) kann in jeder Achse angewendet werden. Die Toleranz an den gefrästen Kanten des Merkmals darf nicht weniger als +/-0,004 Zoll betragen.   

Aufgrund der Material- und Werkzeugstabilität kann das doppelte Routing externer Merkmale nur in einer Achse der Leiterplatte durchgeführt werden. Die Toleranz darf von Merkmalskante zu Merkmalskante in der Doppelfräsachse nicht weniger als +/- 0,005 Zoll betragen. Die Gegenachse hat standardmäßig eine Toleranz von +/- 0,008.

KANTE AN KANTE

(Doppelroute)


         

EINSCHRÄNKUNGEN

Genauigkeit des Routing-Betriebs und vor allem Kapazität.

Unsere Standardfräsergrößen produzieren die folgenden Radien: 0,062 Zoll, 0,047 Zoll und 0,031 Zoll = 0,062 Zoll Fräser.

Bei der herkömmlichen Pin-Belegung sind mindestens zwei Pins pro Platine erforderlich. Die Stiftgrößen müssen größer als 0,062 Zoll und kleiner als 0,251 Zoll sein.

Tab-Routing

Vorzugsweise werden Teile für die Laschenführung als Funktion des Werkzeugvorgangs eingerichtet. Um unnötige Änderungen an der mechanischen Zeichnung zu vermeiden, sollte der Kunde vorzugsweise nur einen Hinweis bereitstellen, der besagt, dass das Teil in Plattenform versendet werden muss, wobei Delta-Hinweise angeben, wo keine Laschen angebracht werden können. Wenn die Position der Teile in der Platte von entscheidender Bedeutung ist, müssen die Abmessungen der Bezugspunkte der Teile zu den Positionierungslöchern der Komponentenbaugruppe angegeben werden. 

Die folgenden Parameter werden beim Einrichten eines plattenförmigen Teils mit Laschenführung verwendet:

Platzieren Sie die Laschen mindestens 0,350 Zoll von den Ecken der Platine entfernt.

Platzieren Sie die Laschen mindestens 0,350 Zoll von allen Plattenecken entfernt.

Platzieren Sie die Laschen mindestens 0,350 Zoll von den Bezugslöchern entfernt oder direkt in der Mitte.

Es wird ein 0,125-Zoll-Fräser verwendet, sofern die Konstruktion nichts anderes erfordert. Alle Schnittwege, die nicht zwischen den Brettern liegen, sind 0,125 Zoll breit; Der bevorzugte Abstand zwischen den Brettern beträgt 0,250 Zoll, mindestens 0,150 Zoll.

Platzieren Sie die Laschen in einem Abstand von 3,00 +/- 0,50 Zoll voneinander.

Halten Sie die Tabs nach Möglichkeit in einer geraden Linie mit der X-Y-Achse.

Wenn sich Bauteillöcher oder Leiterbahnen in der Nähe der Platinenkante befinden, versuchen Sie, Laschen in diesen Bereichen zu vermeiden, um zu verhindern, dass die Leiterbahnen oder Lochwände brechen.

Die Laschenbreite beträgt 0,125 +/- 0,010 Zoll.

Die Abmessung der Laschenposition beträgt +/- 0,025 Zoll.

Bemaßen Sie Laschen auf die Mitte der Lasche in einem 0,025-Raster.

Platzieren Sie die Laschen in einem Abstand von mindestens 0,250 +/- Zoll von jedem Radius an der Außenkante der Platine.

Bewertetes Board-Profiling

Bei diesem Verfahren werden Nuten auf gegenüberliegenden Seiten einer Platte oder zwischen Platten angebracht, um die Platten durch Einrasten aus der Platte zu trennen. Da die Bretter aneinander gestoßen werden können, können mehr Bretter auf dem Paneel platziert werden‡, wodurch die Kosten für das Brett gesenkt werden.

Designrichtlinien

Die Ritzenpositionen müssen in der Zeichnung deutlich gekennzeichnet sein, wobei die Mittellinie des Rillenmerkmals als Referenz angegeben werden muss.

Die Stegdicke (Material, das zwischen gegenüberliegenden Nuten verbleibt) muss angegeben werden. Die typische Bahndicke beträgt 0,008 Zoll bis 0,014 Zoll. Die minimale Bahndicke beträgt 0,006 Zoll. Innerhalb einer Platte kann eine andere Stegdicke angegeben werden, jedoch nicht innerhalb eines einzelnen Ritzschnitts.

Der Rillenwinkel muss nicht angegeben werden. Es ist auf 30 Grad fixiert.

Die Tiefe der Nut sollte nicht angegeben werden, da sie nicht kontrolliert wird (die Stegdicke wird kontrolliert). Außerdem sollte die Zentrierung zwischen Ober- und Unterseite nicht angegeben werden.

Um die Nutzentrennung zu erleichtern, werden Nuten empfohlen, die bis zum Rand der Platte verlaufen.

Die Rillenbreite einer typischen 0,062-Zoll-Platte mit einem 0,012-Zoll-Steg beträgt an der Oberfläche der Platte etwa 0,020 Zoll. Bildmerkmale müssen für diese Platten- und Bahndicke mindestens 0,040 Zoll von der Mitte der Falzlinie (Bildkante) zurückgezogen werden.

Die zum Ritzen geeignete Gesamtdicke der Platte beträgt 0,030 Zoll bis 0,125 Zoll.

  



 




Sägeschlitzdiagramme

Erreichbare Toleranzen:

Bahndicke +/- 0,002 Zoll

Kante zu Kante +/- 0,005 Zoll

Bezug zur Kante +/- 0,008 Zoll 


EINSCHRÄNKUNGEN

Diagonale oder gebogene Ritzungen sind nicht möglich. Die Kerben müssen parallel zur Plattenkante verlaufen.

Das kreisförmige Sägeblatt mit einem Durchmesser von 4 Zoll verursacht an den Enden jedes Schnitts einen Überstand. Bei einer typischen 0,062-Zoll-Platte mit einer 0,012-Zoll-Bahn beträgt dieser Überstand etwa 0,3 Zoll. Der Abstand zwischen den Brettern eines Paneels muss dies ausgleichen, wenn die Bretter auf dem Paneel versetzt sind.

Aufgrund von Problemen im Zusammenhang mit gestapelten Toleranzen in Verbindung mit mehreren Anordnungen wird nicht empfohlen, sowohl Ritzen als auch Profilfräsungen auf derselben Platte vorzunehmen.

Mit Ausnahme der Plattenränder darf beim Ritzen kein Metall geschnitten werden.



Für spezielle Anforderungen wenden Sie sich bitte an Merix.            

Handveredelungsarbeiten 

MANUELLE KANTENFRÄSE

Bei Platinen ist möglicherweise Kantenfräsen erforderlich, um die Leiterplattendicke auf eine bestimmte Dicke und Toleranz zu reduzieren. Normalerweise geschieht dies, damit die Platine im zusammengebauten Zustand in eine Kartenführung passt.

Bei der gefrästen Kante handelt es sich meist um eine „Stufe“ am Plattenrand. Siehe Diagramm unten. Die Tiefe der Stufe ist variabel von 0,010 Zoll entfernt bis 0,032 Zoll verbleibend. Die Breite der Stufe ist von 0,020 Zoll bis 0,375 Zoll variabel. Die Fräsanforderungen sollten auf einfache Schnitte beschränkt sein, dh zwei gerade Kanten und einfache Ecken. Der Weg des Fräsers ist auf 90-Grad-Drehungen begrenzt und die Innenradien werden durch den Fräserdurchmesser gesteuert (mindestens 0,125 Zoll und gängige Standardgrößen). Andere Geometrien als eine Stufe sind möglich, müssen jedoch individuell bewertet werden, da die Verarbeitungszeit unerschwinglich ist. Vom doppelseitigen Fräsen wird dringend abgeraten, da die Genauigkeit der Kantendicke verringert wird.

Die fertige Dicke der gefrästen Kante kann bei einer einseitig gefrästen Kante auf +/- 0,008 Zoll gehalten werden. Bei einer doppelseitig gefrästen Kante kann die fertige Dicke auf +/- 0,010 Zoll gehalten werden. Die Breite der Stufe kann auf +/- 0,010 Zoll gehalten werden.

 


Interne Werkzeugstifte sind erforderlich. Diese Werkzeuglöcher müssen sich innerhalb der fertigen Platine befinden und sollten sich so nah wie möglich (aber nicht tatsächlich in) dem zu fräsenden Teil der Platine befinden. Die durch das Fräsverfahren erzeugte Oberfläche ähnelt der durch NC-Kantenprofilierung erzielten Oberfläche. Es entstehen keine gebrochenen Glasfasern.


Kantenabschrägung

Das Kantenabschrägen kann an der Außenkante des Bretts, einem vertieften Segment des Bretts oder im Inneren des Bretts durchgeführt werden. Die Ebenen der Innenschicht müssen vertieft sein, um zu vermeiden, dass die Ebene freigelegt wird, wenn die Platten abgeschrägt werden. Bei ausreichender Plattenstärke können folgende Winkel und Tiefen erreicht werden:  

  20 Grad mal 0,070 Zoll Tiefe

30 Grad x 0,050 Zoll Tiefe

45 Grad x 0,040 Zoll Tiefe


   

Die Maßanforderungen für Abschrägungen innerhalb der Fläche entnehmen Sie bitte dem nachstehenden Diagramm.


DIAGRAMM DER ERFORDERLICHEN ABMESSUNGEN FÜR DIE INNENKANTENABFASUNG


 BESCHICHTUNGSOPTIONEN

Bei durchkontaktierten Leiterplatten wird stromlos Kupfer und anschließend galvanisch plattiertes Kupfer mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,001 Zoll auf der Lochwand abgeschieden. Während des Kupfergalvanisierungsprozesses erhalten externe Leitungen durchschnittlich eine 0,0013-Zoll-Kupferbeschichtung, zusätzlich zu der bereits vorhandenen ursprünglichen 0,5- oder 1-Unzen-Kupferfolie.  

Alle freiliegenden Schaltkreise müssen je nach Spezifikation entweder vor oder nach dem Lötstopplack durch eine der unten aufgeführten Oberflächen geschützt werden.

Nickel-Mattzinn 

Typische Dicke: 300 μZoll Zinn über 200 μZoll Nickel.

Lötbare Oberfläche

Gute Haltbarkeit

Nickel – Hartgold

Typische Dicke: 30 bis 50 μZoll Gold (99,7 %) über 200 μZoll Nickel oder 8 bis 12 μZoll Gold (99,7 %) über 200 μZoll Nickel für eine lötbare Oberfläche

Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

130 bis 220 Knoop-Härte

Hervorragende Verschleißfestigkeit, ideal für Oberflächendrehschalter, Ein-/Aus-Kontakte und Randsteckverbinder

Ausgezeichnete Haltbarkeit

Nickel – Weichgold 

Typische Dicke: 30 bis 50 μZoll Gold (99,9 %) über 200 μZoll Nickel

Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

Weniger als 90 Knoop-Härte

Gut für Druckkontakte und Aluminium- oder Golddrahtbonden

Angemessene Verschleißfestigkeit

Ausgezeichnete Haltbarkeit

Chemisches Nickel/Immersionsgold (99,9 % Gold)

Typische Dicke: 3 bis 8 μZoll Gold über 180 μZoll Nickel

Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

Gut zum Bonden von Aluminiumdrähten

Hervorragend geeignet für Fine-Pitch-Technik

Hervorragende Lötbarkeit

Ausgezeichnete Haltbarkeit

HASL (Eutektikum: 63 % Zinn – 37 % Blei)

Typische Beschichtungsdicke: 30 μZoll bis 200 μZoll, abhängig vom Design.

Hervorragende Lötbarkeit

0,025-Zoll-Pitch-Fähigkeit

Mindestplattendicke von 0,030 Zoll möglich

Gute Haltbarkeit

Organisches Lötschutzmittel (OSP) oder Anlaufschutz‡

Typische Beschichtungsdicke: 8 μZoll bis 20 μZoll

Hervorragende Lötbarkeit

Hervorragende Oberflächenkoplanarität und Gleichmäßigkeit der Lochgröße

Hervorragend geeignet für den Einsatz in der Fine-Pitch-Technik

Verbesserter Oberflächenkontrast – Sichtbarkeit der Montage

Platine keinem Thermoschock ausgesetzt (wie bei HASL)

Gute Haltbarkeit (12 Monate)

Vergoldung

ZIELSETZUNG


Vermittlung von Regeln und Richtlinien für die Gestaltung von Goldkontaktflächen auf Leiterplatten mit hoher Dichte. Durch das Verständnis der Verarbeitungseinschränkungen der Doppelbildprozesse kann der Leiterplattendesigner einen positiven Einfluss auf den Leiterplattenpreis nehmen.


Selektive oder doppelte Bildbeschichtung

Dieser Prozess ist Teilen vorbehalten, die Anforderungen an Goldbereiche innerhalb der Platine stellen. Es erfordert den zusätzlichen Arbeits- und Materialaufwand, der mit der doppelten Bildplattierung verbunden ist.

Designeinschränkungen

Das Zinnbild sollte den gesamten plattierten Bereich mit Ausnahme des vergoldeten Bereichs umfassen (die Verzinnung sollte sich nicht mit dem vergoldeten Bereich überlappen). Das Goldbild sollte den gesamten Bereich umfassen, der in der Zeichnung vergoldet werden soll.

Die Überlappung des Goldbildes in den Zinnbereich beträgt zwischen 0,050 und 0,100 Zoll.

Im Doppelbildbereich müssen Löcher auf beiden Seiten mit Pads mit der gleichen Beschichtungsart, entweder Zinn oder Gold, gestützt werden. Wenn es erforderlich ist, sowohl Gold als auch Zinn im selben Loch zu plattieren, muss innerhalb der Zinnschicht auf der gegenüberliegenden Seite des Standardpads ein Breakout-Pad vorgesehen werden. Wenn ein Loch vergoldet werden muss, muss auf die Mindestkupferdicke in diesem Loch verzichtet werden. 

Interne Fingerkontakte sollten, wenn sie als vergoldet bezeichnet werden, die gesamte Kontaktfläche umfassen.

Die Spurbreite im Überlappungsbereich muss mindestens 0,010 Zoll betragen.

Der Abstand zwischen parallelen Bahnen oder Pads innerhalb des Überlappungsbereichs sollte mehr als 0,015 Zoll betragen. Wenn der Abstand weniger als 0,015 Zoll beträgt, muss die Überlappung um mindestens 0,020 Zoll versetzt werden.

Kantenverbinderbeschichtung

Das bevorzugte Herstellungsverfahren für die Vergoldung von Kantenverbindern ist das Tab-Plating. Dieser Prozess erfordert nicht den zusätzlichen Arbeits- und Materialaufwand, der mit der Doppelbildplattierung verbunden ist.

Designeinschränkungen

Die maximale Länge der vergoldeten Lasche beträgt 0,8 Zoll.

Die maximale Plattierungstiefe beträgt 2,5 Zoll ab der Scherlinie (siehe Diagramm auf der nächsten Seite).

Ein Mindestabstand von 0,030 Zoll zwischen den Kontaktpads ermöglicht eine gute Haftung des Beschichtungsbandes und eine klar definierte Linie zwischen dem vergoldeten Bereich und dem mit Lot beschichteten Bereich.

Der Ring eines Durchgangslochs muss mindestens 0,030 mm vom Rand des vergoldeten Bereichs entfernt sein, um „schwarze Löcher“ zu vermeiden, die zu Problemen bei der Lötbarkeit führen. Es ist am besten, Löcher so weit wie möglich vom Goldrand-Anschlussbereich entfernt zu halten.

Hinweis: Der Laschenblechprozess ist nicht für die Durchkontaktierung von Löchern eingerichtet. Es handelt sich um einen Oberflächenbeschichtungsprozess. Eine Gold-über-Nickel-Beschichtung der Lochwand wäre unzuverlässig.  

LÖTMASKE

Zielsetzung

Vermittlung von Regeln und Richtlinien für die Gestaltung von Lötmaskengrafiken basierend auf dem Maskentyp.

Verfügbarkeit von Lötstopplacken

Um den Bedürfnissen unserer Kunden gerecht zu werden, wurde eine Vielzahl von Lötstoppmasken ausgewählt. Im Folgenden finden Sie eine Beschreibung der derzeit erhältlichen Lötstoppmasken. Der Bedarf an engeren Toleranzen hat die Implementierung fotoabbildbarer Lötmasken vorangetrieben.

Flüssige fotoabbildbare (LPISM) Lötmasken 

Enthone DSR 3241 ‡ wird im Flutsiebbeschichtungsverfahren aufgetragen, während PROBIMER 52MÆ im Vorhangbeschichtungsverfahren aufgetragen wird. Enthone DSR 3241 hat eine grüne, halbmatte Oberfläche. Die Enthone DSR 3241-Lötmaske verfügt über ein verbessertes Auflösungsvermögen, was bedeutet, dass sie feinere Merkmale wie einen „Damm“ zwischen SMT-Pads aufnehmen kann. Flüssige, fotografisch bebilderbare Lötstoppmasken gelten aufgrund ihrer hohen Auflösung, hervorragenden elektrischen Eigenschaften und Kompatibilität mit der Oberflächenmontagetechnologie als Lötstoppmasken der Wahl für die meisten Leiterplattenprodukte.

Das „Zelten“ von Löchern ist durch das Via-Cap-Verfahren möglich, bei dem PC401Æ, ein thermisch ausgehärtetes Epoxidharz, über die zu schützenden Löcher aufgetragen wird, nachdem eine flüssige, fotoabbildbare Lötmaske aufgetragen wurde. Dies ist bei Vakuumanwendungen nach der Montage von Vorteil.

Einschränkungen beim Lötmasken-Design, allgemein

Der Kunde sollte Master-Pad-Lötmaskendateien bereitstellen, dh die Lötmasken-Pads sollten den gleichen Durchmesser wie die Außenschicht-Pads haben. Im Rahmen des anfänglichen Werkzeugprozesses werden Änderungen durchgeführt, um die für die Verarbeitung erforderlichen Abstandspolstergrößen bereitzustellen. Diese Abstandspadgrößen führen dazu, dass der Lötstopplack nicht auf die Pads eindringt.

  



 


* Abnahmevoraussetzung für IPC A600 Rev E Klasse II und III

Hinweis: Wenn der Mindestabstand zwischen Pad und Leiterbahn (B) kleiner als erforderlich ist, entsteht entweder eine Lötmaske auf dem Pad oder freiliegendes Metall auf der Leiterbahn.

Lochräumung 

Bei Enthone DSR 3241 können bei Löchern ≤ 0,018 Zoll und 0,003 Zoll Dämmen (siehe folgende Seite) Löcher aufgrund besonderer Prozessanforderungen verstopft bleiben. Bei normaler Verarbeitung können Löcher ≤ 0,0135 verstopft bleiben.

Haftung von Lötmasken („Dämmen“) zwischen SMT-Pads 

Wenn eine kleine Lötmaskenstruktur zwischen eng beieinander liegenden Pads erforderlich ist, sind zwei Punkte von entscheidender Bedeutung: der Mindestabstand zwischen den Pads und die Mindestgröße der Lötmaskenstruktur, die erfolgreich reproduziert werden kann. Diese Abmessungen sind wie folgt:

                                Mindestabstand zwischen den Pads

  

                              0,006 Zoll für Enthone DSR 3241 


                                                                           


 

   

Minimale Featuregröße


0,002 Zoll für Enthone DSR 3241


Hinweis: Wenn die Pads näher als der oben beschriebene Mindestabstand sind, sollten die Bereiche zwischen den Pads frei von Lötstopplack sein, da sonst die Niederhaltezuverlässigkeit nicht 100 % beträgt.  

Die Stärke der Lötstopplackhaftung auf der Vergoldung hängt von der Art des Lötstopplacks, der Art des Goldes und den Verarbeitungsbedingungen des Endbenutzers ab. Es wird empfohlen, dass der Designer Merix kontaktiert, bevor er den Entwurf finalisiert.

Zelten von Via-Löchern mit Lötstopplack


Via Capping mit Screened Resist

Das Abdecken von Löchern ist über das Via-Cap-Verfahren möglich. Auf Platinen, die mit einer flüssigen, fotoabbildbaren Maske beschichtet sind, können die Durchkontaktierungen mit einer Lötmaske abgeschirmt werden, wodurch eine Epoxidkappe entsteht. Für die Bearbeitung notwendige Druckvorlagenänderungen werden im Rahmen der Erstbestückung durchgeführt. Der Kunde muss eine separate Designdatei bereitstellen, die nur die zu bedeckenden Durchkontaktierungen enthält. Der Kunde muss Master-Pad-Lötmasken und Via-Dateien bereitstellen, dh Lötmasken und Via-Pads, die die gleiche Größe wie die Außenschicht-Pads haben.

Über Capping-Designbeschränkungen

Die maximale fertige Lochgröße für die Via-Abdeckung beträgt 0,020 Zoll Durchmesser (bevorzugter Bohrerdurchmesser 0,021 Zoll).  

Im Allgemeinen werden die Nicht-Test-Durchkontaktierungen auf der Unterseite der Platine abgedeckt. Eine beidseitige Durchkontaktierung führt zu erhöhten oder gebrochenen Kappen. Daher ist es nicht zulässig.

Via-Kappen haben eine erhabene Oberfläche von etwa 0,0024 Zoll +/- 0,002 Zoll über dem Kupferpad der Außenschicht. Diese Messung kann die Dicke des Lots und/oder der permanenten Lötmaske umfassen.

Merix garantiert, dass mindestens 98 % der Löcher verstopft sind, wobei offene Löcher zufällig angeordnet sind.

Abziehbare Lötstoppmaske

Abziehbarer Lötstopplack (PSM) ist ein temporärer Lötstopplack, der vor dem Hot Air Solder Leveling (HASL)-Prozess selektiv auf eine Leiterplatte aufgetragen wird. Sein Zweck besteht darin, vergoldete Oberflächen vor der Beschichtung mit Lot zu schützen. Nach dem HASL-Prozess wird das PSM manuell entfernt.

 


Einschränkungen bei der abziehbaren Lötmaske

Wenn PSM in den blanken Glasbereichen rund um die Pads (oder anderen Bereichen, die nicht mit einer permanenten Maske abgedeckt sind) endet, hinterlässt es in diesen Bereichen blaue Rückstände.

Pro Platte sind maximal 24 einzelne PSM-Streifen zulässig. Dadurch soll die Zeit minimiert werden, die zum manuellen Abziehen der PSM-Streifen von der Platte erforderlich ist.

Die permanente Lötmaskenfeile muss eine Mindestabdeckung der Kupfer/Gold-Schnittstelle bieten (siehe Zeichnung).

Es wird empfohlen, dass der Designer die PSM-Anforderungen mit Merix bespricht, bevor er den Entwurf finalisiert.

NOMENKLATUR

Buchstabengröße: ≥ 0,006 Zoll Linienbreite, ≥ 0,035 Zoll Höhe.

Farbe: Weiß bevorzugt; Gelb, Orange und Schwarz sind ebenfalls erhältlich.

Nomenklatur über Lötzinn (HASL) weist eine schlechte Haftung auf.

Eine Nomenklatur, die vor HASL über blankem Kupfer platziert wird, weist nach der HASL einen scheinbaren Kupfer-„Heiligenschein“ auf

BLIND UND BURIED VIA (BBV) BOARDS

Allgemeine Beschreibung

Wie Durchgangslöcher in einer herkömmlichen Mehrschichtplatine sind Blind- und/oder vergrabene Vias Löcher, die Verbindungen zwischen Schichten herstellen. Anders als bei einer herkömmlichen Mehrschichtplatine ermöglichen Blind- und Buried-Vias jedoch die Verbindung von Schaltkreisen mit nichtplanarer Topographie. Dies ist wichtig, da dadurch Platz auf der Leiterplatte eingespart wird, da nur die erforderlichen Schichten verbunden werden können.

Merix verwendet die folgende Terminologie, um verschiedene Arten von Bohrverbindungen zu definieren:  

Eine Durchkontaktierung bietet Zugang zu beiden externen Schichten.  

Ein Blind Via verläuft nicht durch die gesamte Platine und hat nur Zugang zu einer externen Schicht.  

Eine vergrabene Durchkontaktierung stellt die Verbindung innerhalb der inneren Schichten her, sie hat keinen Zugang zu den äußeren Schichten.

 

Beispiel einer 6-lagigen BBV-Platte

BBV-Designbeschränkungen


UL-Beschränkung auf maximal drei Thermopresszyklen. Das obige Beispiel erfordert zwei solcher Zyklen: Erstens, um die Schichten 1/2 bis 3/4 zu laminieren; Zweitens, um die Schichten 1/2 und 3/4 bis 5/6 zu laminieren.

Kerndicke mindestens 0,003. 

Hinweis: Für BBV-Schichten sind 0,5 Unzen Kupfer erforderlich. Einzelne BBV-Schichten erhalten während des Durchkontaktierungsprozesses 0,0007 Zoll elektrolytisches Kupfer, wodurch sich die Gesamtkupferdicke auf 0,0014 Zoll erhöht.

Mindestbohrgröße 0,0079 mit einem maximalen Seitenverhältnis von 7:1 für blinde/vergrabene Via-Substrate.

Hinweis: Alle BBV-Löcher werden während der nachfolgenden Laminierungszyklen mit Epoxidharz verschlossen.    

Die Fähigkeit, Bohrlöcher den inneren Schichten zuzuordnen, wird nach jedem Laminierungszyklus beeinträchtigt.

         Minimaler Ringring: Vor dem ersten Presszyklus gebohrt – 0,004 Zoll pro Seite 

Gebohrt nach dem ersten Presszyklus – 0,004 Zoll pro Seite

Gebohrt nach dem zweiten Presszyklus – 0,006 Zoll pro Seite

Gebohrt nach dem dritten Presszyklus – 0,009 Zoll pro Seite

Es gelten die auf Seite B11 aufgeführten Empfehlungen für die mehrschichtige Gestaltung.


Erforderliche Angaben zu Zeichnungen:

In der Lochtabelle müssen die durchkontaktierten Löcher getrennt von den BBV-Löchern aufgeführt sein.



Kontaktieren Sie Merix für weitere Informationen zum Design von BBV-Boards.KONTROLLIERTE IMPEDANZ

Charakteristische Impedanz

Die charakteristische Impedanz einer Übertragungsleitung hängt vom Verhältnis der Leiterbreite, der Leiterdicke, der dielektrischen Dicke zwischen Leiter und Erdungs-Referenzebenen und der Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Mediums ab.

Es wird empfohlen, dass sich der Designer mit Merix in Verbindung setzt, um die Impedanzanforderungen während der ersten Designphase zu besprechen. Dies ermöglicht ein gegenseitiges Verständnis der Anforderungen und Auswirkungen von Materialeigenschaften, wie z. B. spezifischen DKs und Herstellungsprozessen, auf benötigte Impedanzziele und Toleranzen.  

Die tatsächliche Impedanz muss möglicherweise anhand eines kleinen Prototypenbaus getestet werden. Dies ist häufig erforderlich, wenn enge Impedanztoleranzen erforderlich sind oder bei kleinen Leitungsbreiten und Dielektrikumsdicken, die empfindlicher auf Schwankungen reagieren. Eine Toleranzschwankung aufgrund von Ätzschwankungen ist beispielsweise bei einer Linienbreite von 0,005 Zoll stärker ausgeprägt als bei einer Linienbreite von 0,010 Zoll. 

Die Linienbreite und die Dicke des Dielektrikums sollten nur als Referenzmaße dokumentiert werden. Dadurch kann Merix kleine Anpassungen an beiden Parametern vornehmen, um sie an die Impedanzziele anzupassen. 

Hinweis: Wenn eine Änderung der Linienbreite erforderlich ist, wird diese nur global durchgeführt. Das heißt, alle Linien gleicher Breite werden auf einer bestimmten Ebene geändert. Ohne vorherige Zustimmung des Kunden werden keine Änderungen vorgenommen.

Bei Impedanzberechnungen ist es wichtig, den Ätzfaktor zu berücksichtigen, die effektive Reduzierung der Linienbreite während des Ätzprozesses. (Siehe Seite C8). Eine Ausnahme bilden Platinen mit einem Seitenverhältnis GE von 4,5:1 oder Platinen mit einer Dicke von 0,090 Zoll GE und einem Seitenverhältnis von GE 3:1. In diesen Fällen muss kein Ätzfaktor berücksichtigt werden.

Die empfohlene Impedanztoleranz beträgt +/- 10 %. Insbesondere bei vollständig eingebetteten Microstrip- und Stripline-Strukturen ist häufig eine geringere Toleranz erreichbar. Diese Anforderung muss zur angemessenen Fokussierung mit Merix besprochen werden.

Änderungen der physikalischen Parameter wirken sich wie folgt auf die Impedanz aus:

 


Impedanzstrukturen

Oberflächen-Mikrostreifen

                

Die Mikrostreifenleitung ist eine beliebte Übertragungsleitungsstruktur für digitale Hochgeschwindigkeitsschaltungen. Die Position des Oberflächenmikrostreifens auf der Außenschicht unterliegt möglicherweise größeren Impedanzvariablen. Dies ist auf die zusätzliche galvanische Kupferbeschichtung zurückzuführen, die zu erhöhten Liniendicken- und Linienbreitentoleranzen führt.

Bei sehr breiten Mikrostreifenleitungen (w ≈ > 1,0 Zoll) wird εeff nahezu gleich εr. Für sehr schmale Leitungen (w ≤ 0,005 Zoll) entspricht εeff ungefähr dem Durchschnitt von εr für das dielektrische Material und Luft, dh εeff ≈ 0,5 (εr +1).

Für Microstrip-Anwendungen liefert die folgende Formel einen Näherungswert für die Impedanz:

 

wobei: Zo charakteristische Impedanz; εeff Effektive Dielektrizitätskonstante; h dielektrische Dicke;                    

                   w Linienbreite (Durchschnitt); t Linienstärke (einschließlich plattiertem Kupfer)

Für kritische Anwendungen kann die Microstrip-Leitung in dielektrisches Material eingebettet werden. Die Impedanz kann anhand der Surface Microstrip-Formel berechnet werden. Dann subtrahieren Sie für jeweils 0,001 Zoll unter der Oberfläche 1 % der berechneten Impedanz. Dieser Reduzierungsfaktor liefert gute Ergebnisse für die Einbettung bis zu einer Dicke von ca. 0,015 Zoll. Eine dickere Einbettung hat kaum zusätzlichen Effekt. Impedanzstrukturen, Fortsetzung

Stripline

Die Streifenleitung ist in dielektrisches Material eingebettet und liegt zwischen zwei Referenzebenen. Diese Konfiguration reduziert den Nebensprecheffekt erheblich. Diese Struktur eignet sich am besten zur Verbesserung der Impedanztoleranzen.

 

Für Stripline-Anwendungen liefert die folgende Formel eine gute Annäherung an die Impedanz:

 

wobei: Z0 charakteristische Impedanz; er Dielektrizitätskonstante des Materials; h dielektrische Dicke;

                w Linienbreite (Durchschnitt); t Linienstärke


Eine weitere häufig spezifizierte Struktur ist die Dual Stripline. Es wurde keine Formel gefunden, die einen breiten Bereich von Strukturdicken genau abdeckt. Für diesen Übertragungsleitungstyp hat Merix empirische Daten zur Korrektur entwickelt. Für Impedanzmodellierungen dieser Art und anderer komplexer Single-Ended- oder Differential-Übertragungsleitungen wenden Sie sich bitte an Merix.

Impedanztestmuster

Die tatsächliche Impedanz wird mit der TDR-Methode (Time Domain Reflectometry) gemessen. 

Für jede Schicht mit Impedanzanforderungen müssen vom Entwickler geeignete Testleitungen bereitgestellt werden. Diese Leitungen müssen mindestens 3,0 Zoll (idealerweise 5,0 Zoll) lang sein und dürfen keine Vernetzung in eine andere Schicht aufweisen. Sie müssen außerdem von der Außenschicht aus mit einem Loch mit einem Mindestdurchmesser von 0,030 zugänglich sein und höchstens 0,150 Zoll von einem anderen Loch mit demselben Durchmesser entfernt sein, um eine Verbindung zur Referenzebene herzustellen. 


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Formeln gemäß ANSI/IPC-D-275 Design Standard für starre Leiterplatten (September 1991), Impedanzstrukturen, Fortsetzung


Wenn keine vom Kunden bereitgestellte Testlinie vorhanden ist, fügt Merix dem Panel einen geeigneten Testcoupon hinzu. Bei entsprechender Panel-Position und Linienbreite wird es der tatsächlichen Platine sehr nahe kommen. Dieser Coupon dient als Referenz für die Annahme der Impedanzanforderungen. Der Coupon kann identifiziert werden, um bei Bedarf seine Beziehung zum Panel beizubehalten.

           Verbindung zu Ref. Ebene Verbindung zum Pad                                       

                                                                           

                                                                                     Länge der Linie 5 Zoll 

  .150


                                          Impedanztestmuster


Hinweis: Für das Testmuster wählt Merix die entsprechende Lochgröße aus der Leiterplattenzeichnung aus. Testen

Testen

Für Kunden sind vor allem drei Prüfparameter von Interesse:

Prüfspannung

Die Menge an Strom, die dem Stromkreis zum Testen zugeführt wird.

Kontinuitätswiderstand 

Der maximal zulässige Widerstand für einen Stromkreis. Jeder höhere Widerstand weist auf einen möglichen offenen Stromkreis hin.

Isolationswiderstand 

Der minimal zulässige Widerstand zwischen getrennten elektrischen Einheiten. Jeder niedrigere Widerstand weist auf einen möglichen Kurzschluss hin.

Testbare Einstellungen für diese Parameter sind systemabhängig. Die folgende Tabelle identifiziert die drei derzeit für neue Designs verfügbaren Systeme, die Bereiche für die Parameter auf jedem System und die maximal testbare Größe für jedes System.


 


Hinweis: TSR, Test System Resistance, liegt im Bereich von 2,5 bis 6,5 Ohm. TSR muss zu den angegebenen Durchgangswiderstandswerten addiert werden, um tatsächlich testbare Bereiche zu erhalten. Wenn beispielsweise bei TRACE 948 der TSR 5,03 Ohm beträgt, liegt der tatsächliche testbare Bereich des Durchgangswiderstands bei 8,03 bis 605,03 Ohm.

Hinweis: Es ist möglich, dass ein Test sowohl eine Unterbrechung als auch einen Kurzschluss zwischen denselben Testpunkten anzeigt. In diesem Fall wird die Platine als möglicherweise defekt eingestuft und manuell überprüft.

Für Bestellungen mit insgesamt weniger als 72.000 Testpunkten ist eine fliegende Testsonde verfügbar. Dies entspricht 12 Boards mit jeweils 6000 Testpunkten. Einmalige Builds oder einmal im Jahr erstellte Builds wären Kandidaten für diesen Test ohne Vorrichtungen. Dieser Test unterliegt der zeitlichen Verfügbarkeit, da jeder Test sehr lange dauert.  

SPANNUNGSWIDERSTANDSBEREICH TESTBARE GRÖSSE

        10 – 500 V, 50 Ohm bis 100 Megaohm, 24 Zoll und 27 Zoll 


KONSTRUKTIONSANFORDERUNGEN FÜR DIE DURCHGANGSPRÜFUNG VON FINE-PITCH-GERÄTEN:

Zur Erleichterung der effektiven Prüfung von SMD-Geräten mit feinem Rasterabstand bis zu 0,020 Zoll ctc. Beim Design des Boards müssen einige wichtige Regeln beachtet werden.

Mindestabstand – Der Mindestabstand von Mitte zu Mitte für SMD-Pads ist derzeit auf 0,020 Zoll festgelegt.

Mindestpadlänge – (Siehe Abbildung 1.) Die minimale Padlänge für alle SMD-Pads ist derzeit auf 0,070 Zoll eingestellt.

Verfügbarkeit von Rasterpositionen – (Siehe Abbildung 2.) Die Anzahl der Testpunkte, Durchgangslöcher oder SMD-Pads in einem bestimmten Bereich der Platine ist auf die Anzahl der Rasterpositionen der Testmaschine im selben Bereich begrenzt. Das heißt, für jeden Testpunkt auf einer Platine muss es eine eindeutige Testrasterposition innerhalb von 0,200 Zoll geben. Wenn kein eindeutiger Rasterstandort verfügbar ist, kann der Testpunkt nicht getestet werden. Dies stellt normalerweise kein Problem dar, außer wenn sich zu viele SMD-Pads auf sehr kleinem Raum befinden. 

             

Abbildung 1

Abbildung 1 veranschaulicht dieses Problem, indem eine Seite eines typischen Geräts mit einem Rastermaß von 0,020 Zoll über einem 0,100-Zoll-Raster von Testmaschinenrasterpositionen liegt. Für alle 0,100 Zoll auf jeder Seite des Geräts gibt es fünf SMD-Pads, Testpunkte. Um alle Pads zu testen, muss für jede Seite eines Quad-Packs mit einem Abstand von 0,020 Zoll ein Streifen von fünf Testmaschinenrasterpositionen reserviert werden. Dann dürfen die Pads für zwei Geräte mit einem Rastermaß von 0,020 Zoll nicht näher als 0,500 Zoll voneinander entfernt sein, ohne dass dazwischen absolut keine anderen Testpunkte, z. B. Widerstands- oder Kondensatorpads, liegen. Wenn die Quad-Packs weniger als 0,500 Zoll voneinander entfernt sind oder andere Testpunkte dazwischen liegen, können einige Testpunkte nicht getestet werden. Ebenso ist für jede Seite eines Geräts mit einem Abstand von 0,025 Zoll ein Streifen mit einer Breite von vier Stellen erforderlich. Dann dürfen zwei 0,025-Zoll-Geräte nicht näher als 0,400 Zoll voneinander entfernt sein.

Für eine 100-prozentige Prüfung darf es in einem bestimmten Bereich einer Platine nicht mehr Testpunkte geben, als es in einem bestimmten Bereich einer Platine Maschinenrasterpunkte gibt.

Ausrichtung zwischen Platine und Vorrichtung – Um eine gute Ausrichtung zwischen Platine und Vorrichtung zu ermöglichen, sollten drei unplattierte Löcher ausreichender Größe (0,070 Zoll bis 0,155 Zoll Durchmesser) vorhanden sein, die so positioniert sind, dass die Verbindungslinien der Löcher ein Dreieck bilden. Die Footprints aller Fine-Pitch-Geräte sollten innerhalb oder auf diesem Dreieck liegen. Der Grund dafür ist, dass die Brettbewegung in der Nähe des Dreiecksschwerpunkts weniger erfolgt.

Um eine zeitnahe Netzlistengenerierung zu unterstützen, vermeiden Sie große gezeichnete Bereiche in den Gerberdaten, insbesondere auf Ebenenebenen. Es müssen geflashte SMD-Pads auf den Außenschichten verwendet werden.

Beep-Testgutschein

Gelegentlich wird die Verwendung eines Piepton-Testcoupons zum elektronischen Testen der Ausrichtung der Innenschicht eingesetzt. Folgende Gestaltungsregeln sind einzuhalten:

Der Freiraumdurchmesser muss so bemessen sein, dass die Ätzfähigkeit basierend auf dem Kupfergewicht (Unzen) berücksichtigt wird. Der Freiraumdurchmesser sollte am Fuß des geätzten Merkmals bestimmt werden. Der Abstand muss mindestens 0,001 Zoll größer sein als der minimale Ringdurchmesser. Dadurch wird verhindert, dass der Signaltontest an der Tangente fehlschlägt, und die Ätztoleranz wird berücksichtigt. Der optimale Abstandsdurchmesser für den Pieptontest sollte nicht weniger als 0,013 Zoll größer sein als der Bohrerdurchmesser, der zum Bohren des Lochs innerhalb des Merkmals verwendet wird.

Der optimale Bohrerdurchmesser zum Bohren des Freiraums des Probestücks sollte zwischen 0,030 und 0,070 Zoll liegen.  

Geben Sie nur einen Piepton-Testschein pro Ecke des Panels an (insgesamt 4). 


 


                                                               Signalton-Testmuster 

UNDERWRITERS LABORATORIES INC. (UL)-ZULASSUNGSKENNZEICHNUNG

Erkennungs- und Entflammbarkeitsbewertungen

Die UL-Anerkennung bedeutet, dass Leiterplatten mit spezifizierten Grundmaterialien und Designs, die nach identifizierten Verfahren hergestellt wurden, von Underwriters Laboratories Inc. auf Temperaturschock, Haftfestigkeit und Beschichtungshaftung untersucht wurden. Einzelheiten zu dieser Untersuchung sind im UL 796, Standard für gedruckte Leiterplatten, enthalten.

Brennbarkeitsklassifizierung

Die Einstufung der Entflammbarkeit bedeutet, dass Leiterplatten mit bestimmten Grundmaterialien und Design, die durch identifizierte Verfahren hergestellt wurden, von Underwriters Laboratories Inc. auf Entflammbarkeit gemäß UL 94, Standard für Tests zur Entflammbarkeit von Teilen in Geräten und Anlagen, untersucht und klassifiziert wurden.

Designrichtlinien

Jedes Design sollte auf der Außenschicht Platz für eine UL-anerkannte Kennzeichnung bieten, wie im UL-anerkannten Komponentenverzeichnis, der UL Yellow Card oder dem UL-Bericht beschrieben. Es liegt in der Verantwortung von Merix, die Tafeln entsprechend zu kennzeichnen. Der Kunde muss die UL-Anforderung entweder in seinen Spezifikationen und Normen oder auf der Zeichnung angeben.

 Chargencode-Kennzeichnung

    Viele Kunden verlangen, dass Merix einen Chargencode bereitstellt. Unser Chargencode lautet wie folgt:

 

RICHTLINIEN FÜR DIE WERKZEUGSCHNITTSTELLE

Die erfolgreiche Umwandlung von Leiterplatten-Designdaten in Fertigungswerkzeuge hängt von der Qualität der empfangenen Daten und der Qualität der bei ihrer Interpretation getroffenen Entscheidungen ab. Dieser Prozess wird durch eine große Vielfalt an Datenkommunikationsstilen und -formaten erschwert.

Wir empfehlen dringend, die Systemkompatibilität und die Vollständigkeit des Datensatzes vor der Produktion von Werkzeugen zu überprüfen und zu testen. Wenn ein komplettes „Nicht-Produktions“-Teiledesign durch den Werkzeugprozess geschickt wird, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Produktion verzögert, wenn die Zeit kritisch ist.

Neben einer Beschreibung der Mindestanforderungen werden spezifischere Hinweise zu Datenoptionen und -präferenzen in Form von Werkzeugfähigkeitsklassen angeboten. Nachfolgend finden Sie eine kurze Erläuterung der Bedeutung jeder dieser Klassen.

KLASSIFIZIERUNG DER WERKZEUGFÄHIGKEITEN

BEVORZUGT

Teiledaten, deren Eigenschaften eine reibungslosere und qualitativ hochwertige Bearbeitung der Werkzeugkonstruktion ermöglichen. Die Teildatensätze, die in diese Kategorie fallen, minimieren das Risiko einer Fehlkommunikation, da sie weniger menschliche Interpretation erfordern, eine stärkere Prozessautomatisierung ermöglichen, geringere Datenmengen aufweisen und einfachere Kommunikationsprotokolle verwenden.

AKZEPTABEL

Teiledaten, deren Eigenschaften nicht optimal sind, aber innerhalb unserer normalen Werkzeugkonstruktionsmöglichkeiten liegen.

DRINGEND ABGERATEN

Teiledaten, deren Eigenschaften die Grenzen überschreiten oder außerhalb des Bereichs unserer normalen Werkzeugkonstruktionsfähigkeiten liegen. Aufgrund des erhöhten Bedarfs an unseren Ressourcen und des erhöhten Risikos von Kommunikationsausfällen muss die Werkzeugausstattung dieser Teile mit Ihrem Merix-Kundenbetreuer ausgehandelt werden.


Merix ist ein starker Befürworter des IPC-D-350-Datenformats für den Austausch von Informationen zum Leiterplattendesign. Dieses Standardformat enthält alle Bild- und NC-Daten in einer einzigen integrierten Datei. Die hochdefinierte Struktur dieses Datenformats rationalisiert die Kommunikation zwischen Design und Fertigung, indem die Notwendigkeit der Koordination mehrerer Dateien und der Interpretation herstellerspezifischer Datenformate entfällt. Für weitere Informationen zu den Vorteilen, die IPC-D-350 bietet, wenden Sie sich bitte an Ihren Merix Account Manager.

BILDDATEN

Bei den Bilddaten handelt es sich um eine grafische Beschreibung des Teils, der zur Erstellung der Fotowerkzeuge verwendet wurde. Die Mindestanforderungen an Werkzeugbilddaten sind:

Zu jedem Kunstwerk wird mindestens ein Imagefilm mitgeliefert.

Eine klare Beschreibung der Funktion jeder Datei.

Das Zusammenführen von Bilddateien muss, falls erforderlich, klar beschrieben werden.

Wenn das Gerber-Format verwendet wird, muss eine Tabelle mit einer klaren Beschreibung der Aperturformen und -abmessungen sowie der dazugehörigen Gerber-D-Codes bereitgestellt werden.

Kundenspezifische, nicht standardmäßige Öffnungen müssen klar und vollständig beschrieben werden. Für viele Kundenöffnungen kann ein Werkzeugzuschlag erforderlich sein.

Wenn das Gerber-Format verwendet wird, müssen die Formatinformationen angegeben werden. Dazu sollte eine Beschreibung des Koordinatenformats, des Koordinatenmodus (absolut oder inkrementell) und der Nullpunktunterdrückung gehören.

BEVORZUGT

Gerber- oder IPC350-Format

Die Dateifunktion wird sowohl in den Bilddaten als auch in der erläuternden Dokumentation beschrieben.

Pads werden mit Standardöffnungsformen „geblitzt“ und nicht mit Linien „bemalt“.

Lötstopppads haben die gleiche Größe wie die Pads der Außenschicht und ermöglichen eine einfache Anpassung an die Herstellungsspezifikationen.

Direkte Übertragung der ursprünglichen Aperturtabellendatei des CAD-Systems, was eine automatisierte Übersetzung der Aperturdaten ermöglicht.

ASCII-Datencode.

AKZEPTABEL

„Bemalte“ Pads.

Bilddateien sind nicht ausgerichtet.

Tabelle „Standardblende“, die für alle Teile zu verwenden ist. Teilespezifische Abweichungen werden über den Auftrag kommuniziert.

Blendentabelle mit jeder Bestellung, die nicht maschinenlesbar ist.

Mit Namenskonvention oder erläuternder Dokumentation beschriebene Dateifunktion.

EBCDIC-Datencode

DRINGEND ABGERATEN

Bilddaten werden nur mit Filmarbeiten geliefert.

Fehlende oder mehrdeutige Daten.

Tische mit mehreren Blenden.

Benutzerdefinierte Bearbeitung leitfähiger Merkmale.

Sehr große Dateien, die normalerweise durch ineffizientes „Malen“ von Bildfüllbereichen verursacht werden.

Anderes Format als Gerber oder IPC350.

PROFILDATEN

Das Fräsprofilprogramm wird durch Interpretation der Fertigungszeichnung des Teils erstellt. Diese Zeichnung muss das Teilprofil unter Verwendung standardmäßiger Bemaßungs- und Toleranzpraktiken klar und vollständig beschreiben. Es muss außerdem einen Maßbezug zu mindestens einem Bohrloch im Inneren des Teils enthalten.

BEVORZUGT 

Zeichnungsdateien werden im HPGL-Format geliefert und vor der Verwendung vollständig auf Kompatibilität getestet.

AKZEPTABEL

Zeichnungsdateien werden im Gerber-, IGES- oder DXF-Format (Version 11 oder früher) geliefert und vor der Verwendung vollständig getestet.

Zeichnung zur Papierherstellung.

DRINGEND ABGERATEN         

Die Plotterkompatibilität wurde vor der Verwendung nicht vollständig getestet.

Unvollständige Bemaßung des Teils.

BOHRDATEN

Merix verwendet das bereitgestellte Bohrprogramm als Master, aus dem das Produktionsbohrprogramm erstellt wird. Die Mindestanforderungen an Werkzeugbohrdaten sind:

Mindestens eine Datei, die die Position aller Löcher im Inneren des Teils beschreibt.

Es muss ein Bohrwerkstattbericht vorgelegt werden, der für jede Lochgröße die folgenden Informationen enthält:

Fertige Lochgröße.

Toleranz der fertigen Lochgröße.

Anzahl der Löcher.

Lochbeschichtungsstatus.

Es sollte eine Zeichnung der Bohrlochpositionen bereitgestellt werden, die jede Bohrlochgröße mit einem eindeutigen Symbol oder Buchstaben darstellt, um die Richtigkeit der Bohrdaten zu überprüfen.

BEVORZUGT

Bohrdaten werden im Excellon-Format 2 oder im IPC350-Format bereitgestellt.

Die Reihenfolge der Löcher im Bohrwerkstattbericht stimmt mit der Reihenfolge in den Bohrdaten überein.

Bohrdaten stimmen mit Bilddaten überein.

ASCII-Datencode.

AKZEPTABEL

Bohrdaten werden im Gerber-Format bereitgestellt.

EBCDIC- oder EIA-Code.

DRINGEND ABGERATEN

Papier Klebeband

Eine Darstellung der Bohrlöcher ist nicht vorgesehen.


MEDIENOPTIONEN

BEVORZUGT

Teiledaten werden über eines der folgenden Medien bereitgestellt:

Modem (300/1200/2400/9600/19200 Baud)

3 1/2-Zoll-Diskette (MS-DOS)

5 1/4 Zoll Diskette (MS-DOS)

150 MB 1/4 Zoll Streamer-Band (UNIX)

2/5 GB 8-mm-Band (UNIX)

DRINGEND ABGERATEN

Teiledaten werden über eines der folgenden Medien bereitgestellt:

Papier Klebeband

Bilddaten werden nur mit Filmarbeiten geliefert.

Andere Medien



Optionen zur Datenkomprimierung

Wenn Datenkomprimierung verwendet wird, sollte eine Beschreibung der verwendeten Komprimierungstechnik in den Datensatz aufgenommen werden.

BEVORZUGT

Teiledaten werden in einem der folgenden Datenkomprimierungsformate bereitgestellt:

pkzip (MS-DOS, SUN)

tar (UNIX)

cpio (UNIX)      

komprimieren (SONNE)

Balken (SONNE)

DRINGEND ABGERATEN

Teildaten, die mit anderen Datenkomprimierungsformaten bereitgestellt werden.




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PCBA, SMT, THT, AI, LED

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