Oversikt
En PCB-fabrikasjonspakke kan bestå en dokumentsjekk og fortsatt mislykkes i den røde-penntesten.
Stabelen-opp sier «standard». Kobberseddelen sier "1 oz." Overflaten sier "ENIG." Ingen av disse oppføringene er nødvendigvis feil, men hver kan bety noe annerledes for PCB-designeren, produsenten, EMS-leverandøren og kjøperen.
Det er der prosjektene begynner å drive.
PCB-stabel-opp for montering bør definere én kontrollert PCB-konstruksjon, samtidig som produsenten gir nok plass til å foreslå praktiske, gjennomgåbare produksjonsalternativer.
Målet er å identifisere hvilke krav produktet er avhengig av, hvilke detaljer PCB-produsenten kan optimalisere, og hvilke foreslåtte endringer som trenger teknisk godkjenning før fabrikasjon starter.
De vanskeligere problemene kommer vanligvis fra notater som fremstår som klare for alle, men som aldri har blitt formelt definert.
Kjør den røde-penntesten før du frigjør PCB
Før du frigir et PCB for fabrikasjon, les produksjonspakken som om ingen av de involverte teamene hadde deltatt på de tidligere designmøtene.
Sett så ring rundt hver tone som med rimelighet kan tolkes på mer enn én måte.
I prosjektgjennomganger er den første avklaringen ofte overraskende grunnleggende: hvilket dokument er den kontrollerende kilden?
En stabel-tabell i layoutdatabasen, en merknad i fabrikasjonstegningen og en antagelse i tilbudet kan alle se fornuftige ut mens de beskriver litt forskjellige tavler. Inntil en av dem er identifisert som den utgitte grunnlinjen, bygges verktøy og produksjonsforberedelse rundt antakelser.
"Bruk produsentens standardstabel-opp"
Dette kan være helt akseptabelt for et enkelt PCB uten tett kontrollert impedans, materiale, tykkelse, via eller kvalifikasjonskrav.
Den blir ufullstendig når designet avhenger av:
- spesifikke dielektriske forhold;
- kontrollert impedans;
- tett kontrollert ferdig PCB tykkelse;
- definerte materialegenskaper;
- en HDI- eller mikrovia-struktur;
- en tidligere kvalifisert konstruksjon.
En standard stack-opp kan være et fornuftig produksjonsvalg.
En ikke-godkjent standardstabel-som erstatter en kontrollert konstruksjon er der risikoen begynner.
"1 oz kobber"
Dette kjente notatet identifiserer ikke alltid:
- hvilke lag det gjelder;
- om indre og ytre lag bruker samme kobberkonstruksjon;
- om det refererer til startfolie eller ferdig kobber;
- om belagte eksterne funksjoner er inkludert;
- om det kreves spesielle tunge-kobber- eller-kobberfylte strukturer.
En enkel PCB trenger kanskje ikke flere detaljer.
En flerlags, impedans-kontrollert, høy-strøm, fin-linje eller tidligere kvalifisert PCB gjør det ofte.
"ENIG Finish"
Etterbehandlingsnavnet identifiserer et pletteringssystem, men det forklarer ikke hvorfor det systemet ble valgt.
Prosjektet kan kreve:
- en plan loddbar pute;
- en eksponert elektrisk kontakt;
- wire bonding;
- en spesiell lagringstilstand;
- flere termiske eksponeringer;
- selektiv finish;
- samsvar med en godkjent ytelsesspesifikasjon.
ENIG kan tilfredsstille disse kravene. Fabrikasjonstegningen skal fortsatt vise hvilket produkt eller monteringskrav som driver utvalget.
ENIG er ett finishsystem for et definert grensesnitt. Det er ikke en generell-kvalitetsoppgradering.
Definer hva produktet faktisk er avhengig av
En PCB-stabel-opp beskriver den fysiske lagstrukturen til brettet.
Avhengig av prosjektet kan det kontrollere:
- lag rekkefølge og funksjon;
- kjerne- og prepreg-forhold;
- dielektriske materialer eller en godkjent materialfamilie;
- dielektriske tykkelser;
- kobber krav etter lag;
- total ferdig platetykkelse;
- kontrollerte-impedansforhold;
- gjennom, blinde, begravde eller mikrovia strukturer.
Produsenten kan anbefale en annen konstruksjon på grunn av materialtilgjengelighet, presseoppførsel, kobberdistribusjon, linje-og-plasskapasitet, via prosessering eller etablert produksjonspraksis.
Det er normalt ingeniørsamarbeid. Gjennomgangen må avgjøre om den foreslåtte konstruksjonen opprettholder kravene som produktet er avhengig av.
Standard stack-Ups kan være det riktige valget
Mange PCB-produsenter opprettholder standardkonstruksjoner for vanlige lagtellinger, materialer, kobberkonfigurasjoner og ferdige tykkelser.
Bruk av en standard stack-kan støtte:
- materiale tilgjengelighet;
- prosess kjennskap;
- raskere teknisk forberedelse;
- konsistens i produksjonen;
- kostnadskontroll.
Et prosjekt trenger ikke en tilpasset stabel-bare for å få fabrikasjonstegningen til å se mer sofistikert ut.
Det relevante spørsmålet er om den foreslåtte konstruksjonen ivaretar de kontrollerte kravene, som kan omfatte:
- impedans;
- ferdig tykkelse;
- materiell ytelse;
- via struktur;
- kobber geometri;
- mekanisk passform;
- kvalifikasjonsstatus.
En standardkonstruksjon som tilfredsstiller disse betingelsene er fortsatt en konstruert løsning.
01
Balanse er risikokontroll, ikke et speil-bildeøvelse
En rimelig balansert PCB-konstruksjon kan bidra til å kontrollere bue og vridning under laminering og senere termisk behandling.
Noen gyldige design bruker fortsatt ulik dielektrisk avstand, forskjellige lagfunksjoner, asymmetriske rutingskrav eller spesialiserte referanse-planforhold.
Produsenten må vurdere hele konstruksjonen, inkludert materialfordeling, kobberbalanse, presseoppførsel, brettdimensjoner, paneldesign og krav til aksept av ferdige-produkter.
En stack-bør balanseres der det er praktisk og kontrollert der ytelsen avhenger av den.
02
Ferdig PCB-tykkelse kan være et mekanisk grensesnitt
Ferdig tykkelse kan påvirke mer enn bare-platepriser.
Det kan ha betydning for:
- kort guider;
- kanten koblinger;
- trykk-tilpasningsfunksjoner;
- kompatible pinner;
- kabinett spor;
- montering maskinvare;
- bærere og inventar;
- kontrollerte mekaniske klaringer.
Et PCB som sitter fritt inne i et stort kabinett, kan godta produsentens normale- tykkelsesområde.
Et brett som glir inn i en kontrollert føring eller passer sammen med en stiv kobling, kan ikke.
Fabrikasjonstegningen skal skille mellom en nominell standardtykkelse og et mekanisk kontrollert produktgrensesnitt.
03
Tg alene definerer ikke termisk robusthet
Tg er en viktig laminategenskap, men den beskriver ikke selvstendig hvordan en PCB-konstruksjon vil oppføre seg gjennom montering og service.
Andre relevante faktorer kan omfatte:
- Z-akseutvidelse;
- nedbrytningsatferd;
- motstand mot delaminering;
- harpiks system;
- fuktighetstilstand;
- kobber og via struktur;
- laminering kvalitet;
- selve termiske prosessen.
Et høyere-Tg-laminat bør velges fordi dets bekreftede egenskaper passer til prosjektet. Betegnelsen alene fastslår ikke den termiske påliteligheten til den ferdige monteringen.
04
Kobbersedler trenger tre svar
Et kobberkrav blir mye klarere når det svarer på tre spørsmål:
- Hvilket lag gjelder det?
- Betyr det starte kobber eller ferdig kobber?
- Hvilke elektriske, termiske, mekaniske eller fabrikasjonskrav avhenger av det?
Uten disse svarene kan en kjent kobberseddel fortsatt gi forskjellige tolkninger.
Starte kobber og ferdig kobber Se ulike stadier
Indre-lagsledere dannes vanligvis ved å avbilde og etse kobber-belagt materiale.
Ytre lag krever også plettert-gjennom-hullmetallisering og mottar vanligvis ekstra kobber under pletteringsprosessen for ytre-lag.
Av den grunn bør ytre-startfolie ikke automatisk leses som den endelige ytre ledertykkelsen.
Der skillet er viktig, kan det hende at fabrikasjonspakken må identifisere:
- indre-lag kobber;
- ytre-lags startfolie;
- nødvendig ferdig ytre-lag kobber;
- krav til belagt-gjennom-hull;
- spesielle belagte eller kobber-fylte funksjoner.
Tegningen trenger bare nok detaljer til å forhindre at startfolie og ferdig kobber behandles som utskiftbare termer.
Tykkere kobber innsnevrer produksjonsvinduet
Økende kobbertykkelse kan støtte:
- gjeldende-bærekrav;
- lavere ledermotstand;
- termisk spredning;
- mekaniske eller produktmål.
Det kan også påvirke:
- oppnåelig linjebredde og avstand;
- etsing kompensasjon;
- lodde-maskedekning;
- laminering og harpiksfylling;
- via behandling;
- prosessvalg;
- produksjonskostnad.
Et design kan kreve tungt kobber, fin avstand, kontrollert impedans, kompakte pads og lave kostnader på samme tid.
Disse kravene forblir ikke alltid uavhengige. Når de konkurrerer, skal den utgitte dokumentasjonen vise hvilket krav som har prioritet i stedet for å la produsenten gjette.
Samlebåndet lodder ikke unser
Samlebåndet lodder puter koblet til faktisk kobbergeometri.
En loddeforbindelses lokale termiske oppførsel kan påvirkes av:
- direkte planforbindelser;
- termisk-relieffgeometri;
- nærliggende kobber helle;
- vias;
- pute dimensjoner;
- lodde-lim volum;
- komponentavslutninger;
- fullstendig-bordtemperaturfordeling.
En ulik termisk bane mellom de to putene til en liten komponent kan bidra til ujevn fukting eller gravstein.
Styrets nominelle kobbervekt er imidlertid ikke nok til å fastslå årsaken.
Et tungt-kobber-PCB krever heller ikke automatisk høyere reflow-topptemperatur, en nitrogenatmosfære eller én standard tung-kobberprofil. Loddeprosessen bør valideres mot den faktiske fylte enheten.
Kobbervekt er en brett-nivåspesifikasjon. Lodde-oppvarming er en lokal prosesstilstand.
Velg overflatefinish fra grensesnittet bakover
En PCB-overflate beskytter eksponert kobber og gir et grensesnitt for lodding, elektrisk kontakt, trådbinding eller en annen produktfunksjon.
Valg av overflate-skal begynne med funksjonen til den eksponerte overflaten: lodding, elektrisk kontakt, trådbinding, slitasje eller andre produktkrav. Å velge fra et oppfattet premiumhierarki starter vanligvis anmeldelsen på feil sted.
Avgjørelsen kan innebære:
- loddeevne;
- pad planaritet;
- komponent pakken;
- lagring og håndtering;
- gjentatt termisk eksponering;
- elektriske-kontaktkrav;
- wire bonding;
- miljøforhold;
- leverandør prosess evne;
- koste.
Loddeputer
For vanlige SMT- og THT-puter kan anmeldelsen vurdere:
- pute geometri;
- nødvendig planhet;
- komponenthøyde og pakke;
- lodding sekvens;
- lagringsforhold;
- håndtering av kontroller;
- omarbeid forventninger;
- den kvalifiserte fabrikasjonsprosessen.
ENIG gir en relativt plan nikkel-og-gulloverflate og er mye brukt for fine-funksjonsdesign.
OSP gir et flatt organisk beskyttende lag direkte over kobber.
Bly-fri HASL skaper en lodde-belagt overflate med mer topografi enn plan kjemisk overflate.
Nedsenkingssølv, nedsenkingstinn og ENEPIG gir andre kombinasjoner av loddeevne, prosesskrav, elektrisk oppførsel og kostnader.
Disse finishene løser forskjellige grensesnittproblemer. De danner ikke en universell kvalitetsrangering.
Slitasjekontakter og andre funksjonelle overflater
En loddbar putefinish er kanskje ikke den riktige finishen for en slitekontakt.
Kort-kantfingre, bryterkontakter, testkontakter, tråd-bindingsputer og andre funksjonelle overflater kan kreve:
- en selektiv finish;
- et annet innskuddssystem;
- en kontrollert sliteoverflate;
- en spesiell kontaktmotstand;
- et dedikert akseptkrav.
Trykk-belagte hull eller kontaktsoner kan også kreve separate fabrikasjons- og akseptkontroller i stedet for kun å stole på den generelle overflate-notatet.
Den minste SMT-komponenten er ikke alltid funksjonen som driver valg av finish. I noen produkter brukes det kritiske grensesnittet først etter at monteringen er fullført.
Flere termiske eksponeringer
En dobbelt-sidet PCB-enhet kan passere gjennom to reflow-sykluser.
Et blandet-teknologiprodukt kan senere gjennomgå bølgelodding, selektiv eller manuell lodding. Lokalisert etterarbeid kan introdusere ytterligere varme.
De valgte finish- og monteringsmaterialene må forbli kompatible med den tiltenkte prosessruten. Generiske regler som "OSP er lik en reflow" eller "ENIG lik tre reflows" beskriver ikke en kvalifisert produksjonsprosess.
Kommersielle OSP-systemer er tilgjengelige for flere eksponeringer for-eksponering av blyfri reflow. Resultatet avhenger fortsatt av valgt kjemi, pakking, lagring, håndtering og monteringsprosess.
ENIG og ENEPIG er også avhengig av kontrollert pletterings- og avleiringskvalitet.
Etterbehandlingssystemet, krav til innskudd og tiltenkt grensesnitt utgjør sammen den komplette spesifikasjonen.
Hvor stabling-opp, kobber og finish kolliderer
Disse spesifikasjonene er lettest å misforstå når ett PCB inneholder konkurrerende krav.
Fine-Pitch-komponenter på en strøm-tett PCB
En plan overflate kan støtte konsistent utskrift på små puter.
Det samme kortet kan også inneholde store plan, høy-strømforbindelser og høy-loddeforbindelser.
Endring fra HASL til ENIG kan forbedre putens planaritet. Det vil ikke fjerne:
ulik lokale termiske veier;
store kobber-tilkoblede puter;
sjablonger-designkrav;
komponent-spesifikke loddeforhold;
den totale termiske massen til den befolkede forsamlingen.
En finish kan ikke kompensere for en ukontrollert kobberdesign.
Blandet SMT og gjennomgående-hullmontering
Et PCB med blandet-teknologi kan gjennomgå:
første-side SMT;
andre-side SMT;
selektiv eller bølgelodding;
manuell installasjon;
lokalisert etterarbeid.
Overflatefinishen bør evalueres mot hele prosesssekvensen i stedet for den første SMT-passeringen alene.
Stabelen-opp og kobberkonstruksjonen kan også påvirke høy-masse gjennom-hullskjøter, press-tilpasningssoner, koblinger og mekanisk håndtering.
HDI og Microvia-produkter
For en HDI PCB etablerer stabelen-opp forholdet mellom sekvensiell laminering, mikroviaer, målputer, kobberfylling og dielektriske lag.
Microvia-pålitelighet avhenger av mer enn om det bare styret består ordinær elektrisk testing.
De relevante faktorene kan omfatte:
via geometri;
lagstruktur;
kobber plating;
mål-putedesign;
lamineringssekvens;
termisk eksponering;
prosjektspesifikk-kvalifikasjon.
EMS-leverandøren redesigner ikke kundens mikrovia-struktur. Den trenger å vite når produktet krever en kontrollert konstruksjon, ytterligere bevis eller disiplinert revisjonskontroll før monteringen begynner.
Et fabrikatforslag er teknisk input, ennå ikke en utgitt endring
PCB-produsenter foreslår rutinemessig endringer for å forbedre:
- materiale tilgjengelighet;
- trykkende konstruksjon;
- impedans produksjon;
- linje-og-plasskapasitet;
- via behandling;
- produksjon konsistens;
- koste.
Det er nyttig ingeniørsamarbeid.
Forslaget bør gjennomgås i henhold til kravet det kan berøre.
|
Foreslått endring |
Spørsmål å løse |
|
Materialfamilie eller dielektriske egenskaper |
Er de nødvendige elektriske, termiske, mekaniske, brennbarhets- og kvalifikasjonsegenskapene bevart? |
|
Dielektrisk avstand |
Påvirker endringen impedans, planforhold, total tykkelse eller mekanisk passform? |
|
Kobberkonstruksjon |
Påvirker det ferdig geometri, impedans, strømbaner, etsing eller termisk oppførsel? |
|
Via eller mikrovia struktur |
Endrer det laminering, pålitelighet, putekonstruksjon, testing eller akseptkrav? |
|
Overflatefinish |
Forblir den kompatibel med lodding, kontakter, lagring, elektrisk ytelse og kundekrav? |
|
Selektiv kontaktavslutning |
Er kravene til slitasje, kontaktmotstand, liming og-produktbruk fortsatt oppfylt? |
|
Ferdig PCB tykkelse |
Påvirker det koblinger, kabinetter, inventar, trykk-tilpasningsfunksjoner eller produktkvalifisering? |
Ikke alle endringer trenger godkjenning fra alle avdelinger. Den trenger godkjenning fra de ansvarlige for kravet som kan flytte.
Et leverandørforslag blir det frigitte styret først etter at den gjeldende tekniske godkjenningen er fullført.
Hva skal frigjøres før PCB-fremstilling
En nyttig fabrikasjonspakke kan omfatte:
- Gerber, ODB++, IPC-2581 eller tilsvarende produksjonsdata;
- fabrikasjon tegning;
- godkjente-oppstaplingskrav eller kontrollerte-stablekrav;
- lagfunksjoner;
- materialkrav eller godkjent materiale-familieregler;
- ferdig PCB tykkelse og kontrollert toleranse;
- kobber krav etter lag;
- kontrollerte-impedanskrav;
- bore og via informasjon;
- krav til blinde, begravde, fylte, avkortet eller mikrovia;
- overflatefinish og selektive-finishområder;
- krav til elektrisk-kontakt, press-tilpasning eller tråd-;
- forventet SMT-, THT- eller blandet-teknologiprosessrute;
- PCB og produktrevisjon;
- godkjent-tilsvarende og endre-godkjenningsregler.
Det samme notatet trenger ikke å kopieres inn i hver fil.
En klar kilde til autoritet er bedre enn flere inkonsekvente kopier. Layoutdataene, fabrikasjonstegningen, tilbudet, tekniske spørsmål og godkjenningsposten skal alle peke til samme konstruksjon.
En komplett fabrikasjonspakke er en der hver fil beskriver den samme frigitte PCB.
Spørsmål som skal lukkes før styret bestilles
Før du frigjør PCB, bekreft:
- Hvilke stable-forhold er elektrisk, mekanisk eller funksjonelt kontrollert?
- Kan produsenten bruke en standard stabel-opp, eller krever den foreslåtte konstruksjonen godkjenning?
- Er kobberkrav identifisert etter lag og etter start eller ferdig tilstand der det er relevant?
- Påvirker den ferdige PCB-tykkelsen en kobling, et kabinett, en trykk-tilpasningsfunksjon eller en armatur?
- Hvilken montering og termisk sekvens vil det befolkede styret oppleve?
- Hvilken produktfunksjon førte til den valgte overflatefinishen?
- Beskriver tilbudet, fabrikasjonstegningen, tekniske godkjenninger og utgitt design den samme PCB-konstruksjonen?
Disse spørsmålene erstatter ikke PCB-design eller prosessvalidering.
De forhindrer tolking som kan unngås etter at fabrikasjonen allerede har startet.
Hvordan STHL koordinerer PCB-spesifikasjoner og monteringsforberedelse
Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. støtter PCB-produksjon og nedstrøms monteringsforberedelse innenfor prosjekt-baserte EMS- og PCBA-produksjonsarbeidsflyter.
Innenfor det bekreftede prosjektomfanget kan en ingeniørgjennomgang vurdere:
- Antall og stable PCB-lag-opp;
- materiale og ferdig bordtykkelse;
- kobber krav etter lag;
- kontrollert impedans;
- via- og HDI-strukturer;
- overflatebehandling;
- panelisering;
- stensil og monteringsforberedelse;
- SMT-, THT- eller blandet-teknologikrav;
- konsistens i fabrikasjons- og monteringsrevisjon.
Hensikten er å identifisere hvor en fabrikasjonsantakelse eller foreslått endring kan påvirke produksjonsevnen, monteringsforberedelsen eller den frigitte produkttilstanden. Den endelige myndigheten for elektrisk, mekanisk og produkt-design forblir hos kunden og de aktuelle prosjekteierne.
Gjennomgå STHLPCB produksjonevner når PCB-konstruksjon, fabrikasjonskrav og nedstrøms produksjonsforberedelse må koordineres.
Den samme utgitte PCB-grunnlinjen kan da støtte komponentplassering, lodding, inspeksjon og produksjonsutførelse innenfor det bekreftede monteringsomfanget.
Send de frigitte fabrikasjons- og monteringsdataene gjennomBe om et tilbud, eller send prosjektkravene tilinfo@pcba-china.com.
Konklusjon
PCB-stabel-opp, kobbervekt og overflatefinish vises som separate oppføringer i en produksjonstegning eller et tilbud.
I produksjonen blir de ett brett.
Stabelen-opp etablerer den fysiske og elektriske konstruksjonen. Kobberspesifikasjonen etablerer lederstrukturen. Overflatefinishen etablerer tilstanden til lodde-, kontakt- eller limingsgrensesnittet.
Hver vare kan tillate produksjonsfleksibilitet, men den fleksibiliteten trenger en klar godkjenningsgrense.
En produksjonsklar- PCB-spesifikasjon forteller produsenten hva som kan endre seg, forteller montøren hvilket styre de kan forvente, og forteller produktteamet når et forslag må returneres for godkjenning.
Det er hensikten med å gjennomgå PCB-stabelen-for montering før fabrikasjonsdata, tilbud, verktøy og produksjonsforberedelser begynner å bevege seg uavhengig.
