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Projeto para Fabricação
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R: Introdução
Este manual fornece uma visão geral dos requisitos para o Design for Manufacturability (DFM) e confiabilidade para placas multicamadas rígidas.
A capacidade de fabricação é a prática de projetar produtos de placas de circuito que atendem não apenas às capacidades do processo de fabricação de montagem do cliente, mas também às capacidades do processo de fabricação da placa. Alguns dos benefícios de projetar para a manufatura são:
Maior qualidade
Prazos de entrega reduzidos
Menor custo de mão de obra e material
Rendimentos de primeira passagem mais altos
Impacto ambiental minimizado
Para obter esses benefícios, este manual foi desenvolvido para permitir que um projetista de placa de circuito compreenda os principais fatores de custo relativos à fabricação de placas simples. Os direcionadores de custos são:
Laminado bruto - utilização do painel e seleção de material
Fatores de complexidade (tecnologia de componentes/design)
Número total de furos
Requisitos de ouro
Requisitos da máscara de solda
Parâmetros de teste elétrico
Colheita
Impacto ambiental minimizado Seleção de matérias-primas
Seleção de materiais e utilização do painel
Objetivo
Esta seção comunica as diretrizes para a seleção de materiais para placas multicamadas que não apenas atendem às características de desempenho do cliente, mas também minimizam os problemas de fabricação, como arco e torção e registro incorreto.
O laminado bruto é o componente de maior custo individual em uma placa multicamada. Otimizar sua construção em torno de materiais de base padrão e alcançar a máxima utilização de material com base na área utilizável disponível em tamanhos de painel padrão pode ter um impacto positivo significativo nos preços e entregas de placas multicamadas.
Ao especificar a espessura do dielétrico, como é necessário por motivos de impedância, por exemplo, essa dimensão deve ser selecionada a partir de laminados de base ou espessura de pré-impregnados disponíveis na Merix. A página B-3 deste manual lista materiais multicamadas com espessura de 0,005” a 0,042”. Certas aplicações de baixa potência e densificação contínua do circuito de placas multicamadas tornam a disponibilidade de laminados finos de 0,004” ou menos necessária. Esses laminados finos (também chamados de ultrafinos) estão disponíveis apenas com uma única camada de tecido de vidro.
A exigência de materiais alternativos não deve desencorajar o designer de gerar solicitações. Freqüentemente, opções alternativas e econômicas podem ser fornecidas em conjunto com esforços contínuos de engenharia de desenvolvimento na Merix.
A Merix Corporation está comprometida com a Manufatura Ambientalmente Consciente (ECM) e incentiva os clientes a utilizar projetos e processos que gerem menos desperdício sempre que possível. Como exemplos, o uso do peso de cobre mais leve (0,5 onças) resulta no menor uso de produtos químicos e na geração de subprodutos residuais. A escolha da máscara de solda afeta a quantidade e toxicidade do solvente usado e emitido. A escolha de Antimanchas em vez de Hot Air Solder Leveling (HASL) reduz o uso de chumbo e a emissão de fluxo e óleo de fusão. Os processos ECM são indicados neste manual pelo símbolo ‡.
Propriedades do material
CONSTRUÇÃO NÚCLEO
FR-4, E-glass reforçado*, resina epóxi bifuncional ou tetrafuncional.
Megtron , E-glass reforçado*, resina de óxido de epóxi/polifenileno.
PROPRIEDADES MATERIAIS | VALORES | |
FR-4 | Megtron | |
ELÉTRICO | ||
Constante dielétrica @ 1 Mhz | 4.3 – 4.9** | 3,5 – 4,2** |
Fator de dissipação @ 1 Mhz | .017-.021** | .010-.015** |
Resistência dielétrica V/mi | 750 | 1100 |
Resistência de superfície Ω | 1012 | 1010 |
Volume Resistividade Ω cm | 1013 | 1012 |
| ||
TÉRMICO | ||
Temperatura de transição vítrea (°C) | 140 | 180 |
Expansão do Eixo Z % (1) | 5.5 | 4.5 |
FÍSICO | ||
CTE X/Y PPM | 16/16 | 13/13 |
Absorção de umidade % | 0,05 - 0,10 | 0,80 |
Inflamabilidade - UL | VO | VO |
* Consulte a seção de pré-impregnados a seguir para estilos de vidro
** Valores diretamente relacionados à relação vidro/resina.
(1) Esta é a expansão do eixo Z do material de resina de 25∞C a 275∞C. Para ref., a expansão do eixo Z do cobre é de 0,5%.
FR-4 Base Material e Espessura
A descrição acima é uma lista dos materiais FR-4 mais comumente usados para placas multicamadas. A espessura dos materiais GETEK® e Megtron são semelhantes. Outros materiais de núcleo e espessuras de cobre estão disponíveis. Entre em contato com o Engenheiro de Aplicação da Merix ou Gerente de Contas para obter dados específicos.
FR-4 Prepreg Designação e Espessura
Prepreg ou “B-Stage” é o material de ligação usado durante a construção de placas multicamadas. A Merix atualmente utiliza cinco tipos de pré-impregnados com estilos de vidro 106, 1080, 2116, 1500 e 7628.
As propriedades do pré-impregnado (após a cura total) são idênticas às listadas para materiais de base na página B-2.
Devido a várias limitações quanto ao número de camadas e/ou tipos de pré-impregnados que podem ser utilizados entre as camadas de uma placa, aplicações específicas precisam ser discutidas com a Merix Application Engineering.
Espessuras de GETEK® e os pré-impregnados Megtron são semelhantes. Entre em contato com o Engenheiro de Aplicação da Merix ou Gerente de Contas para obter dados específicos.
Cobre Revestido para Materiais
Tipo: Cobre eletrodepositado, lado do tambor para fora, alongamento em alta temperatura.
O material FR-4 revestido de cobre é convencionalmente especificado por sua onça-peso por pé2.
Espessura nominal: 0,25 oz. = 0,0035” (8,75μm) ‡
0,5 onças. = 0,007" (17,5 μm)
1,0 onças = 0,0014" (35 μm)
2,0 onças = 0,0028" (70 μm)
Se a capacidade de carga atual permitir, a especificação de 0,5 onça de cobre precisa ser
considerados em todos os casos.* As vantagens são:
Variação dimensional reduzida de recursos gravados.
Maior impedância para uma determinada largura de linha, menor variação de impedância.
Espessura dielétrica mais fina para uma determinada impedância, resultando em uma placa mais fina.
Redução da geração de resíduos de cobre e esforço de reciclagem em 50%. Impacto ambiental reduzido‡.
* As camadas externas serão galvanizadas com cobre adicional até uma espessura total de, no mínimo, 0,0014” (1 onça).
Resistividade do Cobre
Com designs de linhas mais finas, a resistência distribuída do cobre está se tornando cada vez mais importante. A fórmula para calcular a resistividade em traços de cobre é dada pela seguinte equação:
R = (0,679 X 10-6 ohm/polegada) /(largura X espessura polegadas X comprimento)
Exemplo: Em projetos de linha fina, usando 0,5 oz. cobre, um traço de 0,005”, 5 polegadas de comprimento, a resistividade será:
(0,679 X 10-6) / ((5 X 0,7 X 106)) X 5 = 0,97Ω
Capacidade atual de carga de cobre
Os gráficos são fornecidos para referenciar a capacidade de transporte de corrente para camadas internas para espessura de cobre comum e vários aumentos de temperatura acima do ambiente. A capacidade de carga atual das camadas externas é aproximadamente 2 vezes maior que a fornecida para as camadas internas.
Para obter dados detalhados sobre larguras de linha e requisitos de espaçamento, consulte IPC-D-275 ou MIL-STD-275.
Tamanhos de painel e área utilizável
Existem três tamanhos de painel preferidos, 16 x 18 polegadas, 18 x 24 polegadas e 21 x 24 polegadas. Tamanho de painel maior fornece o custo mais eficaz por unidade de área processada. Outros tamanhos de painel estão disponíveis para aplicações especiais.
Nota: O processamento de GETEK ® o material está atualmente limitado a um tamanho de painel de 18 x 24 polegadas.
A utilização de material mais eficaz será obtida com placas ou matrizes de placas tendo seu contorno acabado ajustado da maneira mais eficiente possível dentro da área utilizável do painel‡ (consulte a página B-9). Os cupons de teste do cliente devem estar dentro da área utilizável.
Se todo o painel for enviado para o cliente, o cliente pode negociar para ter orifícios de localização e/ou abas para inserção ou equipamentos de montagem em superfície localizados fora da área utilizável. Isso geralmente é feito por meio do processo de roteamento de guias (consulte a página C-22).
A utilização de material pode ser aumentada utilizando o processo de pontuação. Este processo coloca ranhuras em lados opostos do painel entre as placas com a finalidade de separar as placas do painel. Uma vez que as placas podem ser “encaixadas” umas nas outras, eliminando o espaço para caminhos de roteamento, mais placas podem ser colocadas no painel. Esse processo também permite que todo o painel seja enviado ao cliente (consulte a página C-23).
Diagramas de área utilizável multicamadas
Recomendação de disposição multicamadas
A menos que o design do cliente indique o contrário, a laminação foil é o método escolhido pela Merix. É o processo de fabricação mais econômico e minimiza o potencial de arco e torção.
Exemplo de laminação de folha (4 camadas)
Disposição Multicamada
Projete placas multicamadas com um número par de camadas.
Se especificar a espessura do dielétrico, como pode ser necessário por motivos de impedância, por exemplo, as dimensões devem ser selecionadas entre as espessuras de núcleo ou pré-impregnado disponíveis na Merix (consulte as páginas B-3 e B-4).
As espessuras dielétricas compostas de pré-impregnados dependem do tipo ou da combinação de diferentes tipos desses materiais. A Merix irá aconselhá-lo sobre qual combinação de pré-impregnados é adequada e quais dimensões e tolerâncias alcançáveis.
É benéfico discutir os requisitos dielétricos especiais com a Merix durante a fase de projeto, se possível. Isso permitirá tempo para aquisição de material, se necessário. Além disso, as preocupações de fabricação podem ser abordadas enquanto ainda existe uma oportunidade para fazer alterações.
Observação: a espessura não é o único indicador do custo do material. Outros fatores, como número de camadas usadas, tipo de material, tolerância de espessura ou a demanda desse material podem influenciar o custo. Se não forem necessárias espessuras dielétricas específicas, é melhor permitir que a Merix faça a seleção do material. Serão utilizados materiais que atendem aos padrões da indústria, são de custo mais baixo e permitem que os métodos de fabricação mais eficazes sejam utilizados.
3. Manter um lay-up equilibrado em relação à mediana do eixo Z da prancha garantirá um arco e torção mínimos. Este saldo inclui o seguinte:
Espessura dielétrica da camada
Espessura das camadas de cobre e sua distribuição
Localização das camadas de circuito e plano
Um número maior de camadas normalmente significa um aumento no número de camadas planas. Os planos precisam ser equilibrados em torno da linha mediana do eixo Z do lay-up e, idealmente, localizados internamente ao tabuleiro.
Se as regras de design multicamadas aceitas forem seguidas, as pranchas atenderão a uma especificação máxima permitida de curvatura e torção de 0,010 polegada por polegada (1%) ou melhor.
4. Circuitos da camada externa
A área do circuito e a distribuição entre a frente e a traseira da placa devem ser equilibradas o mais próximo possível.
O roubo de revestimento de baixa densidade de padrão da área externa do plano deve ser considerado.
5. Tolerância de espessura
À medida que a espessura geral de uma placa multicamada aumenta, a tolerância de espessura também deve aumentar. Uma boa regra é especificar uma tolerância de +/- 10% da espessura total.
Sempre indique onde a medição da espessura deve ser feita. Exemplos podem ser: vidro a vidro em guias de trilho, sobre contatos de ouro, sobre máscara de solda, etc.
Ao calcular a espessura potencial da placa, é necessário levar em consideração certas características do projeto. Um exemplo seria: as camadas planas foram puxadas para trás dos contatos dourados? Nesse caso, não adicione a espessura de cobre dos planos à espessura da placa, se medida entre os contatos.
NOTA: A contribuição que a espessura de cobre das camadas de sinal e plano faz para a espessura da placa depende da largura e densidade das linhas de sinal e da área aberta dos planos. Uma linha isolada de 0,006 polegada pode se encaixar totalmente no pré-impregnado e não contribuir para a espessura da placa. Fale com a Merix se a espessura geral for de extrema importância. A tolerância de espessura geral necessária é baseada principalmente em dados estatísticos de medição de material. O ± 10% é uma recomendação geral. Dependendo da estrutura de camadas múltiplas e dos materiais usados, uma tolerância mais próxima é muitas vezes alcançável. Tal requisito precisa ser discutido com a Merix para o foco apropriado.
Desenho de Fabricação
O projetista precisa especificar as características críticas do projeto, ou seja, espessura da placa acabada, espaçamento dielétrico mínimo, número de camadas e qualquer característica de desempenho elétrico crítica para a fabricação da placa, ou seja, requisitos de impedância no desenho de fabricação. O fabricante deve ficar com a quantidade máxima de latitude que o projeto permitir.
CLASSIFICAÇÃO DO FATOR DE COMPLEXIDADE
Objetivo
Comunicar regras e diretrizes para o projeto de placas de circuito impresso de alta densidade usando a “Matriz de Fatores de Complexidade” para garantir a capacidade de fabricação ideal.
A “Matriz de Fatores de Complexidade” permite que os projetistas de placas de circuito avaliem o impacto das principais características de uma placa na fabricação. Ao entender a Matriz e as regras e diretrizes, pode-se melhorar o rendimento do cartão, o que acaba impactando na qualidade, entrega, preço e impacto ambiental.
Esses parâmetros são preferidos pela Merix. Outros podem ser considerados, mas podem resultar em menor rendimento e preços mais altos.
Introdução
Todas as peças novas serão avaliadas em relação aos recursos de fabricação declarados na primeira vez em que forem construídas ou sempre que for feita uma alteração no número da peça.
O grupo de Suporte Técnico/Engenharia de Aplicação avalia as principais características do projeto para determinar o nível de complexidade que um determinado projeto de placa representa.
A “Matriz de Fatores de Complexidade” foi desenvolvida para ser utilizada como ferramenta na classificação de peças. A matriz é estruturada com as características da placa localizadas no lado esquerdo, as áreas de fabricação impactadas na parte superior e as tolerâncias permitidas para essas características localizadas no lado direito.
Com a matriz, pode-se fazer uma avaliação inicial do impacto das características de um projeto nas áreas de fabricação e, por fim, no preço da placa de circuito.
A seguir estão as definições dos quatro principais níveis de complexidade.
Níveis de Produtividade do Conselho
Esses níveis refletem aumentos progressivos na sofisticação do projeto, ferramentas, materiais e processamento e, portanto, aumentos progressivos no custo de fabricação. Esses níveis são:
Classe 1 Complexidade geral do projeto. Componentes normalmente colocados em uma grade de 0,100”. Largura do traço projetado e espaçamento de 0,007 polegadas ou mais.
Classe 2 Complexidade de projeto moderada ou padrão. Componentes colocados na grade de 0,050 polegadas. Máximo de dois traços entre terrenos de IC. Largura do traço projetado e espaçamento de 0,005 a 0,006 polegadas.
Classe 3 Alta complexidade de projeto (suportes de montagem em superfície com passo de 0,020 pol.). Componentes colocados em grade de 0,050 polegadas, com traços e espaçamento de 0,003 a 0,004 polegadas. Esta classe pode exigir manuseio especial ou controles de processo.
Classe 4 Essas peças estão fora de nossa capacidade de fabricação declarada. Uma cotação e compromisso de produção são fornecidos, uma vez que recursos de engenharia dedicados são responsáveis pela construção dessa peça. A intenção é gerenciar peças que estão na vanguarda de nossa capacidade de fabricação por meio de uma série progressiva de construções. À medida que ganhamos experiência, o objetivo final é um lançamento para aumento de volume com rendimentos previsíveis e a garantia de que as necessidades do cliente e os compromissos da Merix podem ser atendidos.
Matriz de Fatores de Complexidade
junho de 1999
Chave:
INN —— Camada interna PLA —— Galvanização GE —— Maior ou igual a
DRI —— Perfuração SM —— Máscara de Solda LT —— Menos de
LAM —– Laminação ML FIN —— Acabamento (Profiling) LE —– Menor ou igual a
OUT —– Camada externa GT —— Maior que EQ —– Igual a
Nota: Todas as dimensões estão em polegadas TRAÇO E LARGURA DO ESPAÇO (cont.)
DIRETRIZES
Construção de almofada preferida para tecnologia de montagem em superfície classe 2 6/6
As recomendações para um traço até almofadas centralizadas de 0,050 polegadas são as seguintes:
Diâmetro da almofada 0,031 polegadas
Chamada de furo 0,018 + 0,000/-0,018 polegadas; diâmetro de broca preferido 0,018 polegadas
Largura do traço 0,006 polegadas/largura do espaço 0,006 polegadas
Esses projetos requerem construção de folha de cobre de camada externa de 0,5‡ onças para multicamadas. Máscara de solda sobre cobre nu é preferível. Consulte a página Restrições C-8.
Figura 2 CONSTRUÇÃO DE PAD PREFERIDA PARA TECNOLOGIA 6/6
TRAÇO E LARGURA DE ESPAÇO (cont.)
DIRETRIZES
Construção de almofada preferida para tecnologia de montagem em superfície classe 3 5/5
As recomendações para dois traços entre almofadas centralizadas de 0,050 polegadas são as seguintes:
Diâmetro da almofada 0,025 polegadas
Chamada de furo 0,016 +0,000/-0,016 polegadas; diâmetro de broca preferido é 0,0145 polegadas
Largura do traço 0,005 polegadas/largura do espaço 0,005 polegadas.
Esses projetos requerem construção de folha de cobre de camada externa de 0,5‡ onças para multicamadas. Máscara de solda sobre cobre nu é preferível. Consulte a página Restrições C-8.
Figura 3 CONSTRUÇÃO DE PAD PREFERIDA PARA TECNOLOGIA 5/5
TRAÇO E LARGURA DE ESPAÇO (cont.)
DIRETRIZES
Construção de almofada preferida para tecnologia de montagem em superfície classe 3 4/4
As recomendações para três traços entre almofadas centralizadas de 0,050 polegadas são as seguintes:
Diâmetro da almofada 0,022 polegadas
Chamada de furo 0,012 + 0,000/-0,012 polegadas; diâmetro de broca preferido 0,012 polegadas
Largura do traço 0,004 polegadas/largura do espaço 0,004 polegadas
Esses projetos requerem camada externa de 0,5‡ onça e construção de camada interna de cobre para multicamadas. Máscara de solda sobre cobre nu é preferível. Consulte a página Restrições C-8.
Figura 4
CONSTRUÇÃO DE PAD PREFERIDA PARA TECNOLOGIA 4/4
TRAÇO E LARGURA DE ESPAÇO (cont.)
RESTRIÇÕES
A largura do traço muda principalmente devido a perdas previsíveis durante o processo de corrosão. O diagrama abaixo mostra uma visão em corte transversal do traço da camada interna e externa após a corrosão.
Durante o processo de corrosão, o ácido, devido às forças de impacto, remove o cobre para baixo e lateralmente. O estanho resiste no caso das camadas externas e o dry film resiste nas camadas internas, estabelece a largura original da linha, mas não pode evitar eventual rebaixamento desse limite. Para a camada externa, em virtude do cobre galvanizado adicional, a proporção efetiva de ataque vertical versus lateral é de aproximadamente 1:1. Para camadas internas, a proporção de corrosão é de aproximadamente 2:1. Isso leva a perfis de rastreamento, conforme mostrado nos diagramas mostrados abaixo.
O peso do revestimento de cobre é o fator mais importante no controle da largura do traço. O uso de 0,5 onça de revestimento de cobre‡ reduz a espessura total do cobre gravado e, portanto, reduz o ataque lateral.
A largura do traço é controlada principalmente pela largura do traço plotado no trabalho artístico. O processo de gravação não causa uma mudança significativa na largura da linha de base (pé de linha). No entanto, o topo de linha é reduzido. Isso é significativo para características de desempenho elétrico, como impedância, pois reduz a área da seção transversal e a largura efetiva (média) da linha (consulte a página seguinte).
Fator de gravação
Como o cobre grava na direção vertical, a corrosão lateral reduzirá o topo do traço conforme indicado abaixo (A). A dimensão nominal do pé do traço (B) permanecerá representativa da largura do traço traçado.
Observação: Para fins de cálculo da média, as geometrias da linha são consideradas trapezoidais.
À medida que a largura e o espaçamento do traço diminuem, especialmente abaixo do limite de 0,005/0,005 polegada, torna-se crítico que 0,5 oz de cobre ‡ seja utilizado. O cobre mais espesso não apenas aumentará a tolerância e a variação da largura do traço, mas também aumentará as preocupações com a limpeza de todo o cobre entre espaços muito próximos.
Tolerância de furo acabado chapeado
A tolerância do furo chapeado acabado conforme especificado no desenho.
REGRAS PARA EVITAR A CLASSE 4:
Não mais apertado do que +/- 0,002 polegada no tamanho do furo chapeado acabado (fator de complexidade 3). O tamanho e a tolerância do furo acabado tornam-se um problema quando a tecnologia mista (projetos com montagem em superfície e tecnologia de furo passante) é usada em placas de nível de solda de ar quente. Os furos feitos com uma broca de menos de 0,024 polegadas podem obstruir com solda.
RESTRIÇÕES
Capacidade de controlar as tolerâncias aditivas que ocorrem na perfuração, chapeamento de cobre e nivelamento por solda a ar quente.
TOLERÂNCIAS DE DIÂMETRO DE FURO ACABADO SEM PLACA
Tolerância de tamanho de ranhura perfurada não revestida
Um recurso de ranhura é formado durante o processo de perfuração. Uma série de furos sobrepostos são feitos de maneira a produzir uma ranhura de comprimento e largura variáveis. Essas técnicas são aplicáveis a operações de perfuração primária ou secundária. O comprimento da ranhura é controlado pelo programa NC e a largura da ranhura é estabelecida pelo diâmetro da broca.
Tolerâncias de comprimento e largura da ranhura
tolerância posicional
Todos os orifícios perfurados na sequência primária estarão dentro de 0,006 polegada da posição real diametral. A tolerância de localização do furo para os furos feitos em uma operação de furação secundária é de 0,014 polegada de posição verdadeira referenciada a partir de um dado de furo primário.
RESTRIÇÕES
A perfuração secundária através de características de superfície revestida produz rebarbas e resulta em trabalho de acabamento manual excessivo.
Diâmetro mínimo e máximo da broca
O diâmetro mínimo da broca é o menor diâmetro de broca especificado ou selecionado com base nos requisitos do cliente. As despesas associadas à perfuração podem ser o segundo maior componente de custo de uma placa de circuito impresso. O número de acertos da broca, a altura da pilha e o número de brocas diferentes selecionadas são componentes críticos da perfuração. O número de placas que podem ser perfuradas em uma configuração (altura da pilha) é determinado pelo diâmetro mínimo da broca, tolerâncias de registro e espessura da placa.
REGRAS PARA EVITAR A CLASSE 4:
Broca não menor que 0,008 polegada de diâmetro (para uma tolerância de furo chapeado acabado de +0,000-0,008 polegada*). A relação de aspecto deve ser levada em consideração ao selecionar o tamanho mínimo da broca. Consulte a página C19.
O tamanho máximo do furo é de 0,266 polegadas. Furos de 0,153 ou maiores requerem perfuração piloto.
RESTRIÇÕES
O diâmetro mínimo da broca é determinado pela nossa capacidade de revestimento. Consulte Proporção Página C-19.
* Os furos de passagem com diâmetro de perfuração <0,021 provavelmente permanecerão obstruídos após o HASL. Nenhuma tolerância de menos especificada.
Seleção de Perfuração
Os tamanhos de broca disponíveis estão listados abaixo. Para furos revestidos com cobre e nivelados com ar quente, será escolhido um tamanho de broca que seja 0,005 a 0,006 polegada maior que o tamanho nominal do furo acabado especificado. Para os orifícios que receberão apenas revestimento de cobre e revestimento orgânico, e nenhuma solda nivelada a ar quente, será escolhido um tamanho de broca que seja 0,003 a 0,004 polegada maior que o tamanho nominal do orifício acabado especificado.
anel anular
A diferença entre o diâmetro da broca e o diâmetro do pad de circuito correspondente, conforme medido na arte principal, dividida por 2.
REGRAS PARA EVITAR A CLASSE 4:
Os pads em todas as ilustrações dos circuitos devem ser 0,008 (2 x 0,004) polegadas maiores do que o orifício perfurado para garantir um anel anular mínimo de 0,001 polegada no produto acabado. Neste caso, a parede do orifício perfurado será tangente à borda do bloco de circuitos. Veja o diagrama abaixo. O revestimento na parede do furo (normalmente 0,001 polegada) será incluído na medição do produto acabado. Qualquer requisito de anel anular especificado como maior ou excluindo o revestimento na parede do orifício exigirá um bloco de circuito maior e/ou tamanho de broca menor.
RESTRIÇÕES
Estabilidade do material durante o processamento, especialmente laminação multicamada, estabilidade da ferramenta fotográfica e precisão de perfuração.
Almofadas de lágrima
Este processo é projetado para fornecer metal adicional na junção crítica de uma almofada e uma execução. Quando um pedido é perfurado e ocorre um erro de registro, foi teorizado que um problema de confiabilidade de longo prazo pode surgir se o erro de registro ocorrer na junção da almofada e do traço. Adicionar metal neste local ajuda a garantir que uma conexão adequada seja feita e mantida.
O processo de queda envolve a adição de almofadas secundárias na junção de uma almofada existente (primária) e um circuito. Esses pads secundários são dimensionados 0,002 polegadas menores que os pads primários, e o centro é colocado a 0,003 polegadas de distância do centro do pad primário.
Este processo de ferramental é conduzido usando os padrões IPC para queda de lágrima e provou ser altamente confiável e eficaz.
ILUSTRAÇÃO DE LÁGRIMAS
Almofada de folga
Nos planos de terra e potência, as almofadas de folga são as áreas da camada interna livres de cobre ao redor dos diâmetros dos furos acabados. É calculado medindo a diferença entre o diâmetro da broca especificado e o diâmetro da almofada de folga correspondente, conforme medido na arte mestre e dividindo por 2.
REGRAS PARA EVITAR A CLASSE 4:
Para garantir um espaço livre mínimo de 0,005 polegada entre o furo chapeado e a borda da almofada de folga, uma almofada de folga 0,020 (2 x 0,010) polegada maior que o furo perfurado deve ser fornecida na arte. Consulte o padrão de design IPC-D-949 para placas impressas multicamadas rígidas para obter detalhes.
Se o projeto da camada plana deixar tiras de cobre entre as almofadas de folga, é necessário um mínimo de 0,004 polegada entre as almofadas de folga para evitar causar curtos devido à resistência ao levantamento e redeposição. (Novamente conforme medido na obra de arte plotada mestre.)
RESTRIÇÕES
Estabilidade do material durante o processamento, ou seja, laminação multicamadas; estabilidade da ferramenta fotográfica; e precisão de perfuração.
Tenting de furos não revestidos
Para maior precisão de localização de furos não revestidos, é preferível perfurá-los durante a configuração inicial da perfuração de furos revestidos. A fim de evitar o revestimento de corrosão nesses orifícios, é necessário que os orifícios não revestidos sejam protegidos com filme seco durante o processo de imagem da camada externa, sobrepondo a borda do orifício por um mínimo de 0,005 polegadas. Antes do processo de gravação, esta tenda é removida. Isso permite a remoção do cobre das paredes do furo durante o consequente processo de corrosão. O designer precisa seguir estas diretrizes:
Diâmetro máximo do furo a ser colocado = 0,200 polegada
Sobreposição mínima necessária ao redor do furo sem revestimento = 0,005 polegada de raio maior que o furo.
Resumo das relações entre furo e almofada
A relação entre o tamanho do furo finalizado e os tamanhos das pastilhas usadas em um projeto é fundamental para a capacidade de fabricação e confiabilidade de uma placa de circuito. Para auxiliar no entendimento dessa relação, segue um resumo das informações apresentadas nas páginas anteriores.
REGRAS PARA EVITAR A CLASSE 4:
Nenhum bloco de circuito com menos de 0,004 polegadas de anel anular (0,008 polegadas maior que o diâmetro da broca), a menos que a quebra do bloco seja permitida. Se for necessário um anel anular com menos de 0,005 pol., recomendam-se as pastilhas com derrapagem.
Sem almofadas de folga em camadas planas com menos de 0,010 pol. de anel anular (0,020 pol. maior que o diâmetro da broca).
DIRETRIZES: (Veja a ilustração abaixo)
O tamanho da broca para furos revestidos é de 0,005 polegada a 0,006 polegada maior que o tamanho nominal do furo acabado especificado. Isso depende dos tamanhos de broca disponíveis. O tamanho da broca para furos não revestidos é o tamanho mais próximo possível do tamanho nominal especificado do furo acabado. Isso depende dos tamanhos de broca disponíveis.
Para evitar rompimento, os pads de circuito devem ser 0,008 polegada maiores que o tamanho da broca (isso equivale a 0,014 polegada maior que o tamanho nominal do orifício acabado especificado). Para manter um espaço dielétrico mínimo de 0,005 polegada entre a parede do furo e a borda de uma folga de camada plana, as almofadas de folga devem ser 0,020 polegada maiores que o diâmetro da broca (isso equivale a 0,026 polegada maior que o tamanho nominal do furo acabado especificado para furos revestidos ).
Espessura da placa acabada
A espessura máxima da placa acabada mediu cobre a cobre. Essa medição é crítica para o fabricante, pois afeta a relação de aspecto, as alturas da pilha de perfuração e perfilação e as limitações fixas do equipamento de processamento. Para obter informações adicionais, consulte a Seção de Materiais.
DIRETRIZES:
A espessura total da placa, incluindo a máscara de solda, deve estar entre 0,020 polegada e 0,270 polegada.
RESTRIÇÕES
Racks de galvanização, cestos eletrolíticos, classificação de inflamabilidade UL, lavadores de camadas externas, laminadores. Placas com menos de 0,052 polegadas requerem manuseio e processamento especiais na operação de nivelamento com ar quente, o que afeta negativamente a capacidade da máquina e afeta os custos.
PROPORÇÃO DA TELA
A espessura máxima da placa dividida pelo menor diâmetro de broca selecionado. A espessura máxima da placa é a espessura calculada sobre o cobre antes do revestimento. Espessura adicional causada por chapeamento, nivelamento de solda de ar quente ou máscara de solda não tem impacto na proporção.
REGRAS PARA EVITAR A CLASSE 4:
Consulte a Matriz na página C-19
Capacidade de revestimento de proporção de aspecto
Observação: esta matriz de proporção de aspecto fornece diretrizes gerais para estabelecer a capacidade de proporção de aspecto. Se a espessura da placa e o tamanho mínimo da broca variarem consideravelmente dos dados acima, entre em contato com a Merix.
Tolerância geral do perfil acabado
As dimensões e tolerâncias do perfil da placa acabada, conforme especificado no desenho.
REGRAS PARA EVITAR A CLASSE 4:
A tolerância dimensional geral não é inferior a +/- 0,004 polegada do furo de referência perfurado para qualquer borda de placa perfilada. De acordo com a IPC-D-300: “Uma aresta da placa deve ser localizada a partir de um dado e, quando aplicável, outras arestas devem ser dimensionadas a partir desse mesmo datum. Onde as bordas externas da placa tiverem uma relação entre si, elas devem ser dimensionadas usando uma única dimensão para manter essa relação.”
DADOS PARA A BORDA
A tolerância de ponta a ponta da placa não deve ser inferior a +/- 0,008 polegada. Os recursos roteados internos, como furos, devem ter tolerâncias não inferiores a +/- 0,005 polegada nas bordas do recurso. Se forem necessárias tolerâncias mais estreitas, um processo especial precisa ser negociado com nossos engenheiros de produção.
DE BORDA A BORDA
DIRETRIZES
PERFIL DO EIXO X/Y
Use a tolerância mais generosa que o produto permitir para minimizar o preço da placa. Além disso, use apenas um tamanho de cortador. O tamanho de fresa preferido para roteamento é de 0,125 polegada ou 0,093 polegada de diâmetro. Evite o uso de cortadores menores.
Evite o roteamento através de recursos de metal. O resultado requer rebarbação manual excessiva e pode causar defeitos de qualidade.
PROCESSO DE PERFIL DE TOLERÂNCIA ESPECIAL:
O roteamento duplo de recursos internos (furos ou recortes) pode ser aplicado em qualquer eixo. A tolerância não deve ser inferior a +/-0,004 polegadas nas bordas roteadas do recurso.
O roteamento duplo de recursos externos pode ser executado em um eixo da placa de circuito apenas devido à estabilidade do material e da ferramenta. A tolerância não deve ser inferior a +/- 0,005 polegada de borda a borda do recurso no eixo de roteamento duplo. O padrão do eixo oposto é a tolerância de +/- 0,008.
DE BORDA A BORDA
(Percurso Duplo)
RESTRIÇÕES
Precisão da operação de roteamento e, mais importante, capacidade.
Nossos tamanhos de cortador padrão produzem os seguintes raios de 0,062 polegadas, 0,047 polegadas e 0,031 polegadas = cortador de 0,062 polegadas.
O roteamento de pinos convencional requer um mínimo de dois pinos por placa. Os tamanhos dos pinos devem ser maiores que 0,062 polegadas e menores que 0,251 polegadas.
Roteamento de Abas
A preferência é configurar peças para roteamento de abas em função da operação do ferramental. Para evitar modificações desnecessárias no desenho mecânico, é preferível que o cliente forneça apenas uma nota informando que a peça precisa ser enviada em forma de painel, notas delta indicando onde as abas não podem ser localizadas. Se a localização das peças no painel for crítica, as dimensões dos pontos de referência das peças para os orifícios de localização do conjunto de componentes devem ser fornecidas.
A seguir estão os parâmetros usados na configuração de uma peça panelizada roteada por guia:
Localize as guias a no mínimo 0,350 polegadas de qualquer canto da placa.
Coloque as abas a no mínimo 0,350 polegadas de qualquer canto da placa.
Coloque as abas a no mínimo 0,350 polegada dos furos de referência, ou diretamente no centro.
Um cortador de 0,125 polegadas será utilizado, a menos que o projeto exija o contrário. Todos os caminhos de corte que não estão entre as placas terão 0,125 polegada de largura; o espaçamento preferencial entre as placas é de 0,250 polegada, mínimo de 0,150.
Coloque as abas a 3,00 +/- 0,50 polegada de distância umas das outras.
Mantenha as abas em linha reta com o eixo X – Y, se possível.
Onde houver orifícios de componentes ou traços próximos à borda da placa, tente evitar a formação de abas nessas áreas para evitar que os traços ou as paredes dos orifícios se quebrem.
A largura da guia é de 0,125 +/- 0,010 polegada.
A dimensão do local da guia é +/- 0,025 polegada.
Dimensione tabulações para o centro da tabulação em uma grade de 0,025.
Coloque as abas a uma distância mínima de 0,250 +/- polegada de qualquer raio na borda externa da placa.
Perfil do Quadro Pontuado
Este processo coloca ranhuras em lados opostos de um painel ou entre placas, com a finalidade de despanelizar por encaixe das placas do painel. Uma vez que as placas podem ser “encaixadas” umas nas outras, mais placas podem ser colocadas no painel‡, reduzindo assim o custo da placa.
Diretrizes de projeto
As localizações das ranhuras precisam ser claramente identificadas no desenho, com referência à linha central do recurso de ranhura.
A espessura da banda (material remanescente entre ranhuras opostas) deve ser especificada. A espessura típica da trama é de 0,008 polegadas a 0,014 polegadas. A espessura mínima da trama é de 0,006 polegadas. Uma espessura de banda diferente pode ser especificada dentro de um painel, mas não dentro de um único corte vincado.
O ângulo da ranhura não precisa ser especificado. É fixado em 30 graus.
A profundidade da ranhura não deve ser especificada, porque não é controlada (a espessura da alma é controlada). Além disso, a centralização entre a parte superior e inferior não deve ser especificada.
Para facilitar a despanelização, são recomendados sulcos que vão até a borda do painel.
A largura da ranhura para uma placa típica de 0,062 polegadas com uma teia de 0,012 polegadas é de cerca de 0,020 de largura na superfície da placa. Os recursos da imagem precisam ser puxados para trás no mínimo 0,040 polegada do centro da linha de pontuação (borda da imagem) para esta placa e espessura da bobina.
A espessura geral da placa adequada para pontuação é de 0,030 polegada a 0,125 polegada.
Diagramas de Slots de Serra
Tolerâncias atingíveis:
Espessura da rede +/- 0,002 polegadas
De ponta a ponta +/- 0,005 polegada
Datum até a borda +/- 0,008 polegadas
RESTRIÇÕES
Pontuações diagonais ou curvas não são possíveis. As pontuações devem ser paralelas à borda do painel.
A lâmina de serra circular de 4 polegadas de diâmetro causa um excesso nas extremidades de cada corte. Para uma placa típica de 0,062 polegadas com uma teia de 0,012 polegadas, esse excesso é de aproximadamente 0,3 polegadas. A distância entre as placas em um painel deve compensar isso, se as placas estiverem deslocadas no painel.
Devido a problemas associados com tolerâncias empilhadas em conjunto com configurações múltiplas, não é recomendado ter pontuação e roteamento de perfil no mesmo painel.
Com exceção das bordas do painel, a marcação não deve cortar metal.
Para requisitos especiais, entre em contato com a Merix.
Operações de acabamento manual
FRESADORA DE BORDAS MANUAL
As placas podem exigir fresagem de borda para reduzir a espessura da placa de circuito a uma espessura e tolerância especificadas. Normalmente, isso é feito para permitir que a placa se encaixe em uma guia de cartão quando montada.
A borda fresada é geralmente um “degrau” na borda da placa. Veja o diagrama abaixo. A profundidade do degrau varia de 0,010 polegada removida a 0,032 polegada restante. A largura do degrau é variável de 0,020 polegada a 0,375 polegada. Os requisitos de fresamento devem ser limitados a cortes simples, ou seja, duas bordas retas e cantos simples. O caminho da fresadora é limitado a voltas de 90 graus e os raios internos são controlados pelo diâmetro da fresa (mínimo 0,125 polegadas e tamanhos padrão comuns). Geometrias diferentes de um degrau são possíveis, mas precisam ser avaliadas individualmente, pois o tempo de processamento é proibitivo. O fresamento de duas faces é fortemente desencorajado, pois a precisão da espessura da aresta é reduzida.
A espessura acabada da aresta fresada pode ser mantida em +/- 0,008 polegada para uma aresta fresada de face única. Para uma aresta fresada de dupla face, a espessura acabada pode ser mantida em +/- 0,010 polegada. A largura do degrau pode ser mantida em +/- 0,010 polegada.
São necessários pinos de ferramentas internas. Esses orifícios de ferramentas devem ser internos à placa acabada e devem estar localizados o mais próximo possível (mas não exatamente dentro) da parte da placa a ser fresada. O acabamento produzido pelo processo de fresagem é semelhante ao produzido pelo perfilamento de borda NC. Não são produzidas fibras de vidro fraturadas.
Bisel de Borda
O chanfro da borda pode ser executado na borda externa da placa, um segmento rebaixado da placa ou interno à placa. As camadas planas da camada interna devem ser rebaixadas para evitar a exposição do plano quando as placas são chanfradas. Os seguintes ângulos e profundidades podem ser alcançados com espessura suficiente da placa:
20 graus por 0,070 polegadas de profundidade
30 graus por 0,050 polegadas de profundidade
45 graus por 0,040 polegadas de profundidade
Consulte o diagrama abaixo para obter os requisitos de dimensão para chanfros executados internamente ao plano.
DIAGRAMA DAS DIMENSÕES NECESSÁRIAS PARA O BISEL DA BORDA INTERNA
OPÇÕES DE REVESTIMENTO
Para placas de circuito revestidas através de furos, cobre não eletrolítico, seguido por cobre galvanizado, é depositado na parede do furo com uma espessura média de 0,001 polegada. Durante o processo de eletrodeposição de cobre, as linhas externas recebem uma média de 0,0013 polegada de cobertura de cobre, além da folha de cobre original de 0,5 ou 1 onça já presente.
Todos os circuitos expostos, dependendo das especificações antes ou depois da máscara de solda, precisam ser protegidos por um dos acabamentos identificados abaixo.
Níquel - estanho fosco
Espessura típica: Estanho de 300 μpolegadas sobre níquel de 200 μpolegadas.
Superfície soldável
Boa vida útil
Níquel - ouro duro
Espessura típica: 30 a 50 μpolegadas de ouro (99,7%) sobre 200 μpolegadas de níquel ou 8 a 12 μpolegadas de ouro (99,7%) sobre 200 μpolegadas de níquel para uma superfície soldável
Excelente resistência à corrosão
Dureza Knoop de 130 a 220
Excelente resistência ao desgaste, melhor para chaves rotativas de superfície, contatos on-off e conectores de borda
Excelente vida útil
Níquel – Ouro Suave
Espessura típica: 30 a 50 μpolegadas de ouro (99,9%) sobre 200 μpolegadas de níquel
Excelente resistência à corrosão
Menos de 90 dureza Knoop
Bom para contatos de pressão e ligação de alumínio ou fio de ouro
Resistência ao desgaste razoável
Excelente vida útil
Níquel químico/ouro de imersão (99,9% ouro)
Espessura típica: 3 a 8 μpolegadas de ouro sobre 180 μpolegadas de níquel
Excelente resistência à corrosão
Bom para colagem de fios de alumínio
Excelente para tecnologia de passo fino
Excelente soldabilidade
Excelente vida útil
HASL (Eutético: 63% Estanho – 37% Chumbo)
Espessura típica do revestimento: 30 μinch a 200 μinch, dependendo do projeto.
Excelente soldabilidade
Capacidade de passo de 0,025 polegadas
Capacidade de espessura mínima da placa de 0,030 polegadas
Boa vida útil
Conservante Orgânico de Soldabilidade (OSP) ou Antimanchas‡
Espessura típica do revestimento: 8 μinch a 20 μinch
Excelente soldabilidade
Excelente coplanaridade da superfície e uniformidade do tamanho do furo
Excelente para uso em tecnologia de passo fino
Contraste de superfície aprimorado - capacidade de visão de montagem
Placa não submetida a choque térmico (como com HASL)
Boa vida útil (12 meses)
Folheado a ouro
OBJETIVO
Comunicar regras e diretrizes para o projeto de áreas de contato de ouro em placas de circuito impresso de alta densidade. Ao entender as restrições de processamento dos processos de imagem dupla, o projetista da placa de circuito pode ter uma influência positiva no preço da placa.
Revestimento de imagem seletiva ou dupla
Este processo é reservado para peças que possuem requisitos de áreas de ouro internas à placa. Requer mão de obra e materiais extras associados ao revestimento de imagens duplas.
Restrições de projeto
A imagem de estanho deve incluir toda a área folheada, exceto aquela chamada de folheada a ouro (a estanhagem não deve se sobrepor à área folheada a ouro). A imagem de ouro deve incluir toda a área designada para ser folheada a ouro no desenho.
A sobreposição da imagem dourada na área de estanho está entre 0,050 e 0,100 polegadas.
Na área da imagem dupla, os orifícios devem ser apoiados com almofadas em ambos os lados com o mesmo tipo de revestimento, estanho ou ouro. Se for necessário chapear ouro e estanho no mesmo orifício, deve-se fornecer uma almofada de quebra dentro do filme de estanho no lado oposto da almofada padrão. Se for necessário que um orifício seja banhado a ouro, o requisito mínimo de espessura de cobre neste orifício deve ser dispensado.
Os contatos internos dos dedos, quando chamados de banhados a ouro, devem incluir toda a área de contato.
A largura do traço na área de sobreposição deve ser de no mínimo 0,010 polegada.
O espaçamento entre trechos paralelos ou almofadas dentro da área de sobreposição deve ser maior que 0,015 polegada. Se o espaçamento for inferior a 0,015 polegada, a sobreposição deve ser escalonada em um mínimo de 0,020 polegada.
Revestimento do Conector de Borda
O processo de fabricação preferido para revestimento de ouro de conectores de borda é o revestimento de abas. Este processo não requer mão-de-obra e materiais extras associados ao revestimento de imagens duplas.
Restrições de projeto
O comprimento máximo da aba banhada a ouro é de 0,8 polegadas.
A profundidade máxima de chapeamento é de 2,5 polegadas da linha de cisalhamento (consulte o diagrama na próxima página).
Uma distância mínima de 0,030 polegada entre as almofadas de contato permite uma boa aderência da fita de revestimento e uma linha bem definida entre a área banhada a ouro e a área revestida de solda.
O anel anular de um furo passante deve estar a no mínimo 0,030 da borda da área banhada a ouro para evitar “buracos negros”, resultando em problemas de soldabilidade. É melhor manter os orifícios o mais longe possível da área do conector da borda dourada.
Nota: O processo da placa de abas não está configurado para chapeamento de furo passante. É um processo de revestimento de superfície. O ouro sobre o revestimento de níquel da parede do buraco não seria confiável.
SOLDERMASK
Objetivo
Comunicar regras e diretrizes para projetar arte de máscara de solda com base no tipo de máscara.
Disponibilidade da Máscara de Solda
Uma variedade de máscaras de solda foi selecionada para atender às necessidades de nossos clientes. A seguir está uma descrição das máscaras de solda atualmente disponíveis. A necessidade de tolerâncias mais estreitas levou à implementação de máscaras de solda com imagem fotográfica.
Máscaras de Solda Liquid Photo-Imageable (LPISM)
O Enthone DSR 3241 ‡ é aplicado pelo processo de revestimento por tela inundada, enquanto o PROBIMER 52M® é aplicado pelo processo de revestimento por cortina. Enthone DSR 3241 tem um acabamento verde semi-fosco. Enthone DSR 3241soldermask melhorou a capacidade de resolução, o que significa que pode conter um recurso mais fino, como uma “barragem” entre os pads SMT. Máscaras de solda líquidas com imagem fotográfica são consideradas as máscaras de solda de escolha para a maioria dos produtos de placas de circuito devido à sua alta resolução, excelentes propriedades elétricas e compatibilidade com a tecnologia de montagem em superfície.
A “tenda” do furo está disponível por meio do processo via-cap no qual o PC401Æ, um epóxi termicamente curado, é colocado sobre os furos a serem protegidos, após a aplicação de uma máscara de solda líquida com imagem fotográfica. Esta é uma vantagem para aplicações de vácuo após a montagem.
Restrições de projeto de máscara de solda, geral
O cliente deve fornecer os arquivos de máscara de solda do pad mestre, ou seja, os pads de máscara de solda devem ter o mesmo diâmetro que os pads da camada externa. As modificações, para fornecer os tamanhos corretos de almofada de folga necessários para o processamento, são realizadas como parte do processo inicial de ferramental. Esses tamanhos de almofada de folga resultam em nenhuma invasão da máscara de solda nas almofadas.
* Requisito de aceitação IPC A600 Rev E Classe II e III
Observação: O espaçamento mínimo entre a almofada e o traço (B), se menor que o necessário, resultará em máscara de solda na almofada ou metal exposto no traço.
Limpeza de Buraco
Com Enthone DSR 3241, em casos de furos ≤ 0,018 polegadas e barragens de 0,003 polegadas (consulte a página seguinte), os furos podem permanecer obstruídos devido a requisitos especiais do processo. Com processamento normal, furos ≤ 0,0135 podem permanecer obstruídos.
Adesão de máscara de solda (“Dams”) entre pads SMT
Se um pequeno recurso de máscara de solda for necessário entre pads pouco espaçados, dois itens são críticos, o espaçamento mínimo que é fornecido entre os pads e o tamanho mínimo do recurso de máscara de solda que pode ser reproduzido com sucesso. Essas dimensões são as seguintes:
Espaçamento mínimo da almofada
0,006 polegadas para Enthone DSR 3241
Tamanho Mínimo do Recurso
0,002 polegadas para Enthone DSR 3241
Nota: Se os pads estiverem mais próximos do que o espaçamento mínimo descrito acima, as áreas entre os pads devem estar livres de máscara de solda ou a confiabilidade de retenção não será de 100%.
A força da adesão da máscara de solda sobre o revestimento de ouro depende do tipo de máscara de solda, do tipo de ouro e das condições de processamento do usuário final. Recomenda-se que o projetista entre em contato com a Merix antes de finalizar o projeto.
Tenting de furos de via com máscara de solda
Via tampando com resistência blindada
O fechamento de furos está disponível através do processo Via Cap. Em placas revestidas com máscara líquida de imagem fotográfica, as vias podem ser protegidas com máscara de solda criando uma capa de epóxi. As modificações de arte necessárias para o processamento são realizadas como parte do ferramental inicial. Um arquivo de projeto separado deve ser fornecido pelo cliente, que inclui apenas as vias que devem ser tampadas. O cliente precisa fornecer a máscara de solda do pad mestre e os arquivos de via, ou seja, a máscara de solda e os pads de via que são do mesmo tamanho que os pads da camada externa.
Através de Restrições de Design de Limitação
O tamanho máximo do furo acabado para tampar via é de 0,020 pol. de diâmetro (diâmetro de broca preferencial de 0,021 pol.).
Geralmente, as vias que não são de teste são tampadas na parte inferior da placa. Através de tampas em ambos os lados resulta em tampas levantadas ou quebradas. Portanto, não é permitido.
As tampas de passagem terão uma superfície elevada de cerca de 0,0024" +/- 0,002" polegada acima da almofada de cobre da camada externa. Esta medição pode incluir espessura de solda e/ou máscara de solda permanente.
A Merix garantirá um mínimo de 98% dos furos tampados, com furos abertos localizados aleatoriamente.
Máscara de solda destacável
Máscara de solda destacável (PSM) é uma máscara de solda temporária que é seletivamente aplicada a uma placa de circuito antes do processo de nivelamento de solda por ar quente (HASL). Sua finalidade é proteger as superfícies banhadas a ouro de serem revestidas com solda. Após o processo HASL, o PSM é removido manualmente.
Restrições da máscara de solda destacável
Se o PSM terminar nas áreas de vidro nu ao redor das almofadas (ou outras áreas não cobertas com máscara permanente), ele deixará um resíduo azul nessas áreas.
É permitido um máximo de 24 tiras individuais de PSM por painel. Isso é para minimizar o tempo necessário para descascar manualmente as tiras PSM do painel.
O arquivo de máscara de solda permanente deve fornecer uma cobertura mínima da interface cobre/ouro (consulte o desenho).
Recomenda-se que o projetista discuta os requisitos do PSM com a Merix antes de finalizar o projeto.
NOMENCLATURA
Tamanho da letra: ≥ 0,006" Largura da linha, ≥ 0,035" Altura.
Cor: De preferência branco; Amarelo, laranja e preto também estão disponíveis.
A nomenclatura sobre solda (HASL) terá pouca aderência.
A nomenclatura colocada sobre o cobre nu antes do HASL terá um “halo” de cobre aparente após o HASL
BLIND E ENTERRADO VIA (BBV) PLACAS
Descrição geral
Como os orifícios passantes em uma placa multicamada convencional, as vias cegas e/ou enterradas são orifícios que fazem conexões entre as camadas. No entanto, ao contrário de uma placa multicamada convencional, as vias cegas e enterradas permitem que circuitos de topografia não planar sejam conectados. Isso é importante, pois conserva o estado da placa de circuito porque permite que apenas as camadas necessárias sejam conectadas.
A Merix usa a seguinte terminologia para definir diferentes tipos de interconexão perfurada:
Um furo passante via tem acesso a ambas as camadas externas.
Uma via cega não passa por todo o tabuleiro, tendo acesso apenas a uma camada externa.
Uma via enterrada fornece conexão dentro das camadas internas, não tem acesso às camadas externas.
Exemplo de Placa BBV de 6 Camadas
Restrições de Projeto do BBV
Limitação UL de no máximo três ciclos de prensa térmica. O exemplo acima requer dois desses ciclos: Primeiro, para laminar as camadas 1/2 a 3/4; segundo, para laminar as camadas 1/2 e 3/4 a 5/6.
Espessura do núcleo mínimo de 0,003.
Observação: 0,5 onças de cobre são necessárias para camadas de BBV. Camadas individuais de BBV receberão cobre eletrolítico de 0,0007 polegadas durante o processo de chapeamento através do orifício, elevando a espessura total do cobre para 0,0014 polegadas.
Tamanho mínimo da broca 0,0079 com proporção máxima de 7:1 para substratos cegos/enterrados.
Nota: Todos os orifícios BBV serão tapados com epóxi durante os ciclos de laminação subsequentes.
A capacidade de registrar furos nas camadas internas é afetada após cada ciclo de laminação.
Anel Anular Mínimo: Perfurado antes do primeiro ciclo de prensa - 0,004 polegada por lado
Perfurado após o primeiro ciclo de impressão - 0,004 polegada por lado
Perfurado após o segundo ciclo de prensa - 0,006 polegada por lado
Perfurado após o terceiro ciclo de prensa - 0,009 polegada por lado
Aplicam-se as recomendações de projeto multicamadas, conforme descrito na página B11.
Informações necessárias sobre desenhos:
A tabela de furos deve listar os furos passantes revestidos separadamente dos furos BBV.
Entre em contato com a Merix para obter informações adicionais sobre o projeto de placas BBV. IMPEDÂNCIA CONTROLADA
Impedância característica
A impedância característica de uma linha de transmissão depende da relação entre a largura do condutor, a espessura do condutor, a espessura dielétrica entre o condutor e os planos de referência de energia de aterramento e a constante dielétrica do meio dielétrico.
Recomenda-se que o projetista entre em contato com a Merix para discutir as necessidades de impedância durante a fase inicial do projeto. Isso permitirá a compreensão mútua dos requisitos e do impacto das características do material, como Dk's específicos e processos de fabricação, nas metas e tolerâncias de impedância necessárias.
A impedância real pode ter que ser testada por meio de uma pequena construção de protótipo. Isso geralmente é necessário quando são necessárias tolerâncias de impedância apertadas ou no caso de pequenas larguras de linha e espessuras dielétricas, que são mais sensíveis a variações. Uma oscilação de tolerância devido a variações de corrosão será mais significativa para uma largura de linha de 0,005 polegada do que para uma linha de 0,010 polegada, por exemplo.
A largura da linha e as espessuras dielétricas devem ser documentadas apenas como dimensões de referência. Isso permitirá que o Merix faça pequenos ajustes em ambos os parâmetros para corresponder aos alvos de impedância.
Observação: Caso seja necessária a modificação da largura da linha, ela será realizada apenas globalmente. Ou seja, todas as linhas de mesma largura serão modificadas em uma determinada camada. Nenhuma modificação será feita sem o consentimento prévio do cliente.
Para cálculos de impedância, é importante considerar o Etch Factor, a redução efetiva da largura da linha durante o processo de corrosão. (Consulte a página C8 ). A exceção a isso é com placas com Aspect Ratio GE 4.5:1 ou com placas GE 0,090 polegadas de espessura e Aspect Ratio de GE 3:1. Nenhum fator de corrosão precisa ser considerado nesses casos.
A tolerância de impedância recomendada é de +/- 10%. Uma tolerância menor geralmente é alcançável, especialmente com estruturas Microstrip e Stripline totalmente incorporadas. Este requisito deve ser discutido com a Merix para o foco apropriado.
Alterações nos parâmetros físicos afetarão a impedância da seguinte forma:
Estruturas de impedância
Microfita de Superfície
A linha microstrip é uma estrutura de linha de transmissão popular para circuitos digitais de alta velocidade. A localização da microfita de superfície na camada externa está sujeita a variáveis de impedância potencialmente maiores. Isso se deve ao revestimento de cobre adicional que recebe, resultando em espessura de linha aumentada e tolerâncias de largura de linha.
Para linhas de microfita muito largas (w ≈ >1,0 polegada), o εeff se tornará quase igual a εr. Para linhas muito estreitas (w ≤ 0,005 polegada) o εeff será aproximadamente a média de εr para o material dielétrico e ar, ou seja, εeff ≈ 0,5 (εr +1).
Para aplicações Microstrip, a seguinte fórmula fornecerá uma aproximação de impedância:
onde: Impedância característica Zo; εeff Constante Dielétrica Efetiva; h Espessura Dielétrica;
w Largura da linha (média); t Espessura da linha (incluindo cobre banhado)
Para aplicações críticas, a linha Microstrip pode ser embutida em material dielétrico. A impedância pode ser calculada a partir da fórmula Surface Microstrip. Em seguida, para cada 0,001 polegada abaixo da superfície, subtraia 1% da impedância calculada. Este fator de redução fornece bons resultados para incorporação de até aproximadamente 0,015 polegada. Uma incorporação mais espessa tem pouco efeito adicional. Estruturas de impedância, continuação
Stripline
O stripline é embutido em material dielétrico e é colocado entre dois planos de referência. Essa configuração reduz significativamente o efeito de diafonia. Essa estrutura é mais adequada para melhorar as tolerâncias de impedância.
Para aplicações Stripline, a seguinte fórmula fornecerá uma aproximação aproximada da impedância:
onde: Z0 Impedância característica; er Constante dielétrica do material; h espessura dielétrica;
w Largura da linha (média); t Espessura da linha
Outra estrutura comumente especificada é a Dual Stripline. Nenhuma fórmula foi encontrada que acomode com precisão uma ampla gama de espessuras de estrutura. Para este tipo de linha de transmissão, a Merix desenvolveu dados empíricos para correção. Para modelagem de impedância deste tipo e outras linhas de transmissão simples ou diferenciais complexas, entre em contato com a Merix.
Padrão de teste de impedância
A impedância real será medida através do método TDR (Reflectometria no domínio do tempo).
Linhas de teste adequadas precisam ser fornecidas pelo projetista para cada camada com requisitos de impedância. Essas linhas precisam ter no mínimo 3,0 polegadas de comprimento (idealmente 5,0 polegadas) sem rede em outra camada. Eles também precisam ser acessíveis a partir da camada externa com um furo de diâmetro mínimo de 0,030 e estar a 0,150 polegada de outro furo de mesmo diâmetro, fazendo conexão com o plano de referência.
_________________
Fórmulas de acordo com o padrão de design ANSI/IPC-D-275 para placas impressas rígidas (setembro de 1991)Estruturas de impedância, continuação
Na ausência de uma linha de teste fornecida pelo cliente, a Merix adicionará um cupom de teste adequado ao painel. Com a localização do painel e larguras de linha apropriadas, ele será bem representativo do quadro real. Este cupom servirá como referência para a aceitação dos requisitos de impedância. O cupom pode ser identificado, a fim de manter sua relação com o painel, se necessário.
Conexão com Ref. Conexão de Plano para Pad
Comprimento da linha 5 polegadas
.150
Padrão de teste de impedância
Observação: Para o padrão de teste, a Merix selecionará o tamanho de orifício apropriado no desenho da placa de circuito.
teste
Três principais parâmetros de teste são de interesse dos clientes:
Tensão de teste
A quantidade de energia aplicada ao circuito para teste.
Resistência de continuidade
A resistência máxima permitida para um circuito. Qualquer resistência mais alta indica um possível circuito aberto.
Resistência de isolamento
A resistência mínima permitida entre entidades elétricas separadas. Qualquer resistência menor indica um possível curto.
As configurações testáveis para esses parâmetros dependem do sistema. A tabela a seguir identifica os três sistemas atualmente disponíveis para novos projetos, as faixas dos parâmetros em cada sistema e o tamanho máximo testável para cada sistema.
Observação: TSR, Test System Resistance, varia de 2,5 a 6,5 ohms. O TSR deve ser adicionado aos valores declarados de resistência de continuidade para obter faixas testáveis verdadeiras. Por exemplo, no TRACE 948, quando o TSR é de 5,03 ohms, a faixa real testável da resistência de continuidade é de 8,03 a 605,03 ohms.
Nota: É possível que um teste indique abertura e curto entre os mesmos pontos de teste. Quando isso acontece, a placa é tratada como possivelmente defeituosa e verificada manualmente.
Uma sonda de teste Flying está disponível para pedidos com menos de 72.000 pontos de teste no total. Isso equivale a 12 placas com 6.000 pontos de teste cada. Construções únicas ou uma vez por ano seriam candidatas para este teste sem acessórios. Este teste está sujeito à disponibilidade de agendamento, uma vez que cada teste é demorado.
FAIXA DE RESISTÊNCIA DE TENSÃO TAMANHO TESTÁVEL
10 – 500v 50 ohms a 100 megaohms 24” e 27”
REQUISITOS DE PROJETO PARA TESTE DE CONTINUIDADE DE DISPOSITIVOS DE PASSO FINO:
Para facilitar o teste eficaz de dispositivos SMD de passo fino, até 0,020 polegadas ctc. campo, algumas regras críticas devem ser seguidas durante o projeto do tabuleiro.
Afinação mínima – A distância mínima de centro a centro para pads SMD é atualmente definida em 0,020 polegadas.
Comprimento mínimo do pad – (Consulte a figura 1.) O comprimento mínimo do pad para todos os pads SMD é atualmente definido em 0,070 polegadas.
Disponibilidade do local da grade – (consulte a figura 2.) O número de pontos de teste, orifícios passantes ou almofadas SMD, em uma determinada área da placa, é limitado ao número de locais da grade da máquina de teste na mesma área. Ou seja, para cada ponto de teste em uma placa, deve haver um local de grade de teste exclusivo dentro de 0,200 polegada. Quando um local de grade exclusivo não está disponível, o ponto de teste não pode ser testado. Isso normalmente não é um problema, exceto quando muitos pads SMD estão localizados em uma área muito pequena.
figura 1
A Figura 1 ilustra esse problema mostrando um lado de um dispositivo típico de passo de 0,020 polegada sobreposto a uma grade de 0,100 polegada de locais de grade de máquina de teste. Para cada 0,100 polegada abaixo de cada lado do dispositivo, existem cinco almofadas SMD, pontos de teste. Para testar todas as almofadas, uma faixa de cinco locais de grade da máquina de teste deve ser reservada para cada lado de um pacote quádruplo de passo de 0,020 pol. Em seguida, pads para dois dispositivos de pitch de 0,020 polegadas podem ser localizados a menos de 0,500 polegadas, sem absolutamente nenhum outro ponto de teste, por exemplo, resistor ou pads de capacitor entre eles. Se os pacotes quádruplos estiverem a menos de 0,500 polegada ou se outros pontos de teste forem colocados entre eles, alguns pontos de teste não poderão ser testados. Da mesma forma, uma faixa de quatro locais de largura é necessária para cada lado de um dispositivo de inclinação de 0,025 polegadas. Então, dois dispositivos de 0,025 polegadas podem ser localizados a menos de 0,400 polegadas,
Para testes 100%, não pode haver mais pontos de teste em uma área específica de uma placa do que pontos de grade de máquina em uma área específica de uma placa.
Registro de placa para fixação – Para facilitar um bom registro de placa para fixação, deve haver três orifícios não revestidos de tamanho suficiente, 0,070 pol. a 0,155 pol. de diâmetro, posicionados de forma que as linhas conectando os orifícios formem um triângulo. As pegadas para todos os dispositivos de passo fino devem cair dentro ou sobre esse triângulo. O raciocínio por trás disso é que o movimento do tabuleiro será menor perto do centróide do triângulo.
Para ajudar na geração oportuna da netlist, evite grandes áreas desenhadas nos dados gerber, especialmente em camadas planas. Pads SMD com flash nas camadas externas precisam ser utilizados.
Cupom de teste de bipe
O uso de um cupom de teste de bipe com a finalidade de testar eletronicamente o registro da camada interna é ocasionalmente empregado. As seguintes regras de projeto devem ser observadas:
O diâmetro da folga deve ser dimensionado de maneira que leve em consideração a capacidade de corrosão com base no peso do cobre (onça). O diâmetro da folga deve ser determinado na base da característica gravada. A folga deve ser no mínimo 0,001 polegada maior que o diâmetro mínimo do anel anular. Isso evita a falha do teste de bipe na tangência e permite a tolerância à corrosão. O diâmetro ideal da folga do teste de bipe não deve ser menor que 0,013 polegada maior que o diâmetro da broca usado para perfurar o orifício dentro do recurso.
O diâmetro ideal da broca usado para perfurar o recurso de folga do cupom deve estar entre 0,030 e 0,070 polegada.
Especifique apenas um cupom de teste de bipe por canto do painel (4 no total).
Padrão de teste de bipe
MARCAÇÃO DE APROVAÇÃO DE UNDERWRITERS LABORATORIES INC. (UL)
Classificações de reconhecimento e inflamabilidade
O reconhecimento UL significa que as placas de design e materiais de base especificados e fabricadas por meio de processos identificados foram investigadas pela Underwriters Laboratories Inc. quanto a choque térmico, força de ligação e adesão de revestimento. Os detalhes desta investigação estão no UL 796, Padrão para Placas de Fiação Impressa.
Classificação de inflamabilidade
A classificação de inflamabilidade significa que as placas de materiais básicos e design especificados, fabricados por meio de processos identificados, foram investigadas e classificadas pela Underwriters Laboratories Inc. quanto à inflamabilidade de acordo com UL 94, Padrão para testes de inflamabilidade de peças em dispositivos e aparelhos.
Diretrizes de projeto
Cada projeto deve fornecer espaço na camada externa para uma marcação reconhecida pela UL, conforme descrito no Diretório de componentes reconhecidos pela UL, cartão amarelo da UL ou relatório da UL. É responsabilidade da Merix marcar as pranchas apropriadamente. O cliente deve indicar o requisito UL em suas especificações e normas ou no desenho.
Marcação de código de lote
Muitos clientes exigem que o Merix forneça muitos códigos. Nosso código de lote é decifrado da seguinte forma:
DIRETRIZES PARA INTERFACE DE FERRAMENTAS
A transformação bem-sucedida de dados de projeto de placas de circuito impresso em ferramentas de fabricação depende da qualidade dos dados recebidos e da qualidade das decisões tomadas em sua interpretação. Esse processo é complicado por uma ampla variedade de estilos e formatos de comunicação de dados.
Recomendamos enfaticamente que a compatibilidade do sistema e a integridade do conjunto de dados sejam revisadas e testadas antes do ferramental de produção. O envio de um projeto de peça “não-produção” completo através do processo de ferramental reduz a possibilidade de que a produção seja atrasada quando o tempo for crítico.
Juntamente com uma descrição dos requisitos mínimos, uma orientação mais específica é oferecida em relação às opções de dados e preferências na forma de classes de capacidade de ferramentas. Abaixo está uma breve explicação do significado de cada uma dessas classes.
CLASSIFICAÇÃO DA CAPACIDADE DAS FERRAMENTAS
PREFERIDO
Dados de peça cujas características facilitam o processamento de projeto de ferramentas de alta qualidade e mais suave. Os conjuntos de dados de peças que se enquadram nessa categoria minimizam o risco de falhas de comunicação porque exigem menos interpretação humana, permitem maior automação do processo, têm volumes de dados reduzidos e usam protocolos de comunicação mais simples.
ACEITÁVEL
Dados de peças cujas características não são ideais, mas estão dentro de nossa capacidade normal de projeto de ferramentas.
FORTEMENTE DESANIMADO
Dados de peças cujas características ultrapassam os limites ou ficam fora da faixa de nossa capacidade normal de projeto de ferramentas. Devido ao aumento da demanda de nossos recursos e ao aumento do risco de falha de comunicação, o ferramental dessas peças deve ser negociado com seu gerente de contas Merix.
A Merix é uma forte defensora do formato de dados IPC-D-350 para troca de informações de projeto de placa de circuito. Este formato padrão contém todas as imagens e dados NC em um único arquivo integrado. A estrutura altamente definida desse formato de dados agiliza a comunicação do projeto à fabricação, eliminando a necessidade de coordenação de vários arquivos e interpretação de formatos de dados específicos do fornecedor. Para obter mais informações sobre as vantagens oferecidas pelo IPC-D-350, entre em contato com seu gerente de contas Merix.
DADOS DE IMAGEM
Os dados da imagem são uma descrição gráfica da parte usada para criar as ferramentas fotográficas. Os requisitos mínimos para dados de imagem de ferramentas são:
Pelo menos um filme de imagem fornecido para cada obra de arte.
Uma descrição clara da função de cada arquivo.
A fusão de arquivos de imagem, se necessário, deve ser claramente descrita.
Se for usado o formato Gerber, deve ser fornecida uma tabela que descreva claramente as formas e dimensões da abertura, juntamente com seu código Gerber D variado.
As aberturas personalizadas e fora do padrão devem ser descritas de forma clara e completa. Um grande número de aberturas do cliente pode exigir uma sobretaxa de ferramentas.
Se o formato Gerber for usado, as informações de formato devem ser fornecidas. Isso deve incluir uma descrição do formato da coordenada, modo de coordenada (absoluta ou incremental) e supressão de zero.
PREFERIDO
Formato Gerber ou IPC350
Função de arquivo descrita nos dados da imagem e na documentação explicativa.
As almofadas “brilham” com formas de abertura padrão em vez de “pintadas” com linhas.
Almofadas de máscara de solda do mesmo tamanho que as almofadas da camada externa, permitindo fácil modificação nas especificações de fabricação.
Transferência direta do arquivo original da tabela de abertura do sistema CAD, permitindo a tradução automática dos dados de abertura.
Código de dados ASCII.
ACEITÁVEL
Almofadas “pintadas”.
Os arquivos de imagem não estão alinhados.
Tabela de “abertura padrão” a ser usada para todas as peças. Desvios específicos da peça comunicados por meio da ordem de serviço.
Tabela de abertura com cada ordem que não é legível por máquina.
Função de arquivo descrita com convenção de nomenclatura ou documentação explicativa.
código de dados EBCDIC
FORTEMENTE DESANIMADO
Dados de imagem fornecidos apenas com filme.
Dados ausentes ou ambíguos.
Múltiplas tabelas de abertura.
Edição personalizada de recursos condutivos.
Arquivos muito grandes, geralmente causados por “pintura” ineficiente das áreas de preenchimento da imagem.
Formato diferente de Gerber ou IPC350.
DADOS DO PERFIL
O programa de perfil de roteamento é criado interpretando o desenho de fabricação da peça. Este desenho deve descrever clara e completamente o perfil da peça usando dimensionamento padrão e práticas de tolerância. Ele também deve fornecer uma referência dimensional para pelo menos um furo perfurado interno à peça.
PREFERIDO
Arquivos de desenho fornecidos em formato HPGL com compatibilidade totalmente testada antes do uso.
ACEITÁVEL
Arquivos de desenho fornecidos em formato Gerber, IGES ou DXF (v.11 ou anterior), totalmente testados antes do uso.
Desenho de fabricação de papel.
FORTEMENTE DESANIMADO
A compatibilidade da plotadora não foi totalmente testada antes do uso.
Dimensionamento incompleto da peça.
DADOS DE PERFURAÇÃO
A Merix usa o programa de perfuração fornecido como um mestre a partir do qual o programa de perfuração de produção é produzido. Os requisitos mínimos para dados de perfuração de ferramentas são:
Pelo menos um arquivo descrevendo a localização de todos os furos internos à peça.
Deve ser fornecido um relatório da oficina de perfuração que inclua as seguintes informações para cada tamanho de furo:
Tamanho do furo acabado.
Tolerância do tamanho do furo acabado.
Contagem de buracos.
Status do chapeamento do furo.
Um desenho dos locais dos furos perfurados deve ser fornecido, o que representa cada tamanho do furo perfurado com um símbolo ou letra exclusivo para verificar a exatidão dos dados da perfuração.
PREFERIDO
Dados de perfuração fornecidos no formato Excellon 2 ou formato IPC350.
A ordem do relatório da loja de perfuração de furos corresponde à ordem nos dados de perfuração.
Os dados de perfuração se alinham com os dados de imagem.
Código de dados ASCII.
ACEITÁVEL
Dados de perfuração fornecidos no formato Gerber.
Código EBCDIC ou EIA.
FORTEMENTE DESANIMADO
Fita de papel
Não é fornecido um gráfico para os orifícios perfurados.
OPÇÕES DE MÍDIA
PREFERIDO
Dados da peça fornecidos usando uma das seguintes mídias:
Modem (300/1200/2400/9600/19200 baud)
Disco de 3 1/2 polegadas (MS-DOS)
Disquete de 5 1/4 polegadas (MS-DOS)
150 MB de fita streamer de 1/4 de polegada (UNIX)
2/5 GB de fita de 8 mm (UNIX)
FORTEMENTE DESANIMADO
Dados da peça fornecidos usando uma das seguintes mídias:
Fita de papel
Dados de imagem fornecidos apenas com filme.
Outras mídias
OPÇÕES DE COMPRESSÃO DE DADOS
Se a compactação de dados for usada, uma descrição da técnica de compactação usada deve ser incluída no conjunto de dados.
PREFERIDO
Dados da peça fornecidos em um dos seguintes formatos de compactação de dados:
pkzip (MS-DOS, SUN)
tar (UNIX)
cpio (UNIX)
comprimir (SOL)
barra (SOL)
FORTEMENTE DESANIMADO
Dados da peça fornecidos usando outros formatos de compactação de dados.
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