руководство по проектированию печатной платы

<br />

   Больше фотографий, пожалуйста, нажмите Альбомы SMT THT

    Ищете 3D-модель машины, пожалуйста, нажмите SMT Machine 3D Drawing

    Ищете каталог машин SMT, пожалуйста, нажмите Каталог машин SMT

    Позвоните, чтобы обсудить машину SMT, пожалуйста, нажмите  WhatsApp SMT

    Электронное письмо специалисту по SMT, пожалуйста, нажмите SMT Specialist

<br />

Дизайн для производства

<br /> <br />

А: Введение

В этом руководстве представлен обзор требований к проектированию технологичности (DFM) и надежности жестких многослойных плат.

Технологичность — это практика проектирования печатных плат, которые соответствуют не только возможностям производственного процесса сборки заказчика, но и возможностям процесса изготовления платы. Некоторые из преимуществ проектирования с учетом технологичности:

Более высокое качество

Сокращение времени выполнения заказа

Меньшие трудозатраты и материальные затраты

Более высокая производительность при первом проходе

Минимальное воздействие на окружающую среду

Чтобы добиться этих преимуществ, данное руководство было разработано, чтобы помочь разработчику печатной платы понять основные факторы затрат, связанные с производством платы без покрытия. Драйверами затрат являются:

Необработанный ламинат – как использование панелей, так и выбор материала

Факторы сложности (компонент/технология проектирования)

Общее количество отверстий

Требования к золоту

Требования к паяльной маске

Параметры электрических испытаний

Урожай

Минимальное воздействие на окружающую среду Выбор сырья 

Выбор материала и использование панели

Цель

В этом разделе представлены рекомендации по выбору материалов для многослойных плат, которые не только соответствуют эксплуатационным характеристикам заказчика, но и минимизируют проблемы технологичности, такие как искривление, скручивание и несовпадение.

Необработанный ламинат является самым крупным компонентом стоимости многослойной плиты. Оптимизация его конструкции с использованием стандартных базовых материалов и достижение максимального использования материала на основе полезной площади, доступной для панелей стандартных размеров, может оказать значительное положительное влияние на цены и поставки многослойных плит.

При указании толщины диэлектрика, что требуется, например, из соображений импеданса, этот размер следует выбирать из базовых ламинатов или толщины препрега, которые можно приобрести в компании Merix. На странице B-3 данного руководства перечислены многослойные материалы толщиной от 0,005 до 0,042 дюйма. Некоторые приложения с низким энергопотреблением и постоянное уплотнение схем многослойных плат делают необходимым использование тонких ламинатов толщиной 0,004 дюйма или меньше. Эти тонкие (также называемые ультратонкими) ламинаты доступны только с одним слоем стеклоткани.

Требование об альтернативных материалах не должно мешать дизайнеру формировать запросы. Часто альтернативные и экономически эффективные варианты могут быть предоставлены в сочетании с постоянными инженерными разработками в Merix.

Корпорация Merix стремится к экологически безопасному производству (ECM) и поощряет клиентов использовать конструкции и процессы, которые являются менее расточительными, когда это возможно. Например, использование самого легкого веса меди (0,5 унции) приводит к наименьшему использованию химикатов и образованию побочных продуктов. Выбор паяльной маски влияет на количество и токсичность используемого и выделяемого растворителя. Выбор защиты от потускнения вместо выравнивания припоя горячим воздухом (HASL) снижает использование свинца и выбросы флюса и плавильного масла. Процессы ECM обозначены в данном руководстве символом ‡.

Свойства материала

ОСНОВНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

FR-4, армированная E-стеклом*, бифункциональная или тетрафункциональная эпоксидная смола.

Megtron , армированный E-стеклом*, эпоксидная/полифениленоксидная смола.

* См. следующий раздел препрега для стилей стекла

** Значения, непосредственно связанные с соотношением стекла и смолы.

 (1) Это расширение полимерного материала по оси Z от 25°C до 275°C. Для справки, расширение меди по оси Z составляет 0,5%.

Базовый материал и толщина FR-4

Выше приведен список наиболее часто используемых материалов FR-4 для многослойных плат. Толщина материалов GETEKÆ и Megtron одинакова. Доступны другие материалы сердечника и толщины меди. Свяжитесь с инженером по применению Merix или менеджером по работе с клиентами для получения конкретных данных. 

Обозначение и толщина препрега FR-4

Препрег или «B-Stage» — это связующий материал, используемый при изготовлении многослойных плит. В настоящее время Merix использует пять типов препрега со стеклом 106, 1080, 2116, 1500 и 7628.   

Свойства препрега (после полного отверждения) идентичны свойствам, указанным для основных материалов на стр. B-2.

Из-за различных ограничений в отношении количества слоев и/или типов препрега, которые можно использовать между слоями платы, конкретные области применения необходимо обсудить с отделом разработки приложений Merix. 

Толщина GETEK® и препреги Megtron аналогичны. Свяжитесь с инженером по применению Merix или менеджером по работе с клиентами для получения конкретных данных. 

Медь плакированная для материалов

Тип: Электроосажденная медь барабанной стороной наружу, высокотемпературное удлинение.

Материал FR-4 с медным покрытием обычно определяется по весу в унциях на фут2.

                          Номинальная толщина: 0,25 унции. = 0,0035 дюйма (8,75 мкм) ‡

      0,5 унции = 0,007 дюйма (17,5 мкм)

                                                           1,0 унция = 0,0014 дюйма (35 мкм)

                                                           2,0 унции = 0,0028 дюйма (70 мкм) 

Если позволяет пропускная способность по току, необходимо указать 0,5 унции меди.

учитываются во всех случаях.* Преимущества:

Уменьшенная размерная вариация вытравленных элементов. 

Более высокий импеданс для заданной ширины линии, меньшее изменение импеданса.

Более тонкая толщина диэлектрика для заданного импеданса, что приводит к более тонкой плате.

Сокращение образования и переработки медных отходов на 50%. Снижение воздействия на окружающую среду‡.

* Внешние слои будут гальванически покрыты дополнительной медью до общей толщины не менее 0,0014 дюйма (1 унция).

Удельное сопротивление меди

В конструкциях с более тонкими линиями распределенное сопротивление меди становится все более важным. Формула для расчета удельного сопротивления медных дорожек определяется следующим уравнением:

                 R = (0,679 X 10-6 Ом/дюйм) / (ширина X толщина в дюймах X длина)

Пример: в тонких рисунках с использованием 0,5 унции. медь, дорожка диаметром 0,005 дюйма и длиной 5 дюймов, удельное сопротивление будет:

 (0,679 х 10-6) / ((5 х 0,7 х 106)) х 5 = 0,97 Ом

Текущая пропускная способность меди

Графики приведены для сравнения пропускной способности по току для внутренних слоев при обычной толщине меди и различных превышениях температуры над окружающей средой. Нагрузочная способность внешних слоев примерно в 2 раза больше, чем у внутренних слоев.

Подробные данные о ширине линий и требованиях к интервалам см. в IPC-D-275 или MIL-STD-275.

Размеры панелей и полезная площадь

Существует три предпочтительных размера панели: 16 x 18 дюймов, 18 x 24 дюйма и 21 x 24 дюйма. Больший размер панели обеспечивает наиболее эффективную стоимость единицы обрабатываемой площади. Другие размеры панелей доступны для специальных применений.  

Примечание. Обработка GETEK ® Материал в настоящее время ограничен размером панели 18 x 24 дюйма.

Наиболее эффективное использование материала будет достигнуто при использовании досок или массивов досок, готовый контур которых максимально эффективно вписывается в полезную площадь панели‡ (см. стр. B-9). Тестовые купоны клиента должны находиться в пределах полезной площади.

Если вся панель отправляется заказчику, заказчик может договориться о том, чтобы установочные отверстия и/или отрывные выступы для вставного или поверхностного оборудования располагались за пределами полезной площади. Обычно это достигается с помощью процесса табуляции (см. стр. C-22). 

Использование материала может быть увеличено за счет использования процесса подсчета очков. В ходе этого процесса на противоположных сторонах панели между досками делаются пазы для отсоединения досок от панели. Поскольку доски можно «стыковать» друг с другом, устраняя необходимость в пространстве для путей разводки, на панели можно разместить больше досок. Этот процесс также позволяет отправить всю панель заказчику (см. стр. C-23). 

Многослойные диаграммы полезной площади

Рекомендация по многослойной укладке

Если дизайн заказчика не требует иного, ламинирование фольгой является предпочтительным методом, назначенным Merix. Это наиболее рентабельный производственный процесс, который сводит к минимуму возможность искривления и перекручивания.

Пример ламинирования фольгой (4 слоя)

Многослойная укладка

Создавайте многослойные платы с четным числом слоев.

При указании толщины диэлектрика, что может потребоваться, например, из соображений импеданса, размеры должны быть выбраны из значений толщины сердечника или препрега, доступных в Merix (см. стр. B-3 и B-4).

Толщина диэлектрика из препрега зависит от типа или комбинации различных типов этих материалов. Компания Merix сообщит вам о подходящей комбинации препрега, а также о достижимых размерах и допусках.

Целесообразно обсудить с Merix особые требования к диэлектрику на этапе проектирования, если это возможно. Это даст время для закупки материалов в случае необходимости. Кроме того, производственные проблемы могут быть решены, пока еще существует возможность внести изменения.

Примечание. Толщина — не единственный показатель стоимости материала. Другие факторы, такие как количество используемых слоев, тип материала, допуск по толщине или потребность в этом материале, могут влиять на стоимость. Если не требуется определенная толщина диэлектрика, лучше всего позволить Merix сделать выбор материала. Будут использованы материалы, которые соответствуют отраслевым стандартам, имеют самую низкую стоимость и позволяют использовать наиболее эффективные методы производства. 

3. Поддержание сбалансированной укладки по отношению к средней оси Z доски обеспечит минимальный изгиб и скручивание. Этот баланс включает в себя следующее:

Диэлектрическая толщина слоя

Толщина слоев меди и ее распределение

Расположение схемных и плоских слоев

Большее количество слоев обычно означает увеличение количества плоских слоев. Плоскости должны быть сбалансированы вокруг срединной линии оси Z укладки и идеально расположены внутри доски.

Если соблюдаются принятые правила многослойного проектирования, доски будут соответствовать максимально допустимым характеристикам изгиба и скручивания 0,010 дюйма на дюйм (1%) или выше.

4. Схема внешнего слоя

Площадь схемы и распределение между передней и задней частями платы должны быть максимально сбалансированы.

Следует учитывать воровство покрытия с низкой плотностью рисунка внешней плоскости. 

5. Допуск по толщине

По мере увеличения общей толщины многослойной плиты допуск по толщине также должен увеличиваться. Хорошим правилом является указание допуска +/- 10% от общей толщины. 

Всегда указывайте, где будет проводиться измерение толщины. Примерами могут быть: стекло к стеклу на рельсовых направляющих, по золотым контактам, по паяльной маске и т. д. 

При расчете потенциальной толщины плиты необходимо учитывать определенные конструктивные характеристики. Например: Плоские слои были вытянуты из-под золотых контактов? В этом случае не добавляйте толщину меди плоскостей к толщине платы при измерении поперек контактов.

ПРИМЕЧАНИЕ. Вклад толщины меди сигнального и плоского слоев в толщину платы зависит от ширины и плотности сигнальных линий и открытой площади плоскостей. Изолированная леска диаметром 0,006 дюйма может полностью входить в препрег и не влиять на толщину плиты. Поговорите с Merix, если общая толщина имеет первостепенное значение. Необходимый общий допуск по толщине в первую очередь основывается на статистических данных измерения материала. ± 10 % является общей рекомендацией. В зависимости от многослойной структуры укладки и используемых материалов часто достижим более строгий допуск. Такое требование необходимо обсудить с Merix для надлежащего внимания.

Чертеж изготовления

Разработчик должен указать критические характеристики конструкции, т. е. толщину готовой платы, минимальный диэлектрический зазор, количество слоев и любые электрические характеристики, важные для изготовления платы, т. е. требования к импедансу на производственном чертеже. Изготовителю должна быть предоставлена ​​максимальная свобода действий, которую допускает конструкция. 

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ФАКТОРУ СЛОЖНОСТИ

Цель 

Сообщить правила и рекомендации по проектированию печатных плат высокой плотности с использованием «матрицы факторов сложности» для обеспечения оптимальной технологичности. 

«Матрица факторов сложности» позволяет разработчикам печатных плат оценить влияние ключевых характеристик платы на производство. Понимая Матрицу, а также правила и рекомендации, можно повысить выход плит, что в конечном итоге повлияет на качество, доставку, цену и воздействие на окружающую среду. 

Эти параметры предпочтительны для Merix. Могут быть рассмотрены и другие варианты, но это может привести к снижению выхода продукции и повышению цен на картон.

Введение

Все новые детали будут проверены на соответствие заявленным производственным возможностям либо при их первом изготовлении, либо при каждом изменении номера детали.

Группа технической поддержки/инженерии приложений оценивает ключевые характеристики конструкции, чтобы определить уровень сложности данной конструкции платы.

«Матрица факторов сложности» была разработана для использования в качестве инструмента классификации деталей. Матрица структурирована с характеристиками платы, расположенными внизу слева, производственными зонами, затронутыми вверху, и допустимыми допусками для этих характеристик, расположенными внизу справа.

Используя матрицу, можно провести первоначальную оценку влияния характеристик конструкции на производственные площади и, в конечном счете, на цену печатной платы.

Ниже приведены определения четырех основных уровней сложности.

Уровни воспроизводимости платы

Эти уровни отражают постепенное увеличение сложности конструкции, инструментов, материалов и обработки и, следовательно, постепенное увеличение стоимости изготовления. Эти уровни:

Класс 1 Общая сложность конструкции. Компоненты обычно размещаются на сетке 0,100 дюйма. Расчетная ширина и расстояние между дорожками 0,007 дюйма или более.

Класс 2 Умеренная или стандартная сложность конструкции. Компоненты размещены на сетке 0,050 дюйма. Максимум две трассы между землями IC. Расчетная ширина и расстояние между дорожками от 0,005 до 0,006 дюйма. 

Класс 3 Высокая сложность конструкции (площадки для поверхностного монтажа с шагом 0,020 дюйма). Компоненты размещены на сетке 0,050 дюйма с дорожками и интервалом от 0,003 до 0,004 дюйма. Этот класс может потребовать специальной обработки или контроля процесса.                 

Класс 4 Эти детали выходят за пределы заявленных производственных мощностей. Предложение и обязательство по производству предоставляется после того, как специальные инженерные ресурсы будут отвечать за сборку этой детали. Цель состоит в том, чтобы управлять деталями, которые находятся на переднем крае наших производственных возможностей, посредством прогрессивной серии сборок. По мере накопления опыта конечной целью является выпуск серийных сборок с предсказуемой доходностью и гарантией удовлетворения потребностей клиентов и выполнения обязательств Merix. 

Матрица факторов сложности

июнь 1999 г.

Ключ:

INN — Внутренний слой PLA — Покрытие GE — Больше или равно 

DRI —— Сверление SM —— Soldermask LT —— Меньше, чем

LAM —– ML Ламинирование FIN —— Финишная обработка (профилирование) LE —– Меньше или равно

OUT -- Внешний слой GT -- Больше EQ -- Равно

Примечание. Все размеры указаны в дюймах.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Предпочтительная конструкция площадки для технологии поверхностного монтажа класса 2 6/6

Рекомендации для одной трассы через центрированные контактные площадки 0,050 дюйма следующие:

Диаметр колодки 0,031 дюйма

Обозначение отверстия 0,018 + 0,000/-0,018 дюйма; предпочтительный диаметр сверла 0,018 дюйма

Ширина трассы 0,006 дюйма/пространственная ширина 0,006 дюйма

Эти конструкции требуют многослойной конструкции из медной фольги внешнего слоя толщиной 0,5 ‡ унции. Паяльная маска предпочтительнее голой меди. См. Ограничения на стр. C-8.  

Рисунок 2 ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПЛОЩАДКИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ 6/6

СЛЕД И ШИРИНА ПРОСТРАНСТВА (продолжение)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Предпочтительная конструкция площадки для технологии поверхностного монтажа класса 3 5/5

 Рекомендации для двух дорожек между контактными площадками с расстоянием между центрами 0,050 дюйма следующие:

Диаметр колодки 0,025 дюйма

Обозначение отверстия 0,016 +0,000/-0,016 дюйма; предпочтительный диаметр сверла 0,0145 дюйма

Ширина трассы 0,005 дюйма/пространственная ширина 0,005 дюйма.

Эти конструкции требуют многослойной конструкции из медной фольги внешнего слоя толщиной 0,5 ‡ унции. Паяльная маска предпочтительнее голой меди. См. Ограничения на стр. C-8.

Рисунок 3 ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПЛОЩАДОК ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ 5/5

СЛЕД И ШИРИНА ПРОСТРАНСТВА (продолжение)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Предпочтительная конструкция площадки для технологии поверхностного монтажа класса 3 4/4

Рекомендации для трех дорожек между контактными площадками с центрированием 0,050 дюйма следующие:

Диаметр колодки 0,022 дюйма

Обозначение отверстия 0,012 + 0,000/-0,012 дюйма; предпочтительный диаметр сверла 0,012 дюйма

Ширина трассы 0,004 дюйма/пространственная ширина 0,004 дюйма

Эти конструкции требуют внешнего слоя толщиной 0,5 ‡ унции и медной конструкции внутреннего слоя для многослойных. Паяльная маска предпочтительнее оголенной меди. См. Ограничения на стр. C-8.

Рисунок 4

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПОДУШКИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИИ 4/4

СЛЕД И ШИРИНА ПРОСТРАНСТВА (продолжение)

ОГРАНИЧЕНИЯ

Ширина следа меняется в основном из-за предсказуемых потерь в процессе травления. На приведенной ниже диаграмме показано поперечное сечение трассировки внутреннего и внешнего слоев после травления.

В процессе травления травитель за счет ударных сил удаляет медь вниз и в стороны. Оловянный травильный резист в случае внешних слоев и сухой пленочный резист во внутренних слоях устанавливает исходную ширину линии, но не может избежать возможного подрезания этой границы. Для внешнего слоя, благодаря дополнительному гальваническому медному покрытию, эффективное соотношение вертикального и бокового травления составляет приблизительно 1:1. Для внутренних слоев коэффициент травления составляет примерно 2:1. Это приводит к профилям трасс, как показано на диаграммах, показанных ниже.  

Вес медного покрытия является наиболее важным фактором в контроле ширины дорожки. Использование 0,5 унции медного покрытия‡ уменьшает общую толщину протравленной меди и, таким образом, уменьшает поперечное травление.

Ширина трассы в первую очередь определяется шириной трассы на графическом объекте. Процесс травления не вызывает существенного изменения ширины базовой линии (подошвы линии). Однако верхняя часть строки уменьшается. Это важно для электрических рабочих характеристик, таких как импеданс, поскольку уменьшает площадь поперечного сечения и эффективную (среднюю) ширину линии (см. следующую страницу).

Фактор травления

Поскольку медь травится в вертикальном направлении, боковое травление уменьшит верхнюю часть дорожки, как показано ниже (A). Номинальный размер основания трассы (B) останется репрезентативным для ширины нанесенной трассы.

Примечание. В целях усреднения геометрия линии считается трапециевидной.

По мере уменьшения ширины и расстояния между дорожками, особенно ниже порогового значения 0,005/0,005 дюйма, становится критически важным использовать 0,5 унции меди ‡. Более толстая медь не только увеличит допуск и вариацию ширины дорожки, но также увеличит опасения по поводу очистки всей меди между очень близкими пространствами.

Допуск на готовое отверстие с покрытием

Допуск на готовое металлизированное отверстие, как указано на чертеже.

ПРАВИЛА ИЗБЕЖАНИЯ КЛАССА 4:

Плотность не более +/- 0,002 дюйма от размера готового металлизированного отверстия (коэффициент сложности 3). Как размер готового отверстия, так и допуск становятся проблемой, когда смешанная технология (конструкции с поверхностным монтажом и технологией сквозных отверстий) используется на платах, выровненных горячим воздухом припоем. Отверстия, просверленные сверлом менее 0,024 дюйма, могут быть закупорены припоем.   

ОГРАНИЧЕНИЯ

Возможность контроля аддитивных допусков, возникающих при сверлении, нанесении медных покрытий и выравнивании горячим воздухом припоем.

ДОПУСКИ НА ДИАМЕТР ГОТОВОГО ОТВЕРСТИЯ БЕЗ ПОКРЫТИЯ

Допуск размера просверленного паза без покрытия

Паз формируется в процессе сверления. Ряд перекрывающихся отверстий просверливается таким образом, что получается паз переменной длины и ширины. Эти методы применимы к первичным или вторичным операциям бурения. Длина канавки контролируется программой ЧПУ, а ширина канавки определяется диаметром сверла.

Допуски на длину и ширину паза

Позиционный допуск

Все отверстия, пробуренные на первичной последовательности, будут находиться в пределах 0,006 дюйма от диаметрального истинного положения. Допуск на расположение отверстий для тех отверстий, которые просверлены во время операции вторичного сверления, составляет 0,014 дюйма истинного положения относительно исходной точки основного отверстия.

ОГРАНИЧЕНИЯ

Вторичное сверление элементов поверхности с покрытием приводит к образованию заусенцев и приводит к чрезмерной ручной доработке.

Минимальный и максимальный диаметр сверла

Минимальный диаметр сверла — это наименьший заданный или выбранный диаметр сверла в зависимости от требований заказчика. Расходы, связанные со сверлением, могут быть вторым по величине компонентом стоимости печатной платы. Количество ударов сверла, высота стопки и количество выбранных различных сверл являются критическими компонентами сверления. Количество досок, которые можно просверлить за один установ (высота стопки), определяется минимальным диаметром сверла, допусками совмещения и толщиной доски.

ПРАВИЛА ИЗБЕЖАНИЯ КЛАССА 4:

Диаметр сверла не менее 0,008 дюйма (для допуска готового металлизированного отверстия +,000–0,008 дюйма*). Соотношение сторон необходимо учитывать при выборе минимального размера сверла. См. стр. C19.

Максимальный размер отверстия составляет 0,266 дюйма. Отверстия 0,153 или больше требуют пилотного сверления.

ОГРАНИЧЕНИЯ

Минимальный диаметр сверла определяется нашими возможностями нанесения покрытия. См. Соотношение сторон Стр. C-19. 

* Сквозные отверстия диаметром <0,021, вероятно, останутся забитыми после HASL. Минусовой допуск не указан.

Выбор сверла

Доступные размеры сверла перечислены ниже. Для отверстий, покрытых медью и выровненных горячим воздухом, будет выбран размер сверла, который на 0,005–0,006 дюйма больше указанного номинального размера готового отверстия. Для тех отверстий, которые получат только меднение и органическое покрытие, а не пайку горячим воздухом, будет выбран размер сверла, который на 0,003–0,004 дюйма больше, чем указанный номинальный размер готового отверстия. 

Кольцевое кольцо

Разница между диаметром сверла и соответствующим диаметром контактной площадки, измеренная на эталонном изображении, деленная на 2.  

ПРАВИЛА ИЗБЕЖАНИЯ КЛАССА 4:

Контактные площадки на всех схемах должны быть на 0,008 (2 x 0,004) дюйма больше, чем просверленное отверстие, чтобы обеспечить минимальное кольцевое кольцо 0,001 дюйма на готовом изделии. В этом случае стенка просверленного отверстия будет касаться края контактной площадки. См. схему ниже. Покрытие стенки отверстия (обычно 0,001 дюйма) будет включено в измерение готового изделия. Любое требование к кольцевому кольцу, указанное как большее или исключающее металлизацию в стенке отверстия, потребует большей контактной площадки и/или меньшего размера сверла. 

ОГРАНИЧЕНИЯ

Стабильность материала при обработке, особенно при многослойном ламинировании, стабильность фотоинструмента и точность сверления.

Подушечки для слез

Этот процесс предназначен для обеспечения дополнительного металла в критическом соединении колодки и участка. Было высказано предположение, что при бурении заказа и неправильном совмещении может возникнуть долгосрочная проблема надежности, если неправильное совмещение происходит на стыке контактной площадки и трассы. Добавление металла в этом месте помогает обеспечить правильное соединение. 

Процесс сброса разрыва включает добавление вторичных контактных площадок на стыке существующей (основной) контактной площадки и цепи. Размер этих вторичных площадок на 0,002 дюйма меньше, чем у основных площадок, а центр расположен на расстоянии 0,003 дюйма от центра основной площадки.

Этот инструментальный процесс проводится с использованием стандартов IPC для каплепадения и доказал свою высокую надежность и эффективность.

ИЛЛЮСТРАЦИЯ КАПЛИ СЛЕЗЫ

Зазорная площадка

На плоскостях заземления и силовых плоскостях зазорные площадки представляют собой области внутреннего слоя, свободные от меди, окружающие готовые диаметры отверстий. Он рассчитывается путем измерения разницы между указанным диаметром сверла и соответствующим диаметром зазорной шайбы, измеренной на эталоне, и делением на 2.

ПРАВИЛА ИЗБЕЖАНИЯ КЛАССА 4:

Чтобы обеспечить зазор не менее 0,005 дюйма между металлизированным отверстием и краем зазорной прокладки, на графическом изображении должна быть предусмотрена зазорная прокладка на 0,020 (2 x 0,010) дюйма больше, чем просверленное отверстие. Подробности см. в стандарте проектирования жестких многослойных печатных плат IPC-D-949.

Если конструкция плоского слоя оставляет полосы меди между зазорными площадками, требуется минимум 0,004 дюйма между зазорными площадками, чтобы избежать короткого замыкания из-за сопротивления подъему и повторному отложению. (Опять же, как измерено на мастер-графике.)

ОГРАНИЧЕНИЯ

Стабильность материала при обработке, т.е. многослойном ламинировании; стабильность фотоинструмента; и точность сверления.

Закрытие отверстий без покрытия

Для повышения точности расположения неметаллизированных отверстий предпочтительно просверливать их во время первоначальной настройки сквозного сверления металлизированных отверстий. Чтобы избежать попадания травильного резиста в эти отверстия, необходимо, чтобы отверстия без покрытия были закрыты сухой пленкой во время процесса визуализации внешнего слоя, перекрывая край отверстия как минимум на 0,005 дюйма. Перед процессом травления этот тент снимается. Это позволяет удалить медь со стенок отверстия во время последующего процесса травления. Дизайнер должен следовать следующим правилам:

Максимальный диаметр отверстия для палатки = 0,200 дюйма

Минимальное требуемое перекрытие вокруг отверстия без покрытия = радиус на 0,005 дюйма больше диаметра отверстия.

Сводка взаимосвязей между отверстием и контактной площадкой

Соотношение между готовым размером отверстия и размерами контактных площадок, используемых в конструкции, имеет решающее значение для технологичности и надежности печатной платы. Чтобы помочь понять эту взаимосвязь, краткое изложение информации представлено на предыдущих страницах.

ПРАВИЛА ИЗБЕЖАНИЯ КЛАССА 4:

Никаких контактных площадок с кольцевым кольцом менее 0,004 дюйма (на 0,008 дюйма больше, чем диаметр сверла), за исключением случаев, когда допускается отрыв контактной площадки. Если требуется кольцевое кольцо менее 0,005 дюйма, рекомендуется использовать прокладки с каплевидным вырезом.

На плоских слоях с кольцевым кольцом менее 0,010 дюйма (на 0,020 дюйма больше диаметра сверла) отсутствуют зазорные подушки.

РЕКОМЕНДАЦИИ: (см. иллюстрацию ниже)

Размер сверла для отверстий с покрытием на 0,005–0,006 дюйма больше указанного номинального размера готового отверстия. Это зависит от доступных размеров сверла. Размер сверла для отверстий без покрытия — это размер, наиболее близкий к указанному номинальному размеру готового отверстия, насколько это возможно. Это зависит от доступных размеров сверла.

Во избежание прорыва контактные площадки должны быть на 0,008 дюйма больше, чем размер сверла (это соответствует 0,014 дюйма больше, чем указанный номинальный размер готового отверстия). Для поддержания диэлектрического зазора не менее 0,005 дюйма между стенкой отверстия и краем зазора плоского слоя прокладки зазора должны быть на 0,020 дюйма больше, чем диаметр сверла (это соответствует 0,026 дюйма больше, чем указанный номинальный размер готового отверстия для отверстий с покрытием). ).

Толщина готовой доски 

Максимальная толщина готовой платы измерена от меди к меди. Это измерение имеет решающее значение для производителя, поскольку оно влияет на соотношение сторон, высоту сверления и профилирования, а также фиксированные ограничения технологического оборудования. Дополнительную информацию можно найти в разделе «Материалы».

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

Общая толщина платы, включая паяльную маску, должна составлять от 0,020 до 0,270 дюйма. 

ОГРАНИЧЕНИЯ

Стеллажи для гальваники, корзины для химического восстановления, класс воспламеняемости UL, скрубберы для наружных слоев, ламинаторы. Доски толщиной менее 0,052 дюйма требуют специальной обработки и обработки при выравнивании горячим воздухом, что отрицательно сказывается на производительности машины и влияет на стоимость.

СООТНОШЕНИЕ СТОРОН

Максимальная толщина доски, деленная на наименьший выбранный диаметр сверла. Максимальная толщина платы — это расчетная толщина по меди перед покрытием. Дополнительная толщина, вызванная гальванопокрытием, выравниванием припоя горячим воздухом или паяльной маской, не влияет на соотношение сторон.

ПРАВИЛА ИЗБЕЖАНИЯ КЛАССА 4:

См. Матрицу на стр. C-19.

Возможность нанесения покрытия с соотношением сторон

Примечание. Эта матрица соотношения сторон содержит общие рекомендации по установлению возможности соотношения сторон. Если толщина плиты и минимальный размер сверла значительно отличаются от приведенных выше данных, свяжитесь с Merix.  

Общий допуск готового профиля

Размеры готового профиля доски и допуски указаны на чертеже.

ПРАВИЛА ИЗБЕЖАНИЯ КЛАССА 4:

Допуск на общий размер составляет не менее +/- 0,004 дюйма от просверленного опорного отверстия до любого края профилированной доски. В соответствии с IPC-D-300: «Одна кромка платы должна быть расположена от базы, и, где применимо, размеры других кромок должны быть от той же базы. В тех случаях, когда внешние кромки досок соприкасаются друг с другом, они должны измеряться с использованием одного размера для сохранения этого соотношения».   

ОСНОВА НА КРАЙ

Допуск от края доски к краю должен быть не менее +/- 0,008 дюйма. Внутренние фрезерованные элементы, такие как отверстия, должны иметь допуски не менее +/- 0,005 дюйма по краям элемента. Если требуются более жесткие допуски, необходимо согласовать специальный процесс с нашими инженерами-технологами.

ОТ КРАЯ ДО КРАЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПРОФИЛИРОВАНИЕ ПО ОСИ X/Y

Используйте самый большой допуск, который позволяет продукт, чтобы минимизировать цену платы. Кроме того, используйте только один размер резака. Предпочтительный размер фрезы для фрезерования составляет 0,125 дюйма или 0,093 дюйма в диаметре. Избегайте использования резцов меньшего размера.

Избегайте прокладки через металлические элементы. Результат требует чрезмерного ручного удаления заусенцев и может привести к дефектам качества.

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС ПРОФИЛЯ С ЖЕСТКИМ ДОПУСКОМ:

Двойная трассировка внутренних элементов (отверстий или вырезов) может применяться на любой оси. Допуск должен быть не менее +/-0,004 дюйма поперек фрезерованных краев элемента.   

Двойная фрезеровка внешних элементов может быть выполнена только по одной оси печатной платы из-за стабильности материала и инструмента. Допуск должен составлять не менее +/- 0,005 дюйма от края элемента до края элемента по двойной оси фрезерования. Противоположная ось по умолчанию имеет допуск +/- 0,008.

ОТ КРАЯ ДО КРАЯ

(Двойной разгром)

ОГРАНИЧЕНИЯ

Точность работы маршрутизации и самое главное пропускная способность.

Наши стандартные размеры фрез производят следующие радиусы: 0,062 дюйма, 0,047 дюйма и 0,031 дюйма = фреза 0,062 дюйма.

Обычная разводка выводов требует как минимум двух выводов на плату. Размеры контактов должны быть больше 0,062 дюйма и меньше 0,251 дюйма.

Вкладка Маршрутизация

Предпочтительно настраивать детали для маршрутизации выступов в зависимости от операции с инструментами. Чтобы избежать ненужных модификаций механического чертежа, желательно, чтобы заказчик предоставлял только примечание о том, что деталь должна быть отправлена ​​в виде панели, с дельта-примечаниями, указывающими, где выступы не могут быть расположены. Если расположение деталей в панели имеет решающее значение, должны быть указаны размеры базовых частей деталей до установочных отверстий сборки компонентов. 

Ниже приведены параметры, используемые при настройке панельной детали с маршрутизацией на выступах:

Найдите выступы на расстоянии не менее 0,350 дюйма от любых углов доски.

Поместите выступы на расстоянии минимум 0,350 дюйма от любых углов доски.

Поместите выступы на расстоянии не менее 0,350 дюйма от базовых отверстий или непосредственно по центру.

Будет использоваться резак 0,125 дюйма, если конструкция не требует иного. Все пути разреза, которые не проходят между досками, будут иметь ширину 0,125 дюйма; предпочтительное расстояние между досками составляет 0,250 дюйма, минимум 0,150.

Разместите выступы на расстоянии 3,00 +/- 0,50 дюйма друг от друга.

Держите вкладки на прямой линии с осью X-Y, если это возможно.

Там, где рядом с краем платы есть отверстия для компонентов или дорожки, старайтесь избегать выступов в этих областях, чтобы предотвратить разрушение дорожек или стенок отверстий.

Ширина вкладки составляет 0,125 +/- 0,010 дюйма.

Размер вкладки составляет +/- 0,025 дюйма.

Расположите вкладки по центру вкладки на сетке 0,025.

Поместите выступы на расстоянии не менее 0,250 +/- дюйма от любого радиуса на внешнем краю доски.

Профилирование оценочной доски

В ходе этого процесса на противоположных сторонах панели или между досками размещаются пазы для разделения панелей путем отщелкивания досок от панели. Поскольку доски можно «стыковать» друг с другом, на панели можно разместить больше досок‡, что снижает стоимость доски.

Рекомендации по дизайну

Места надрезов должны быть четко обозначены на чертеже с указанием осевой линии элемента канавки.

Должна быть указана толщина стенки (материал, остающийся между противоположными канавками). Типичная толщина полотна составляет от 0,008 дюйма до 0,014 дюйма. Минимальная толщина полотна составляет 0,006 дюйма. Различная толщина стенки может быть указана в пределах панели, но не в пределах одного надреза.

Угол канавки указывать не нужно. Он фиксируется на уровне 30 градусов.

Глубину канавки указывать не следует, так как она не контролируется (контролируется толщина полотна). Также не следует указывать центрирование между верхом и низом.

Для облегчения депанелизации рекомендуются канавки, идущие к краю панели.

Ширина канавки для типичной доски толщиной 0,062 дюйма со стенкой толщиной 0,012 дюйма составляет около 0,020 ширины на поверхности доски. Элементы изображения должны быть отодвинуты минимум на 0,040 дюйма от центра линии надреза (края изображения) для этой доски и толщины полотна.

Общая толщина доски, подходящая для надрезов, составляет от 0,030 до 0,125 дюйма.

Схемы пазов пилы

Достижимые допуски:

Толщина полотна +/- 0,002 дюйма

От края до края +/- 0,005 дюйма

База до края +/- 0,008 дюйма 

ОГРАНИЧЕНИЯ

Диагональные или криволинейные насечки невозможны. Выемки должны быть параллельны краю панели.

Пильный диск диаметром 4 дюйма вызывает перебег на концах каждого пропила. Для типичной плиты толщиной 0,062 дюйма с полотном шириной 0,012 дюйма этот перебег составляет приблизительно 0,3 дюйма. Расстояние между досками на панели должно компенсировать это, если доски сдвинуты на панели.

Из-за проблем, связанных с наложенными друг на друга допусками в сочетании с несколькими настройками, не рекомендуется иметь на одной и той же панели и рифление, и профильную разводку.

За исключением краев панелей, биговка не должна резать металл.

Если у вас есть особые требования, свяжитесь с Merix.            

Ручная отделка 

РУЧНАЯ КРОМОЧНАЯ ФРЕЗА

Для плат может потребоваться фрезерование кромок, чтобы уменьшить толщину печатной платы до заданной толщины и допуска. Обычно это делается для того, чтобы плата в собранном виде могла поместиться в направляющую для карт.

Фрезерованная кромка обычно представляет собой «ступеньку» на краю доски. См. схему ниже. Глубина шага варьируется от 0,010 дюйма удаленного до 0,032 дюйма оставшегося. Ширина шага варьируется от 0,020 дюйма до 0,375 дюйма. Требования к фрезерованию должны быть ограничены простыми резами, т. е. двумя прямыми кромками и простыми углами. Траектория фрезы ограничена поворотами на 90 градусов, а внутренние радиусы контролируются диаметром фрезы (минимум 0,125 дюйма и общепринятые стандартные размеры). Геометрии, отличные от шага, возможны, но их необходимо оценивать на индивидуальной основе, поскольку время обработки непомерно велико. Двустороннее фрезерование настоятельно не рекомендуется, так как снижается точность толщины кромки.

Окончательная толщина фрезерованной кромки может составлять +/- 0,008 дюйма для односторонней фрезерованной кромки. Для двусторонней фрезерованной кромки конечная толщина может поддерживаться в пределах +/- 0,010 дюйма. Ширина шага может составлять +/- 0,010 дюйма.

Требуются внутренние инструментальные штифты. Эти инструментальные отверстия должны находиться внутри готовой платы и должны располагаться как можно ближе (но не на самом деле) к той части платы, которую необходимо фрезеровать. Отделка, получаемая в процессе фрезерования, аналогична обработке, получаемой при профилировании кромок с ЧПУ. Сломанные стеклянные волокна не образуются.

Скос края

Скос кромки может выполняться на внешней кромке платы, утопленном сегменте платы или внутри платы. Плоские слои внутреннего слоя должны быть утоплены, чтобы не обнажать плоскость при скашивании досок. При достаточной толщине доски могут быть достигнуты следующие углы и глубины:  

  20 градусов на глубину 0,070 дюйма

30 градусов на глубину 0,050 дюйма

45 градусов на глубину 0,040 дюйма

Пожалуйста, обратитесь к приведенной ниже диаграмме для получения информации о требованиях к размерам скосов, выполненных внутри плоскости.

ДИАГРАММА РАЗМЕРОВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ СКАСКИ ВНУТРЕННЕЙ КРОМКИ

 ВАРИАНТЫ ПОКРЫТИЯ

Для печатных плат с гальваническим покрытием на стенку отверстия наносится химическая медь, а затем гальваническая медь до средней толщины 0,001 дюйма. В процессе гальванопокрытия внешние линии получают в среднем 0,0013-дюймовое медное покрытие в дополнение к уже имеющейся исходной медной фольге 0,5 или 1 унции.  

Все открытые схемы, в зависимости от спецификаций до или после паяльной маски, должны быть защищены одним из покрытий, указанных ниже.

Никель-матовое олово 

Типичная толщина: 300 микродюймов олова поверх 200 микродюймов никеля.

Поверхность для пайки

Хороший срок годности

Никель – твердое золото

Типичная толщина: от 30 до 50 микродюймов золота (99,7%) на 200 микродюймов никеля или от 8 до 12 микродюймов золота (99,7%) на 200 микродюймов никеля для паяемой поверхности.

Отличная коррозионная стойкость

Твердость по Кнупу от 130 до 220

Отличная износостойкость, лучше всего подходит для поверхностных поворотных переключателей, двухпозиционных контактов и краевых разъемов.

Отличный срок годности

Никель – мягкое золото 

Типичная толщина: от 30 до 50 микродюймов золота (99,9%) и 200 микродюймов никеля.

Отличная коррозионная стойкость

Твердость по Кнупу менее 90

Хорошо подходит для прижимных контактов и соединения алюминия или золотой проволоки

Хорошая износостойкость

Отличный срок годности

Химический никель/иммерсионное золото (99,9% золота)

Типичная толщина: от 3 до 8 микродюймов золота поверх 180 микродюймов никеля.

Отличная коррозионная стойкость

Хорошо подходит для склеивания алюминиевой проволоки

Отлично подходит для тонкой технологии

Отличная паяемость

Отличный срок годности

HASL (эвтектика: 63% олова — 37% свинца)

Типичная толщина покрытия: от 30 микродюймов до 200 микродюймов, в зависимости от конструкции.

Отличная паяемость

Возможность шага 0,025 дюйма

Минимальная толщина доски 0,030 дюйма

Хороший срок годности

Органический консервант для пайки (OSP) или средство против потускнения‡

Типичная толщина покрытия: от 8 микродюймов до 20 микродюймов.

Отличная паяемость

Превосходная копланарность поверхности и однородность размеров отверстий

Отлично подходит для использования в технологии с мелким шагом

Улучшенный контраст поверхности — возможность визуального контроля сборки

Плата не подвергалась термическому удару (как у HASL)

Хороший срок годности (12 месяцев)

Позолота

ЦЕЛЬ

Сообщить правила и рекомендации по проектированию зон с золотыми контактами на печатных платах высокой плотности. Понимая ограничения обработки процессов двойного изображения, разработчик печатной платы может оказать положительное влияние на цену платы.

Выборочное или двойное покрытие изображения

Этот процесс зарезервирован для деталей, которые имеют требования к золотым областям внутри платы. Это требует дополнительных трудозатрат и материалов, связанных с нанесением двойного изображения.

Ограничения дизайна

Изображение олова должно включать в себя всю покрытую область, за исключением той, которая должна быть покрыта золотом (лужение не должно накладываться на область, покрытую золотом). Золотое изображение должно включать в себя всю область, предназначенную для позолоты на чертеже.

Наложение золотого изображения на область олова составляет от 0,050 до 0,100 дюйма.

В области двойного изображения отверстия должны поддерживаться площадками с обеих сторон, имеющими один и тот же тип покрытия, либо оловянным, либо золотым. Если необходимо покрыть и золото, и олово в одно и то же отверстие, то необходимо предусмотреть контактную площадку внутри оловянной пленки на противоположной стороне стандартной контактной площадки. Если требуется, чтобы отверстие было позолочено, то требование минимальной толщины меди в этом отверстии должно быть отменено. 

Внутренние контакты пальцев, когда требуется позолота, должны включать всю контактную площадь.

Ширина дорожки в области перекрытия должна быть не менее 0,010 дюйма.

Расстояние между параллельными участками или площадками в зоне перекрытия должно быть больше 0,015 дюйма. Если расстояние меньше 0,015 дюйма, то перекрытие должно быть смещено минимум на 0,020 дюйма.

Покрытие краевого соединителя

Предпочтительным производственным процессом для золочения краевых соединителей является покрытие лепестков. Этот процесс не требует дополнительных трудозатрат и материалов, связанных с нанесением двойного изображения.

Ограничения дизайна

Максимальная длина позолоченной вкладки составляет 0,8 дюйма.

Максимальная глубина покрытия составляет 2,5 дюйма от линии сдвига (см. схему на следующей странице).

Минимальное расстояние 0,030 дюйма между контактными площадками обеспечивает хорошее сцепление гальванической ленты и четкую линию между позолоченной областью и областью, покрытой припоем.

Кольцевое кольцо сквозного отверстия должно находиться на расстоянии не менее 0,030 от края позолоченной области, чтобы предотвратить «черные дыры», которые могут привести к проблемам с пайкой. Лучше располагать отверстия как можно дальше от области разъема с золотым краем.

Примечание. Процесс пластины с выступом не настроен для металлизации сквозных отверстий. Это процесс покрытия поверхности. Золото поверх никелирования стенки отверстия было бы ненадежным.  

ПАЯЛЬНАЯ МАСКА

Цель

Сообщить правила и рекомендации по проектированию паяльной маски на основе типа маски.

Наличие паяльной маски

Для удовлетворения потребностей наших клиентов были выбраны различные паяльные маски. Ниже приводится описание доступных в настоящее время паяльных масок. Необходимость более строгих допусков привела к внедрению фотоизображаемых паяльных масок.

Жидкие паяльные маски с фотоизображением (LPISM) 

Enthone DSR 3241 ‡ наносится методом сплошного покрытия, тогда как PROBIMER 52MÆ наносится методом наливного покрытия. Enthone DSR 3241 имеет зеленое полуматовое покрытие. Маска припоя Enthone DSR 3241 имеет улучшенную разрешающую способность, что означает, что она может содержать более тонкие элементы, такие как «перемычка» между контактными площадками SMT. Жидкие фотоизображаемые паяльные маски считаются лучшими паяльными масками для большинства печатных плат благодаря их высокому разрешению, превосходным электрическим свойствам и совместимости с технологией поверхностного монтажа.

«Закрытие» отверстий возможно с помощью процесса сквозных заглушек, при котором термически отверждаемая эпоксидная смола PC401Æ наносится на отверстия, подлежащие закрытию, после нанесения жидкой фотоизображаемой паяльной маски. Это преимущество для вакуумных применений после сборки.

Ограничения проектирования паяльной маски, общие

Заказчик должен предоставить файлы паяльной маски мастер-площадки, т. е. площадки паяльной маски должны быть того же диаметра, что и контактные площадки внешнего слоя. Модификации, чтобы обеспечить правильные размеры зазора, необходимые для обработки, выполняются как часть начального процесса оснастки. Эти размеры контактных площадок обеспечивают отсутствие контакта паяльной маски с контактными площадками.

* Требования приемки IPC A600 Rev E Class II и III

Примечание. Минимальное расстояние между контактной площадкой и дорожкой (B), если оно меньше требуемого, приведет либо к образованию паяльной маски на контактной площадке, либо к обнажению металла на дорожке.

Очистка отверстия 

При использовании Enthone DSR 3241 в случае отверстий ≤ 0,018 дюйма и перемычек 0,003 дюйма (см. следующую страницу) отверстия могут оставаться заглушенными из-за особых технологических требований. При обычной обработке отверстия ≤ 0,0135 могут остаться заглушенными.

Адгезия Soldermask («дамбы») между контактными площадками SMT 

Если между близко расположенными контактными площадками требуется небольшой элемент паяльной маски, критически важными являются два параметра: минимальное расстояние между контактными площадками и минимальный размер элемента паяльной маски, который может быть успешно воспроизведен. Эти размеры следующие:

                                Минимальное расстояние между колодками

                              0,006 дюйма для Enthone DSR 3241 

Минимальный размер объекта

0,002 дюйма для Enthone DSR 3241

Примечание. Если контактные площадки расположены ближе, чем минимальное расстояние, описанное выше, в областях между контактными площадками не должно быть паяльной маски, иначе надежность удержания не будет 100%.  

Прочность сцепления паяльной маски с золотым покрытием зависит от типа паяльной маски, типа золота и условий обработки конечным пользователем. Рекомендуется, чтобы проектировщик связался с Merix перед окончанием проекта.

Закрытие переходных отверстий с помощью паяльной маски

Через укупорку экранированным резистом

Закрытие отверстий доступно через процесс Via Cap. На платах, покрытых жидкой фотоизображаемой маской, переходные отверстия могут быть экранированы паяльной маской, создающей эпоксидный колпачок. Модификации художественного произведения, необходимые для обработки, выполняются как часть исходной оснастки. Заказчик должен предоставить отдельный файл проекта, который включает только те переходные отверстия, которые должны быть закрыты. Заказчик должен предоставить паяльную маску мастер-площадки и файлы переходных отверстий, т. е. паяльную маску и промежуточные площадки того же размера, что и контактные площадки внешнего слоя.

Через ограничивающие ограничения дизайна

Максимальный размер готового отверстия для закрытия переходных отверстий составляет 0,020 дюйма (предпочтительный диаметр сверла 0,021 дюйма).  

Как правило, нетестовые переходные отверстия закрываются на нижней стороне платы. Закрытие с обеих сторон приводит к поднятию или поломке крышек. Следовательно, это недопустимо.

Колпачки Via будут иметь приподнятую поверхность примерно на 0,0024 дюйма +/- 0,002 дюйма над медной контактной площадкой внешнего слоя. Это измерение может включать толщину припоя и/или постоянной паяльной маски.

Merix гарантирует, что не менее 98% отверстий заглушены, а открытые отверстия расположены случайным образом.

Отслаивающаяся паяльная маска

Отслаивающаяся паяльная маска (PSM) — это временная паяльная маска, которая выборочно наносится на печатную плату перед процессом выравнивания припоя горячим воздухом (HASL). Его цель - защитить позолоченные поверхности от покрытия припоем. После процесса HASL PSM удаляется вручную.

Отслаивающиеся ограничения паяльной маски

Если PSM оканчивается в областях голого стекла вокруг контактных площадок (или в других областях, не покрытых постоянной маской), он оставит синий осадок в этих областях.

На панель допускается не более 24 отдельных полос PSM. Это позволяет свести к минимуму время, необходимое для ручного отделения полос PSM от панели.

Файл с постоянной паяльной маской должен обеспечивать минимальное покрытие поверхности раздела медь/золото (см. рисунок).

Перед завершением проекта дизайнеру рекомендуется обсудить требования PSM с Merix.

НОМЕНКЛАТУРА

Размер письма: ≥ 0,006 дюйма ширины линии, ≥ 0,035 дюйма высоты.

Цвет: предпочтителен белый; Также доступны желтый, оранжевый и черный.

Номенклатура над припоем (HASL) будет иметь плохую приверженность.

Номенклатура, размещенная над голой медью до HASL, будет иметь видимый медный «ореол» после HASL.

СЛЕПОЙ И ПОХОРОНЕННЫЙ ЧЕРЕЗ (BBV) ДОСКИ

Общее описание

Подобно сквозным отверстиям в обычной многослойной плате, глухие и/или скрытые переходные отверстия представляют собой отверстия, соединяющие слои. Однако, в отличие от обычной многослойной платы, глухие и скрытые переходные отверстия позволяют подключать схемы непланарной топографии. Это важно, так как экономит место на печатной плате, поскольку позволяет соединять только необходимые слои.

Merix использует следующую терминологию для определения различных типов просверленных соединений:  

Сквозное отверстие имеет доступ к обоим внешним слоям.  

Слепое переходное отверстие не проходит через всю плату и имеет доступ только к одному внешнему слою.  

Скрытый переход обеспечивает связь во внутренних слоях, он не имеет доступа к внешним слоям.

Пример 6-слойной платы BBV

Ограничения конструкции BBV

Ограничение UL не более трех циклов термического прессования. В приведенном выше примере требуется два таких цикла: во-первых, ламинирование слоев от 1/2 до 3/4; во-вторых, ламинировать слои 1/2 и 3/4 до 5/6.

Толщина сердцевины не менее 0,003. 

Примечание. Для слоев BBV требуется 0,5 унции меди. Отдельные слои BBV получат 0,0007-дюймовую электролитическую медь в процессе сквозного покрытия, в результате чего общая толщина меди составит 0,0014-дюймовую.

Минимальный размер сверла 0,0079 с максимальным соотношением сторон 7:1 для глухих/заглубленных переходных отверстий.

Примечание. Все отверстия BBV будут заделаны эпоксидной смолой во время последующих циклов ламинирования.    

Возможность совмещения просверленных отверстий с внутренними слоями снижается после каждого цикла ламинирования.

         Минимальное кольцевое кольцо: просверлено перед первым циклом прессования – 0,004 дюйма на сторону 

Просверлено после первого цикла прессования – 0,004 дюйма на сторону

Просверлено после второго цикла прессования – 0,006 дюйма с каждой стороны

Просверлено после третьего цикла прессования – 0,009 дюйма с каждой стороны

Применяются рекомендации по многослойному дизайну, изложенные на странице B11.

Необходимая информация о чертежах:

В таблице отверстий сквозные отверстия с покрытием должны быть указаны отдельно от отверстий BBV.

Свяжитесь с Merix для получения дополнительной информации о конструкции плат BBV.

Волновое сопротивление

Характеристический импеданс линии передачи зависит от соотношения ширины проводника, толщины проводника, толщины диэлектрика между опорными плоскостями проводника и заземления и диэлектрической проницаемости диэлектрической среды.

Разработчику рекомендуется связаться с Merix для обсуждения требований к импедансу на начальном этапе проектирования. Это обеспечит взаимное понимание требований и влияния характеристик материалов, таких как конкретные Dk и производственные процессы, на необходимые целевые значения импеданса и допуски.  

Фактический импеданс, возможно, придется проверить с помощью небольшого прототипа. Это часто необходимо, когда требуются жесткие допуски импеданса или в случае малой ширины линии и толщины диэлектрика, которые более чувствительны к изменениям. Колебание допуска из-за вариаций травления будет более значительным, например, для линии шириной 0,005 дюйма, чем для линии шириной 0,010 дюйма. 

Ширина линии и толщина диэлектрика должны документироваться только как справочные размеры. Это позволит Merix вносить небольшие коррективы в оба параметра, чтобы соответствовать целевым значениям импеданса. 

Примечание. Если необходимо изменить ширину линии, это будет выполнено только глобально. То есть все линии одинаковой ширины будут изменены на данном слое. Никакие изменения не будут внесены без предварительного согласия заказчика.

При расчете импеданса важно учитывать фактор травления, эффективное уменьшение ширины линии в процессе травления. (См. стр. C8). Исключение составляют платы с соотношением сторон GE 4,5:1 или платы GE толщиной 0,090 дюйма и соотношением сторон GE 3:1. В этих случаях не требуется учитывать фактор травления.

Рекомендуемый допуск импеданса составляет +/- 10 %. Меньший допуск часто достижим, особенно с полностью встроенными микрополосковыми и полосковыми структурами. Это требование должно быть обсуждено с Merix для надлежащего внимания.

Изменения физических параметров повлияют на импеданс следующим образом:

Структуры импеданса

Поверхностный микрополосковый

Микрополосковая линия является популярной структурой линии передачи для высокоскоростных цифровых схем. Расположение поверхностной микрополоски на внешнем слое подвержено потенциально большим переменным импеданса. Это связано с дополнительным медным гальванопокрытием, что приводит к увеличению толщины и ширины линий.

Для очень широких микрополосковых линий (w ≈ >1,0 дюйма) εeff станет почти равным εr. Для очень узких линий (w ≤ 0,005 дюйма) εeff будет примерно средним значением εr для диэлектрического материала и воздуха, т. е. εeff ≈ 0,5 (εr +1).

Для приложений Microstrip следующая формула обеспечивает приблизительное значение импеданса:

где: Zo Характеристический импеданс; εeff Эффективная диэлектрическая проницаемость; h Толщина диэлектрика;                    

                   w Ширина линии (средняя); t Толщина линии (включая гальваническую медь)

Для критически важных приложений микрополосковая линия может быть встроена в диэлектрический материал. Импеданс можно рассчитать по формуле Surface Microstrip. Затем для каждого 0,001 дюйма ниже поверхности вычтите 1% из рассчитанного импеданса. Этот коэффициент снижения характеристик обеспечивает хорошие результаты для заделки до приблизительно 0,015 дюйма. Более толстая вставка имеет небольшой дополнительный эффект. Структуры импеданса, продолжение

полоска

Полосковая линия заделана в диэлектрический материал и зажата между двумя эталонными плоскостями. Эта конфигурация значительно снижает эффект перекрестных помех. Эта структура наиболее подходит для улучшения допусков импеданса.

Для полосковых приложений следующая формула обеспечивает точное приближение импеданса:

где: волновое сопротивление Z0; er Диэлектрическая проницаемость материала; h толщина диэлектрика;

                w Ширина линии (средняя); Толщина линии

Другой часто используемой структурой является двойная полосковая линия. Не было найдено формулы, которая бы точно соответствовала широкому диапазону толщины конструкции. Для этого типа линии передачи компания Merix разработала эмпирические данные для коррекции. Для моделирования импеданса этого типа и других сложных несимметричных или дифференциальных линий передачи обращайтесь в Merix.

Схема проверки импеданса

Фактический импеданс будет измеряться методом TDR (рефлектометрия во временной области). 

Подходящие испытательные линии должны быть предоставлены проектировщиком для каждого слоя с требованиями к импедансу. Эти линии должны иметь длину не менее 3,0 дюймов (в идеале 5,0 дюймов) без перехода в сеть на другой слой. Они также должны быть доступны из внешнего слоя с отверстием минимального диаметра 0,030 и находиться в пределах 0,150 дюйма от другого отверстия того же диаметра, обеспечивающего соединение с базовой плоскостью. 

_________________

Формулы в соответствии со стандартом проектирования ANSI/IPC-D-275 для жестких печатных плат (сентябрь 1991 г.) Структуры импеданса, продолжение

В случае отсутствия тестовой линии, предоставленной заказчиком, Merix добавит к панели подходящий тестовый купон. При правильном расположении панели и ширине линий она будет точно отражать реальную плату. Этот купон будет служить рефери для принятия требований импеданса. Купон может быть идентифицирован, чтобы сохранить его связь с панелью, если это необходимо.

           Подключение к реф. Плоское соединение с площадкой                                       

                                                                                     Длина линии 5 дюймов 

  .150

                                          Схема проверки импеданса

Примечание. Для тестового шаблона Merix выберет соответствующий размер отверстия на чертеже печатной платы. Тестирование

Тестирование

Покупателей интересуют три основных параметра теста:

Испытательное напряжение

Количество энергии, подаваемой на цепь для тестирования.

Сопротивление непрерывности 

Максимально допустимое сопротивление цепи. Любое более высокое сопротивление указывает на возможный обрыв цепи.

Сопротивление изоляции 

Минимальное допустимое сопротивление между отдельными электрическими объектами. Любое более низкое сопротивление указывает на возможное короткое замыкание.

Тестируемые настройки этих параметров зависят от системы. В следующей таблице указаны три системы, доступные в настоящее время для новых конструкций, диапазоны параметров для каждой системы и максимальный тестируемый размер для каждой системы.

Примечание. TSR, сопротивление тестовой системы, находится в диапазоне от 2,5 до 6,5 Ом. TSR необходимо добавить к заявленным значениям сопротивления непрерывности, чтобы получить истинные проверяемые диапазоны. Например, на TRACE 948, когда TSR составляет 5,03 Ом, истинный тестируемый диапазон сопротивления непрерывности составляет 8,03 – 605,03 Ом.

Примечание. Тест может показывать как обрыв, так и замыкание между одними и теми же контрольными точками. Когда это происходит, плата рассматривается как возможно неисправная и проверяется вручную.

Летающий тестовый зонд доступен для заказов с общим количеством тестовых точек менее 72 000. Это эквивалентно 12 платам с 6000 тестовых точек на каждой. Одноразовые сборки или сборки один раз в год могут быть кандидатами на этот тест без приспособлений. Этот тест зависит от доступности расписания, так как каждый тест занимает очень много времени.  

НАПРЯЖЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДИАПАЗОН ИСПЫТАННЫЙ РАЗМЕР

        10 – 500 В от 50 Ом до 100 МОм 24” и 27” 

ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ПРОВЕРКИ НЕПРЕРЫВНОСТИ УСТРОЙСТВ С МЕЛКИМ ШАГОМ:

Для облегчения эффективного тестирования устройств SMD с мелким шагом, вплоть до 0,020 дюйма ctc. шаг, при проектировании доски необходимо соблюдать несколько важных правил.

Минимальный шаг — минимальное расстояние между центрами контактных площадок SMD в настоящее время установлено на уровне 0,020 дюйма.

Минимальная длина площадки — (см. рис. 1). Минимальная длина площадки для всех контактных площадок SMD в настоящее время установлена ​​на уровне 0,070 дюйма.

Доступность расположения сетки — (см. рис. 2.) Количество контрольных точек, сквозных отверстий или контактных площадок SMD в данной области платы ограничено количеством точек сетки испытательной машины в той же заданной области. То есть для каждой контрольной точки на плате должно быть уникальное местоположение тестовой сетки в пределах 0,200 дюйма. Если уникальное местоположение сетки недоступно, тестовую точку нельзя проверить. Обычно это не проблема, за исключением случаев, когда слишком много контактных площадок SMD расположены на очень маленькой площади. 

Рисунок 1

Рисунок 1 иллюстрирует эту проблему, показывая одну сторону типичного устройства с шагом 0,020 дюйма, перекрывающую сетку 0,100-дюймовой сетки местоположений испытательной машины. На каждые 0,100 дюйма вниз с каждой стороны устройства приходится пять контактных площадок SMD, контрольных точек. Чтобы протестировать все колодки, необходимо зарезервировать полосу из пяти точек сетки испытательных машин для каждой стороны четырехъядерного пакета с шагом 0,020 дюйма. Тогда площадки для двух устройств с шагом 0,020 дюйма могут располагаться не ближе 0,500 дюйма, при этом между ними не должно быть никаких других контрольных точек, например, резисторных или конденсаторных площадок. Если quad-packs расположены ближе, чем 0,500 дюйма, или если между ними расположены другие контрольные точки, то некоторые контрольные точки не могут быть протестированы. Точно так же для каждой стороны устройства с шагом 0,025 дюйма требуется полоса шириной в четыре точки. Тогда два 0,025-дюймовых устройства могут располагаться не ближе 0,400 дюйма,

Для 100-процентного тестирования в определенной области платы не может быть больше контрольных точек, чем точек сетки машины в определенной области платы.

Совмещение платы с приспособлением — для облегчения совмещения платы с приспособлением должны быть три отверстия без покрытия достаточного размера, диаметром от 0,070 до 0,155 дюйма, расположенные таким образом, чтобы линии, соединяющие отверстия, образовывали треугольник. Следы для всех устройств с мелким шагом должны попадать в этот треугольник или на него. Причина этого в том, что движение доски будет меньше вблизи центра тяжести треугольника.

Чтобы ускорить создание списка соединений, избегайте больших нарисованных областей в данных gerber, особенно на плоских слоях. Необходимо использовать контактные площадки SMD на внешних слоях.

Купон на звуковой тест

Иногда используется тестовый купон с звуковым сигналом для электронного тестирования совмещения внутреннего слоя. Необходимо соблюдать следующие правила оформления:

Диаметр зазора должен выбираться таким образом, чтобы учитывать возможность травления на основе веса меди (унции). Диаметр зазора должен определяться у основания протравленного элемента. Зазор должен быть как минимум на 0,001 дюйма больше минимального диаметра кольцевого кольца. Это предотвращает сбой при тестировании звуковым сигналом при касании и обеспечивает допуск на травление. Оптимальный диаметр зазора для звукового теста должен быть не менее чем на 0,013 дюйма больше, чем диаметр сверла, используемого для сверления отверстия в элементе.

Оптимальный диаметр сверла, используемого для сверления зазора в образце, должен составлять от 0,030 до 0,070 дюйма.  

Укажите только один звуковой тестовый купон на каждый угол панели (всего 4). 

                                                               Тестовый образец звукового сигнала 

МАРКИРОВКА СЕРТИФИКАТА UNDERWRITERS LABORATORIES INC. (UL)

Рейтинги узнаваемости и воспламеняемости

Признание UL означает, что платы из определенных базовых материалов и конструкции, изготовленные с использованием определенных процессов, были исследованы Underwriters Laboratories Inc. на предмет теплового удара, прочности сцепления и адгезии покрытия. Подробности этого расследования содержатся в стандарте UL 796 для печатных плат.

Классификация воспламеняемости

Классификация воспламеняемости означает, что плиты из определенных основных материалов и конструкции, изготовленные с использованием определенных процессов, были исследованы и классифицированы Underwriters Laboratories Inc. на воспламеняемость в соответствии со стандартом UL 94 для испытаний на воспламеняемость деталей устройств и приборов.

Рекомендации по дизайну

В каждом проекте должно быть предусмотрено место на внешнем слое для признанной UL маркировки, как описано в каталоге признанных UL компонентов, желтой карточке UL или отчете UL. Компания Merix несет ответственность за соответствующую маркировку досок. Заказчик должен указать требование UL либо в своих спецификациях и стандартах, либо на чертеже.

 Обозначение кода партии

    Многие клиенты требуют, чтобы Merix предоставил много кода. Наш код лота расшифровывается следующим образом:

РУКОВОДСТВО ПО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМУ ИНТЕРФЕЙСУ

Успешное преобразование данных проектирования печатных плат в средства производства зависит от качества полученных данных и качества решений, принятых при их интерпретации. Этот процесс осложняется большим разнообразием стилей и форматов передачи данных.

Мы настоятельно рекомендуем проверять и тестировать совместимость системы и полноту набора данных перед внедрением инструментов в производство. Отправка полного «непроизводственного» проекта детали через процесс оснастки снижает вероятность того, что производство будет отложено, когда время будет критическим.

Наряду с описанием минимальных требований предлагается более конкретное руководство относительно параметров данных и предпочтений в виде классов возможностей инструментов. Ниже приводится краткое объяснение значения каждого из этих классов.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ВОЗМОЖНОСТЯМ ИНСТРУМЕНТА

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ

Данные детали, характеристики которых облегчают более плавную и высококачественную обработку конструкции оснастки. Наборы данных о деталях, которые попадают в эту категорию, сводят к минимуму риск недопонимания, поскольку они требуют меньшей интерпретации человеком, обеспечивают большую автоматизацию процессов, имеют меньшие объемы данных и используют более простые протоколы связи.

ПРИЕМЛЕМЫЙ

Данные детали, характеристики которых ниже оптимальных, но находятся в пределах наших обычных возможностей проектирования инструментов.

СИЛЬНО НЕ РЕКОМЕНДУЕМ

Данные о деталях, характеристики которых выходят за пределы наших обычных возможностей проектирования инструментов. Из-за повышенного спроса на наши ресурсы и повышенного риска сбоя связи инструменты для этих частей должны быть согласованы с вашим менеджером по работе с клиентами Merix.

Merix активно поддерживает формат данных IPC-D-350 для обмена информацией о конструкции печатной платы. Этот стандартный формат содержит все изображения и данные ЧПУ в одном интегрированном файле. Четко определенная структура этого формата данных упрощает взаимодействие между проектировщиками и производителями, устраняя необходимость координации нескольких файлов и интерпретации форматов данных, специфичных для поставщиков. Для получения дополнительной информации о преимуществах IPC-D-350 обратитесь к своему менеджеру по работе с клиентами Merix.

ДАННЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Данные изображения представляют собой графическое описание части, используемой для создания фотоинструментов. Минимальные требования к данным изображения инструментов:

Для каждого произведения искусства предоставляется как минимум одна фотопленка.

Четкое описание функции каждого файла.

Слияние файлов изображений, если это необходимо, должно быть четко описано.

Если используется формат Gerber, должна быть предоставлена ​​таблица с четким описанием форм и размеров апертур, а также их D-код Gerber в ассортименте.

Нестандартные, нестандартные проемы должны быть четко и полностью описаны. Большое количество апертур клиента может потребовать доплаты за инструмент.

Если используется формат Gerber, необходимо предоставить информацию о формате. Это должно включать описание формата координат, режима координат (абсолютный или инкрементный) и подавление нуля.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ

Формат Gerber или IPC350

Функция файла описана как в данных изображения, так и в пояснительной документации.

Подушечки «сверкали» стандартными формами отверстий, а не «раскрашивались» линиями.

Контактные площадки паяльной маски того же размера, что и контактные площадки внешнего слоя, что позволяет легко модифицировать их в соответствии с производственными спецификациями.

Прямая передача исходного файла таблицы апертур системы CAD, что позволяет автоматически переводить данные апертуры.

Код данных ASCII.

ПРИЕМЛЕМЫЙ

«Раскрашенные» колодки.

Файлы изображений не выровнены.

Таблица «Стандартная апертура», используемая для всех деталей. Отклонения конкретных деталей сообщаются через заказ на работу.

Диафрагменная таблица с каждым заказом, который не может быть прочитан машиной.

Функция файла описана соглашением об именах или пояснительной документацией.

EBCDIC-код данных

СИЛЬНО НЕ РЕКОМЕНДУЕМ

Данные изображения поставляются только с фильмом.

Отсутствующие или неоднозначные данные.

Таблицы с несколькими апертурами.

Пользовательское редактирование проводящих элементов.

Очень большие файлы, обычно вызванные неэффективной «закрашиванием» областей заливки изображения.

Формат, отличный от Gerber или IPC350.

ПРОФИЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

Программа профиля фрезерования создается путем интерпретации производственного чертежа детали. Этот чертеж должен четко и полностью описывать профиль детали с использованием стандартных методов определения размеров и допусков. Он также должен содержать привязку размеров по крайней мере к одному просверленному отверстию внутри детали.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ 

Файлы чертежей поставляются в формате HPGL с полной проверкой совместимости перед использованием.

ПРИЕМЛЕМЫЙ

Файлы чертежей поставляются в формате Gerber, IGES или DXF (версия 11 или более ранняя), полностью протестированные перед использованием.

Чертеж изготовления бумаги.

СИЛЬНО НЕ РЕКОМЕНДУЕМ         

Совместимость с плоттерами не была полностью протестирована перед использованием.

Неполное определение размеров детали.

ДАННЫЕ ПО БУРЕЛУ

Merix использует предоставленную программу бурения в качестве эталона, на основе которого создается программа эксплуатационного бурения. Минимальные требования к инструментам для данных сверления:

Как минимум один файл, описывающий расположение всех отверстий внутри детали.

Должен быть предоставлен отчет буровой мастерской, который включает следующую информацию для каждого размера отверстия:

Готовый размер отверстия.

Допуск на размер готового отверстия.

Количество отверстий.

Состояние покрытия отверстий.

Должен быть предоставлен чертеж расположения просверленных отверстий, на котором каждый размер просверленного отверстия обозначен уникальным символом или буквой для проверки правильности данных о сверлении.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ

Данные бурения предоставляются в формате Excellon 2 или формате IPC350.

Порядок отверстий в отчете сверлильного цеха соответствует порядку в данных бурения.

Данные сверления совпадают с данными изображения.

Код данных ASCII.

ПРИЕМЛЕМЫЙ

Данные бурения предоставляются в формате Gerber.

EBCDIC или код EIA.

СИЛЬНО НЕ РЕКОМЕНДУЕМ

Бумажная лента

Участок для просверленных отверстий не предусмотрен.

ВАРИАНТЫ МЕДИА

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ

Данные детали поставляются с использованием одного из следующих носителей:

Модем (300/1200/2400/9600/19200 бод)

3 1/2-дюймовый диск (MS-DOS)

Гибкий диск 5 1/4 дюйма (MS-DOS)

150 МБ 1/4-дюймовая стримерная лента (UNIX)

8-мм лента 2/5 ГБ (UNIX)

СИЛЬНО НЕ РЕКОМЕНДУЕМ

Данные детали поставляются с использованием одного из следующих носителей:

Бумажная лента

Данные изображения поставляются только с фильмом.

Другие СМИ

ВАРИАНТЫ СЖАТИЯ ДАННЫХ

Если используется сжатие данных, описание используемого метода сжатия должно быть включено в набор данных.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ

Данные детали предоставляются в одном из следующих форматов сжатия данных:

pkzip (MS-DOS, SUN)

смола (UNIX)

cpio (UNIX)      

компресс (солнце)

бар (солнце)

СИЛЬНО НЕ РЕКОМЕНДУЕМ

Данные детали поставляются с использованием других форматов сжатия данных.

<br />

<br /> <br />