Overzicht
Een PCB-fabricagepakket kan een documentcontrole doorstaan en toch niet slagen voor de rode-pentest.
De stapel-omhoog zegt 'standaard'. Op het koperen briefje staat "1 oz." Op de oppervlakteafwerking staat "ENIG." Geen van deze vermeldingen is noodzakelijkerwijs verkeerd, maar ze kunnen allemaal iets anders betekenen voor de PCB-ontwerper, fabrikant, EMS-leverancier en koper.
Dat is waar projecten beginnen af te drijven.
De PCB-stapel- die moet worden geassembleerd, moet één gecontroleerde PCB-constructie definiëren, terwijl de fabrikant voldoende ruimte overlaat om praktische, controleerbare productieopties voor te stellen.
Het doel is om te identificeren van welke eisen het product afhankelijk is, welke details de PCB-fabrikant kan optimaliseren en welke voorgestelde wijzigingen technische goedkeuring behoeven voordat de fabricage begint.
De moeilijkere problemen komen meestal voort uit aantekeningen die voor iedereen duidelijk lijken, maar die nooit formeel zijn gedefinieerd.
Voer de rode-pentest uit voordat u de printplaat loslaat
Voordat u een PCB vrijgeeft voor fabricage, moet u het productiepakket lezen alsof geen van de betrokken teams de eerdere ontwerpvergaderingen had bijgewoond.
Omcirkel vervolgens elke noot die redelijkerwijs op meer dan één manier geïnterpreteerd kan worden.
Bij projectbeoordelingen is de eerste verduidelijking vaak verrassend eenvoudig: welk document is de controlerende bron?
Een stapel-tabel in de lay-outdatabase, een aantekening in de fabricagetekening en een aanname in de offerte kunnen er allemaal redelijk uitzien terwijl ze enigszins verschillende borden beschrijven. Totdat een van deze wordt geïdentificeerd als de vrijgegeven basislijn, worden de gereedschaps- en productievoorbereiding opgebouwd rond aannames.
'Gebruik de standaardstapel van de fabrikant-Up'
Dit kan volkomen acceptabel zijn voor een eenvoudige PCB zonder strak gecontroleerde impedantie, materiaal, dikte, via of kwalificatievereisten.
Het wordt onvolledig als het ontwerp afhankelijk is van:
- specifieke diëlektrische relaties;
- gecontroleerde impedantie;
- strak gecontroleerde dikte van de afgewerkte PCB;
- gedefinieerde materiaaleigenschappen;
- een HDI- of microvia-structuur;
- een eerder gekwalificeerde constructie.
Een standaard stapel-kan een verstandige productiekeuze zijn.
Een niet-goedgekeurde standaardopstapeling-die een gecontroleerde constructie vervangt, is waar het risico begint.
"1 oz koper"
Deze bekende noot identificeert niet altijd:
- op welke lagen het van toepassing is;
- of binnen- en buitenlagen dezelfde koperconstructie gebruiken;
- of het nu gaat om startfolie of afgewerkt koper;
- of vergulde externe kenmerken zijn inbegrepen;
- of er speciale zware-koper- of koper-gevulde constructies nodig zijn.
Een eenvoudige printplaat heeft misschien niet meer details nodig.
Een meerlaagse, impedantie-gecontroleerde, hoge- stroom, fijne- lijn of eerder gekwalificeerde PCB doet dit vaak.
"ENIG-afwerking"
De afwerkingsnaam identificeert een beplatingssysteem, maar verklaart niet waarom voor dat systeem is gekozen.
Het project kan het volgende vereisen:
- een vlak soldeerbaar kussentje;
- een blootgelegd elektrisch contact;
- draadverbindingen;
- een bepaalde bewaarconditie;
- meerdere thermische blootstellingen;
- selectieve afwerkingen;
- overeenstemming met een goedgekeurde prestatiespecificatie.
ENIG kan aan deze eisen voldoen. De fabricagetekening moet nog steeds laten zien welke product- of assemblagevereiste de selectie bepaalt.
ENIG is één afwerkingssysteem voor een gedefinieerde interface. Het is geen kwaliteitsupgrade voor algemene- doeleinden.
Bepaal waar het product feitelijk van afhangt
Een PCB-stapel- beschrijft de fysieke laagstructuur van het bord.
Afhankelijk van het project kan dit het volgende regelen:
- volgorde en functie van lagen;
- kern- en prepreg-relaties;
- diëlektrische materialen of een goedgekeurde materiaalfamilie;
- diëlektrische diktes;
- kopervereisten per laag;
- totale dikte van de afgewerkte plaat;
- gecontroleerde-impedantierelaties;
- door, blinde, begraven of microvia-structuren.
De fabrikant kan een andere constructie aanbevelen vanwege de beschikbaarheid van materiaal, persgedrag, koperdistributie, lijn-en- ruimtecapaciteit, via verwerking of gevestigde productiepraktijk.
Dat is een normale technische samenwerking. Bij de beoordeling moet worden vastgesteld of de voorgestelde constructie voldoet aan de eisen waarvan het product afhankelijk is.
Standaardstapel-Ups kunnen de juiste keuze zijn
Veel PCB-fabrikanten hanteren standaardconstructies voor gangbare lagenaantallen, materialen, koperconfiguraties en afgewerkte diktes.
Het gebruik van een standaardstapel-up kan het volgende ondersteunen:
- beschikbaarheid van materiaal;
- procesbekendheid;
- snellere technische voorbereiding;
- consistentie van de productie;
- kostenbeheersing.
Een project heeft geen aangepaste stapeling nodig- alleen maar om de fabricagetekening er verfijnder uit te laten zien.
De relevante vraag is of de voorgestelde constructie voldoet aan de gecontroleerde eisen, waaronder mogelijk:
- impedantie;
- afgewerkte dikte;
- materiële prestaties;
- via structuur;
- koperen geometrie;
- mechanische pasvorm;
- kwalificatie status.
Een standaardconstructie die aan deze voorwaarden voldoet, is nog steeds een technische oplossing.
01
Balans is risicobeheersing, geen spiegel-Beeldoefening
Een redelijk uitgebalanceerde PCB-constructie kan helpen bij het beheersen van buiging en verdraaiing tijdens het lamineren en latere thermische verwerking.
Sommige geldige ontwerpen maken nog steeds gebruik van ongelijke diëlektrische afstanden, verschillende laagfuncties, asymmetrische routeringsvereisten of gespecialiseerde referentie-vlakrelaties.
De fabrikant moet rekening houden met de volledige constructie, inclusief materiaalverdeling, koperbalans, persgedrag, plaatafmetingen, paneelontwerp en acceptatievereisten voor het eindproduct-.
Een stapel- moet in evenwicht zijn waar dat praktisch mogelijk is, en gecontroleerd waar de prestaties ervan afhangen.
02
De dikte van de afgewerkte PCB kan een mechanische interface zijn
De dikte van de afgewerkte plaat kan meer invloed hebben dan de prijs van het kale- board.
Het kan van belang zijn om:
- kaartgeleiders;
- randconnectoren;
- press-fit-functies;
- conforme pinnen;
- behuizingssleuven;
- bevestigingsmateriaal;
- dragers en armaturen;
- gecontroleerde mechanische spelingen.
Een PCB die vrij in een grote behuizing zit, kan het normale afgewerkte-diktebereik van de fabrikant accepteren.
Een plank die in een gecontroleerde geleider glijdt of die met een stijve connector samenwerkt, mag dat niet.
De fabricagetekening moet onderscheid maken tussen een nominale standaarddikte en een mechanisch gecontroleerde productinterface.
03
Tg alleen definieert de thermische robuustheid niet
Tg is een belangrijke eigenschap van laminaat, maar beschrijft niet op zichzelf hoe een PCB-constructie zich zal gedragen tijdens montage en onderhoud.
Andere relevante factoren kunnen zijn:
- Z--asuitbreiding;
- ontledingsgedrag;
- weerstand tegen delaminatie;
- hars systeem;
- vochttoestand;
- koper en via structuur;
- lamineringskwaliteit;
- het eigenlijke thermische proces.
Er moet een hoger-Tg-laminaat worden geselecteerd omdat de geverifieerde eigenschappen ervan bij het project passen. De aanduiding alleen bevestigt niet de thermische betrouwbaarheid van het voltooide samenstel.
04
Koperbiljetten hebben drie antwoorden nodig
Een kopervereiste wordt veel duidelijker als het drie vragen beantwoordt:
- Op welke laag is het van toepassing?
- Verwijst het naar beginnend koper of afgewerkt koper?
- Welke elektrische, thermische, mechanische of fabricagevereisten zijn ervan afhankelijk?
Zonder die antwoorden kan een bekende kopernoot nog steeds verschillende interpretaties opleveren.
Beginnend koper en afgewerkt koper Verwijzen naar verschillende fasen
Geleiders in de binnen-laag worden doorgaans gevormd door het afbeelden en etsen van met koper- bekleed materiaal.
Buitenlagen vereisen ook metallisatie van -door- gaten en ontvangen doorgaans extra koper tijdens het galvaniseringsproces van de buitenste- laag.
Om die reden mag de startfolie van de buitenste-laag niet automatisch worden gelezen als de uiteindelijke dikte van de externe geleider.
Als het onderscheid ertoe doet, moet het fabricagepakket mogelijk het volgende identificeren:
- binnenste-laag koper;
- buitenste-laag startfolie;
- vereiste afgewerkte buiten-laag koper;
- vereisten voor geplateerde-door- gaten;
- speciale geplateerde of met koper-gevulde kenmerken.
De tekening heeft slechts voldoende details nodig om te voorkomen dat startfolie en afgewerkt koper als onderling verwisselbare termen worden behandeld.
Dikker koper verkleint het fabricagevenster
Toenemende koperdikte kan ondersteuning bieden voor:
- huidige-draagvereisten;
- lagere geleiderweerstand;
- thermische verspreiding;
- mechanische of productdoelstellingen.
Het kan ook invloed hebben op:
- haalbare lijnbreedte en -afstand;
- etscompensatie;
- soldeer-maskerdekking;
- lamineren en harsvulling;
- via verwerking;
- processelectie;
- productiekosten.
Een ontwerp kan tegelijkertijd zwaar koper, kleine afstanden, gecontroleerde impedantie, compacte pads en lage kosten vereisen.
Die eisen blijven niet altijd op zichzelf staan. Wanneer ze concurreren, moet uit de vrijgegeven documentatie blijken welke eis prioriteit heeft, in plaats van de fabrikant in het ongewisse te laten.
De lopende band soldeert geen ons
De assemblagelijn soldeert de pads die verbonden zijn met de daadwerkelijke kopergeometrie.
Het lokale thermische gedrag van een soldeerverbinding kan worden beïnvloed door:
- directe vliegtuigverbindingen;
- thermische-reliëfgeometrie;
- nabijgelegen koperstromen;
- via's;
- afmetingen van de kussens;
- soldeer-pastavolume;
- componentbeëindigingen;
- volledige-boardtemperatuurverdeling.
Een ongelijk thermisch pad tussen de twee pads van een klein onderdeel kan bijdragen aan ongelijkmatige bevochtiging of tombstoneing.
Het nominale kopergewicht van de plaat is echter niet voldoende om de oorzaak vast te stellen.
Een PCB van zwaar{0}}koper vereist ook niet automatisch een hogere reflow-piektemperatuur, een stikstofatmosfeer of één standaard zwaar-koperprofiel. Het soldeerproces moet worden gevalideerd aan de hand van de daadwerkelijk bevolkte assemblage.
Het kopergewicht is een specificatie op board-niveau. Het verwarmen van soldeer-verbindingen is een lokale procesomstandigheid.
Kies de oppervlakteafwerking vanaf de interface achteruit
Een PCB-oppervlakteafwerking beschermt blootliggend koper en biedt een interface voor solderen, elektrisch contact, draadverbindingen of een andere productfunctie.
De selectie van de oppervlakafwerking- moet beginnen met de functie van het blootgestelde oppervlak: solderen, elektrisch contact, draadverbindingen, slijtage of een andere productvereiste. Als u kiest uit een waargenomen premiumhiërarchie, begint de beoordeling meestal op de verkeerde plaats.
De beslissing kan betrekking hebben op:
- soldeerbaarheid;
- vlakheid van het kussen;
- componentenpakket;
- opslag en behandeling;
- herhaalde thermische blootstelling;
- elektrische-contactvereisten;
- draadverbindingen;
- omgevingsomstandigheden;
- procescapaciteit van de leverancier;
- kosten.
Soldeerbare pads
Voor normale SMT- en THT-pads kan bij de beoordeling het volgende worden overwogen:
- padgeometrie;
- vereiste vlakheid;
- componentsteek en pakket;
- soldeervolgorde;
- opslagomstandigheden;
- omgaan met controles;
- verwachtingen herwerken;
- het gekwalificeerde fabricageproces.
ENIG biedt een relatief vlak nikkel{0}}en-gouden oppervlak en wordt veel gebruikt voor fijne- feature-ontwerpen.
OSP biedt een vlakke organische beschermlaag direct over koper.
Lood-vrij HASL creëert een soldeer-gecoat oppervlak met meer topografie dan vlakke chemische afwerkingen.
Immersiezilver, immersietin en ENEPIG bieden andere combinaties van soldeerbaarheid, procesvereisten, elektrisch gedrag en kosten.
Deze afwerkingen lossen verschillende interfaceproblemen op. Ze vormen geen universele kwaliteitsranglijst.
Slijtagecontacten en andere functionele oppervlakken
Een soldeerbare padafwerking is mogelijk niet de juiste afwerking voor een slijtagecontact.
Kaart-randvingers, schakelcontacten, testcontacten, draad-verbindingspads en andere functionele oppervlakken kunnen het volgende vereisen:
- een selectieve afwerking;
- een ander statiegeldsysteem;
- een gecontroleerd slijtageoppervlak;
- een bepaalde contactweerstand;
- een specifieke acceptatievereiste.
Voor geplateerde gaten of contactzones met perspassing{0}} kunnen ook aparte fabricage- en acceptatiecontroles nodig zijn, in plaats van alleen te vertrouwen op de algemene opmerking over de oppervlak-afwerking.
De kleinste SMT-component is niet altijd de functie die de afwerkingsselectie bepaalt. Bij sommige producten wordt de kritische interface pas gebruikt nadat de montage is voltooid.
Meerdere thermische blootstellingen
Een dubbelzijdige printplaat- kan twee reflow-cycli doorlopen.
Een product met gemengde-technologie kan later golf-, selectief of handmatig solderen ondergaan. Gelokaliseerde herbewerking kan verdere hitte introduceren.
De gekozen afwerkings- en montagematerialen moeten compatibel blijven met het beoogde procestraject. Generieke regels zoals "OSP is gelijk aan één reflow" of "ENIG is gelijk aan drie reflows" beschrijven geen gekwalificeerd productieproces.
Er zijn commerciële OSP-systemen beschikbaar voor meerdere loodvrije reflow-belichtingen-. Het resultaat hangt nog steeds af van de geselecteerde chemie, verpakking, opslag, hantering en assemblageproces.
ENIG en ENEPIG zijn ook afhankelijk van gecontroleerde platerings- en afzettingskwaliteit.
Het afwerkingssysteem, de statiegeldeisen en de beoogde interface vormen samen de volledige specificatie.
Waar Stack-Up, Copper en Finish met elkaar in botsing komen
Deze specificaties zijn het gemakkelijkst verkeerd te begrijpen wanneer één PCB concurrerende eisen bevat.
Fijne-Pitch-componenten op een voedings-Dichte PCB
Een vlakke oppervlakteafwerking kan consistent afdrukken op kleine kussens ondersteunen.
Hetzelfde bord kan ook grote vlakken, hoge-stroomverbindingen en hoge-soldeerverbindingen bevatten.
Het overstappen van HASL naar ENIG kan de vlakheid van de remblokken verbeteren. Het zal niet verwijderen:
ongelijke lokale thermische paden;
grote koperen-verbonden pads;
stencil-ontwerpvereisten;
component-specifieke soldeeromstandigheden;
de totale thermische massa van het bevolkte geheel.
Eén afwerking kan een ongecontroleerd koperontwerp niet compenseren.
Gemengde SMT en Through-hole-assemblage
Een PCB met gemengde-technologie kan het volgende ondergaan:
eerste-zij-SMT;
tweede-zij-SMT;
selectief of golfsolderen;
handmatige installatie;
gelokaliseerde herbewerking.
De oppervlakteafwerking moet worden beoordeeld aan de hand van de volledige procesvolgorde, in plaats van alleen de eerste SMT-passage.
De stapel{0}}opstaande en koperen constructie kan ook invloed hebben op verbindingen met een hoge-massa door- gaten, pers-passingszones, connectoren en mechanische hantering.
HDI- en Microvia-producten
Voor een HDI-PCB bepaalt de stapel- de relatie tussen sequentiële laminering, microvia's, doelpads, kopervulling en diëlektrische lagen.
De betrouwbaarheid van Microvia hangt van meer af dan of het kale bord de gewone elektrische tests doorstaat.
De relevante factoren kunnen zijn:
via geometrie;
laagstructuur;
koperbeplating;
doel-padontwerp;
lamineervolgorde;
thermische blootstelling;
project-specifieke kwalificatie.
De EMS-provider herontwerpt de microvia-structuur van de klant niet. Het moet wel weten wanneer het product een gecontroleerde constructie, aanvullend bewijs of gedisciplineerde revisiecontrole vereist voordat de montage begint.
Een voorstel van een fabrikant is technische input, nog geen vrijgegeven wijziging
PCB-fabrikanten stellen routinematig wijzigingen voor ter verbetering van:
- beschikbaarheid van materiaal;
- dringende constructie;
- impedantie produceerbaarheid;
- lijn-en-spatiemogelijkheden;
- via verwerking;
- consistentie van de productie;
- kosten.
Dat is nuttige technische samenwerking.
Het voorstel moet worden beoordeeld op basis van de vereisten die erdoor kunnen worden beïnvloed.
|
Voorgestelde wijziging |
Vragen om op te lossen |
|
Materiaalfamilie of diëlektrische eigenschappen |
Zijn de vereiste elektrische, thermische, mechanische, ontvlambaarheids- en kwalificatie-eigenschappen behouden? |
|
Diëlektrische afstand |
Heeft de verandering invloed op de impedantie, vlakrelaties, totale dikte of mechanische pasvorm? |
|
Koperen constructie |
Heeft dit invloed op de uiteindelijke geometrie, impedantie, stroompaden, etsen of thermisch gedrag? |
|
Via- of microvia-structuur |
Verandert dit de eisen op het gebied van laminering, betrouwbaarheid, padconstructie, testen of acceptatie? |
|
Oppervlakteafwerking |
Blijft het compatibel met solderen, contacten, opslag, elektrische prestaties en klantvereisten? |
|
Selectieve contactafwerking |
Wordt er nog steeds voldaan aan de eisen op het gebied van slijtage, contactweerstand, hechting en product{0}}gebruik? |
|
Afgewerkte PCB-dikte |
Heeft dit invloed op connectoren, behuizingen, armaturen, pers-fit-functies of productkwalificatie? |
Niet elke verandering heeft de goedkeuring van elke afdeling nodig. Het heeft goedkeuring nodig van de mensen die verantwoordelijk zijn voor de vereiste die mag worden verplaatst.
Een leveranciersvoorstel wordt pas het vrijgegeven bord nadat de toepasselijke technische goedkeuring is voltooid.
Wat moet worden vrijgegeven vóór PCB-fabricage
Een nuttig fabricagepakket kan het volgende omvatten:
- Gerber, ODB++, IPC-2581 of gelijkwaardige productiegegevens;
- fabricagetekening;
- goedgekeurde stapel-up of gecontroleerde stapel-vereisten;
- laagfuncties;
- materiële vereisten of goedgekeurde materiële-gezinsregels;
- afgewerkte PCB-dikte en gecontroleerde tolerantie;
- kopervereisten per laag;
- gecontroleerde-impedantievereisten;
- boor en via informatie;
- blinde, begraven, gevulde, afgedekte of microvia-vereisten;
- oppervlakteafwerking en selectieve-afwerkingsgebieden;
- vereisten voor elektrische-contact-, pers-- of draad-verbinding;
- verwachte SMT-, THT- of gemengde-technologieprocesroute;
- PCB- en productrevisie;
- goedgekeurde-equivalente en gewijzigde-goedkeuringsregels.
Dezelfde notitie hoeft niet naar elk bestand te worden gekopieerd.
Eén duidelijke bron van autoriteit is beter dan meerdere inconsistente kopieën. De lay-outgegevens, de fabricagetekening, de offerte, de technische vragen en het goedkeuringsrapport moeten allemaal naar dezelfde constructie verwijzen.
Een compleet fabricagepakket is een pakket waarin elk bestand dezelfde vrijgegeven PCB beschrijft.
Vragen die moeten worden gesloten voordat het bord wordt besteld
Bevestig het volgende voordat u de printplaat loslaat:
- Welke stapelrelaties- worden elektrisch, mechanisch of functioneel bestuurd?
- Mag de fabrikant een standaard stapel-gebruiken, of is voor de voorgestelde constructie goedkeuring vereist?
- Worden de vereisten voor koper geïdentificeerd per laag en, waar relevant, per begin- of eindtoestand?
- Heeft de dikte van de uiteindelijke PCB invloed op een connector, behuizing, pers-fitvoorziening of armatuur?
- Welke montage- en thermische volgorde zal het bevolkte bord ervaren?
- Welke productfunctie heeft tot de gekozen oppervlakteafwerking geleid?
- Beschrijven de offerte, de fabricagetekening, de technische goedkeuringen en het vrijgegeven ontwerp dezelfde PCB-constructie?
Deze vragen zijn geen vervanging voor het PCB-ontwerp of de procesvalidatie.
Ze voorkomen vermijdbare interpretaties nadat de fabricage al is begonnen.
Hoe STHL PCB-specificaties en assemblagevoorbereiding coördineert
Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. ondersteunt PCB-fabricage en downstream-assemblagevoorbereiding binnen project-gebaseerde EMS- en PCBA-productieworkflows.
Binnen de bevestigde projectomvang kan bij een technische beoordeling het volgende worden overwogen:
- Aantal PCB-lagen en stapelen-;
- materiaal en dikte van de afgewerkte plaat;
- kopervereisten per laag;
- gecontroleerde impedantie;
- via- en HDI-structuren;
- oppervlakteafwerking;
- panelvorming;
- stencil- en montagevoorbereiding;
- SMT-, THT- of gemengde- technologievereisten;
- consistentie van fabricage en assemblagerevisie.
Het doel is om vast te stellen waar een aanname bij de fabricage of een voorgestelde wijziging van invloed kan zijn op de maakbaarheid, de voorbereiding van de assemblage of de staat van het vrijgegeven product. De uiteindelijke bevoegdheid voor het elektrisch, mechanisch en productontwerp- blijft bij de klant en de betreffende projecteigenaren.
Beoordeel STHL'sPCB-productiemogelijkheden wanneer PCB-constructie, fabricagevereisten en downstream-productievoorbereiding moeten worden gecoördineerd.
Dezelfde vrijgegeven PCB-basislijn kan vervolgens de plaatsing, het solderen, de inspectie en de productie-uitvoering van componenten ondersteunen binnen de bevestigde assemblagescope.
Dien de vrijgegeven fabricage- en montagegegevens in viaVraag een offerte aan, of stuur de projectvereisten naarinfo@pcba-china.com.
Conclusie
PCB-opstapeling-, kopergewicht en oppervlakteafwerking verschijnen als afzonderlijke vermeldingen in een fabricagetekening of offerte.
In productie worden ze één bord.
De stapel- vormt de fysieke en elektrische constructie. De koperspecificatie bepaalt de geleiderstructuur. De oppervlakteafwerking bepaalt de toestand van het soldeer-, contact- of verbindingsvlak.
Elk artikel kan productieflexibiliteit toestaan, maar die flexibiliteit heeft een duidelijke goedkeuringsgrens nodig.
Een productie-ready PCB-specificatie vertelt de fabrikant wat er kan veranderen, vertelt de assembleur welk bord hij kan verwachten en vertelt het productteam wanneer een voorstel ter goedkeuring moet worden teruggestuurd.
Dat is het doel van het beoordelen van de PCB-stapel-klaar voor montage voordat de fabricagegegevens, offertes, gereedschappen en productievoorbereiding onafhankelijk van elkaar beginnen te bewegen.
