سير عمل كامة لوحة الدوائر المطبوعة HDI | تحديد قواعد SMD، والفتحات، والحفر

يُعد إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة (HDI PCB CAM) أحد أكثر المجالات تطلبًا من الناحية التقنية في صناعة لوحات الدوائر المطبوعة . ومع تزايد متطلبات دمج الدوائر المتكاملة والتجميع عالي الكثافة، غالبًا ما تتميز لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة للأجهزة المحمولة بتصاميم معقدة، ومسارات توصيل كثيفة، وترتيبات دقيقة للوصلات.

تجعل هذه التحديات معالجة CAM مُستهلكة للوقت وعرضة للأخطاء، خاصةً عند الضغط للحصول على جودة عالية وتسليم سريع. بناءً على تجربة إنتاج واقعية، تُقدم هذه المقالة رؤى عملية حول التعامل مع SMDs، والثقوب العمياء، وقناع اللحام، ومعالجة الأشكال في سير عمل HDI PCB CAM.

تعريف منصات SMD في سير عمل HDI PCB CAM

في معالجة تصميم الدوائر المطبوعة عالية الكثافة (HDI PCB CAM)، يُعدّ تحديد مكونات التثبيت السطحي ( SMD ) بدقة الخطوة الأولى الحاسمة. أثناء تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة، قد تُغيّر عمليات مثل نقل الرسومات والحفر خصائص النحاس النهائية. ولضمان الامتثال لمعايير قبول العميل، يجب على مهندسي CAM تطبيق تعديلات التعويض على كلٍّ من المسارات ومكونات التثبيت السطحي بشكل مستقل. قد يؤدي عدم تحديد نقاط تثبيت مكونات التثبيت السطحي بشكل صحيح إلى نقاط تثبيت أصغر من اللازم أو مفقودة، مما يؤثر بشكل مباشر على قابلية اللحام وموثوقية التجميع.

التعامل مع منصات CSP والفتحات العمياء في لوحات HDI المتنقلة

تتضمن العديد من تصميمات لوحات HDI المتنقلة حزمًا بمقياس رقاقة (CSP) بقطر 0.5 مم، بأقطار وسادات صغيرة تصل إلى 0.3 مم. في بعض الحالات، تتداخل وسادات CSP هذه مع وسادات الفتحة العمياء، حيث يبلغ قياس كل منهما 0.3 مم بالضبط، مما قد يؤدي إلى عدم محاذاة أو اندماج الوسادات إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح في CAM.

باستخدام Genesis2000، يمكنك منع هذه المشكلات باتباع الخطوات التالية:

تعريف SMD خطوة بخطوة في Genesis2000

1. أغلق جميع طبقات الحفر المتعلقة بالفتحات العمياء والمدفونة.
2. قم بتعريف SMDs بناءً على متطلبات تصميم العميل.
3. استخدم الميزاتالفلترة المنبثقة و نافذة منبثقة لاختيار المراجع وظائف لتحديد منصات CSP ذات الصلة من الطبقات العلوية والسفلية، ونقلها إلى طبقات مؤقتة (طبقة t للأعلى، طبقة ب (للأسفل).
4. في خانة رمز الخصم، أدخل TABBYDAY. طبقة tقم بإزالة جميع الوسادات مقاس 0.3 مم التي تتداخل مع الفتحات العمياء واحذف وسادات CSP الزائدة من الطبقة العلوية الأصلية.
5. أعد بناء وسادات CSP يدويًا وفقًا لحجم وموقع وعدد الوسادات المحددين، ثم عرّفها كـ SMDs. انسخ الوسادات المصححة إلى الطبقة العلوية، وأضف وسادات التوصيل المقابلة إذا لزم الأمر.
6. كرر نفس العملية لملف طبقة ب.
7. أخيرًا، قم بمسح ملفات Gerber للكشف عن أي SMD مفقودة أو مكررة.

فوائد عملية CAM المُحسّنة هذه

بالمقارنة مع ممارسات CAM التقليدية، توفر طريقة CAM PCB HDI المستهدفة هذه:

• سير عمل واضح لتحديد SMDs في تصميمات HDI الكثيفة
• خطوات معالجة أقل، مما يقلل الوقت والأخطاء اليدوية
• توافق أفضل مع السيناريوهات المتداخلة مع لوحة CSP + العمياء
• تحسين الدقة والعائد من المرور الأول

إزالة الوسادات غير الوظيفية في كاميرا PCB HDI

من العمليات المهمة الأخرى في سير عمل HDI PCB CAM إزالة الوسادات غير الوظيفية (NFPs)، وهي وسادات غير متصلة بأي شبكة على طبقات معينة. قد تؤثر هذه الوسادات على سلامة الإشارة، وتزيد من تعقيد الطبقات، وتُشكل تحديات تصنيعية، خاصةً في تصميمات لوحات HDI المتنقلة عالية الكثافة.

باستخدام لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة نموذجية مكونة من 8 طبقات كمثال، تتضمن عملية التصنيع بمساعدة الحاسوب خطوتين رئيسيتين لإزالة طبقة NFP:

إزالة تنظيم الأسرة الطبيعي خطوة بخطوة في CAM

1. قم بإزالة وسادات الثقب غير المعدنية الموجودة في الطبقات العلوية والسفلية باستخدام إزالة NFP وظيفة.
2. إزالة NFP المرتبطة بـ via:
   • أغلق جميع طبقات الحفر باستثناء الفتحات
   • بكج إزالة الوسادات غير المثقوبة in إزالة NFP لا
   • قم بإزالة الفوط غير الوظيفية من الطبقات 2 إلى 7
3. إزالة المدفونين عبر NFP:
   • أغلق جميع طبقات الحفر باستثناء الفتحات المدفونة
   • مرة أخرى، مجموعة إزالة الوسادات غير المثقوبة لا
   • قم بإزالة الفوط غير الوظيفية من الطبقات 3 إلى 6

تضمن هذه العملية طبقات داخلية نظيفة وتساعد على تقليل ميزات النحاس غير الضرورية، مما يمكن أن يحسن من اتساق الحفر ويقلل من مخاطر التصنيع.

لماذا تنجح طريقة إزالة NFP هذه في حالة HDI CAM

تعتبر هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لمهندسي CAM الذين يتعاملون مع تصميمات PCB HDI متعددة الطبقات لأن:

• إنه يستخدم سير عمل واضحًا قائمًا على الطبقات، وسهل التعلم والتنفيذ
• متوافق مع برنامج Genesis2000 CAM
• يقلل من فوضى النحاس الداخلية، وهو أمر ضروري للحفر الدقيق والمحاذاة بالليزر

بالنسبة لمشغلي CAM - وخاصة أولئك الجدد في معالجة تراكم HDI - تقدم هذه الطريقة خطوة بخطوة نهجًا بسيطًا وفعالًا لإزالة الوسادة غير الوظيفية.

الحفر بالليزر في معالجة CAM للوحة PCB HDI

يُعدّ الحفر بالليزر خطوةً أساسيةً في تقنية HDI PCB CAM، خاصةً لإنشاء فتحات عمياء عالية الكثافة، يبلغ قطرها عادةً حوالي 0.1 مم. نستخدم في عملية الإنتاج لدينا تقنية ليزر ثاني أكسيد الكربون، وهي فعّالة في الحفر عبر المواد العضوية مثل RCC أو PI، ولكنها لا تُستخدم في رقائق النحاس نظرًا لارتفاع درجة انصهاره وانخفاض امتصاصه للأشعة تحت الحمراء.

استخدام قناع مطابق لمعالجة ليزر ثاني أكسيد الكربون

بما أن ليزر ثاني أكسيد الكربون لا يخترق النحاس، تُطبّق تقنية القناع المطابق في تقنية CAM. تتضمن هذه التقنية حفر رقاقة النحاس في مواقع الثقوب المحفورة بالليزر، مما يسمح لليزر بالوصول مباشرةً إلى الطبقة العازلة. لدعم هذه العملية، يجب على مهندسي تقنية CAM إنشاء فيلم ثقب تعريض بناءً على مواقع الثقوب أثناء تحضير البيانات.

فحوصات حفر CAM لضمان قواعد التصميم

للحفاظ على سلامة الهيكل وضمان بقاء رقاقة النحاس أسفل الطبقات الخارجية، يجب ألا تقل المسافة بين الفتحات العمياء والمدفونة عن 4 مل. في Genesis2000، يمكن لمهندسي CAM إجراء هذا التحقق باستخدام المسار التالي:

التحليل ← التصنيع ← فحص حفر اللوحة

يساعد هذا في الكشف عن الانتهاكات في التباعد بين الأنابيب وتحديدها، والتي قد تؤدي بخلاف ذلك إلى عيوب في الحفر أو تكوين غير صحيح للأنابيب أثناء التصنيع.

يتطلب دمج الحفر بالليزر في سير عمل CAM للوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة (HDI PCB) معرفةً بالمواد والتحقق من صحة البرامج. يضمن استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون، إلى جانب التغطية المطابقة والتحقق الدقيق من قواعد CAM، دقةً وموثوقيةً في عملية تصنيع لوحات HDI المتحركة عالية الكثافة.

سد الثقوب والتعامل مع قناع اللحام في كاميرا PCB HDI

في سير عمل HDI PCB CAM، عادةً ما تستخدم الطبقات الخارجية مواد RCC (النحاس المطلي بالراتنج)، وهي مواد ذات طبقات عازلة رقيقة ومحتوى راتنج منخفض. وفقًا للبيانات التجريبية، عندما يتجاوز سمك اللوحة النهائية 0.8 مم، وتكون أبعاد الفتحة المعدنية ≥ 0.8 مم × 2.0 مم أو قطر الفتحة المعدنية ≥ 1.2 مم، يجب تجهيز مجموعتين من ملفات ثقوب السدادة. هذا يعني أن الثقوب تتطلب سدًا مزدوجًا:

• تستخدم الطبقات الداخلية كشط الراتنج وتوصيله.
• يتم توصيل الطبقات الخارجية مباشرة باستخدام حبر قناع اللحام قبل تطبيق قناع اللحام.

تحديات وجود فتحات بالقرب من منصات SMD أثناء عملية قناع اللحام

في عملية إنتاج قناع اللحام، تُشكّل الفتحات الموجودة على وسادات SMD أو بالقرب منها خطر تسرب الحبر أثناء تعرض قناع اللحام. ونظرًا لأن العملاء عادةً ما يشترطون سد جميع الفتحات، يجب على مهندسي CAM إدارة وضع الفتحات وفتحات قناع اللحام بعناية لتجنب عيوب قناع اللحام.

حلول CAM للتفاعل بين قناع اللحام والفياض

النهج الشائع للطب التكميلي والبديل هو:

• قم بنقل المسارات بعيدًا عن منصات SMD إذا كان ذلك ممكنًا لمنع التداخل.
• إذا لم يكن من الممكن نقل الفتحات، فقم بتطبيق أحد تعديلات قناع اللحام التالية:
  • بالنسبة للفتحات المغطاة بقناع اللحام، أضف نقاطًا شفافة على طبقة قناع اللحام، بحجم أصغر بمقدار 3 مل من الفتحة النهائية على أحد الجانبين.
  • للثقوب التي تلامس فتحة قناع اللحام، أضف نقاطًا شفافة أكبر بثلاثة مل من الفتحة النهائية على أحد الجانبين. (يُستخدم هذا عندما يسمح العملاء بتغطية طفيفة لحبر قناع اللحام على الوسادة.)

إن التعامل السليم مع فتحات التوصيل وطبقات قناع اللحام في عملية HDI PCB CAM أمر ضروري لضمان جودة التصنيع وموثوقية وصلة اللحام، وخاصة للتصميمات عالية الكثافة مع SMD ضيق ووضع عبر.

معالجة الأشكال في تصميم لوحة HDI PCB CAM

في إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة بتقنية HDI CAM، غالبًا ما تُسلّم اللوحات بتنسيقات مُجزأة ذات أشكال معقدة وغير قياسية. عادةً ما يُقدّم العملاء رسمًا هندسيًا (عادةً بصيغة DWG ) يتضمن مخطط اللوحة، وفتحات التثبيت، وفتحات تحديد المواقع، ونقاط المحاذاة البصرية.

استيراد الأشكال بكفاءة عبر DXF في Genesis2000

بدلاً من إعادة رسم مخطط اللوحة يدويًا في Genesis2000، وهو أمر يستغرق وقتًا طويلاً ويحتمل حدوث أخطاء، يمكن لمهندسي CAM تبسيط العملية عن طريق تحويل ملف CAD الخاص بالعميل:

1. فتح .دوغ ملف.
2. استخدم وظيفة "حفظ باسم" وقم بتغيير نوع الملف إلى: أوتوكاد R14/LT98/LT97 DXF (*.DXF)
3. في Genesis2000، قم باستيراد .DXF ملف مثل ملف Gerber.

تتيح هذه الطريقة لمهندسي CAM تحقيق ما يلي بدقة وكفاءة:

فوائد إنتاج لوحات HDI

لا يُحسّن هذا النهج لاستيراد DXF السرعة فحسب، بل يُقلل أيضًا من خطر أخطاء الأبعاد، وهو أمر بالغ الأهمية في لوحات PCB عالية الدقة HDI. فهو يضمن محاذاة دقيقة لعمليات الحفر والتوجيه والتجميع اللاحقة.

طحن حدود المخطط التفصيلي في HDI PCB CAM

في معالجة HDI PCB CAM، يُعدّ طحن حدود اللوحة خطوةً بالغة الأهمية. ما لم يطلب العميل النحاس المكشوف تحديدًا، فإن ممارسات التصنيع القياسية تتطلب سحب رقاقة النحاس قليلًا من حافة اللوحة. هذا يمنع انفصال النحاس أو انقلابه أثناء الطحن.

خطر الدوائر المفتوحة بسبب نهايات النحاس الضيقة

مع ذلك، قد يؤدي سحب النحاس إلى ظهور خطوط ضيقة جدًا بالقرب من الحافة. ​​على سبيل المثال، إذا كان طرفا النحاس (أ) قريبين من الحافة، و:

• لا تنتمي إلى نفس الشبكة الكهربائية
• عرضها أقل من 3 مليمتر

قد يكون الشكل الناتج غير قابل للتصنيع، وقد يؤدي إلى دائرة كهربائية مفتوحة. لا تظهر هذه المشاكل في تقارير تحليل Genesis2000 القياسية.

حل CAM: مقارنة الشبكة الثانوية مع سحب الحافة المعدلة

لكشف هذه المشكلة وحلها، يلزم إجراء مقارنة ثانوية للشبكة:

1. قم بإزالة 3 مل إضافية من النحاس إلى الداخل من حافة اللوحة يدويًا.
2. أعد تشغيل مقارنة الشبكة في Genesis2000.
3. تفسير النتيجة:
   • إذا لم يتم العثور على دائرة مفتوحة: إما أن يكون طرفا النحاس ينتميان إلى نفس الشبكة، أو أن العرض بعد التشذيب ≥ 3 مل، وهو قابل للتصنيع.
   • في حالة حدوث دائرة مفتوحة: إذا كان عرض النحاس ضيقًا جدًا أو كانت الشبكات معزولة - قم بتوسيع رقاقة النحاس لضمان الاتصال والإنتاج الموثوق به.

توفر هذه الطريقة نهجًا عمليًا لمنع مشكلات CAM غير المكتشفة أثناء الطحن التفصيلي في PCBs HDI، مما يعزز العائد ويضمن الامتثال لمعايير الإنتاج.

خاتمة

أدى الطلب المتزايد على الدوائر المتكاملة عالية التكامل وتقنية تجميع التوصيلات عالية الكثافة إلى تصدّر لوحات الدوائر المطبوعة (HDI) لقطاع تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة. مع ذلك، تُشكّل تصاميمها المعقدة وكثافة أسلاكها تحديات كبيرة أثناء إنتاجها باستخدام برامج التصنيع بمساعدة الحاسوب (CAM)، مما يؤدي غالبًا إلى تأخيرات وأخطاء. ولضمان أعلى مستويات الجودة والتسليم في الوقت المحدد، اكتسب مهندسو CAM خبرة قيّمة من خلال الممارسة والتطوير المستمر.

تشمل مجالات التركيز الرئيسية تعريفًا دقيقًا لـ SMD، وإزالة مبسطة للوسادة غير الوظيفية، وتقنيات الحفر بالليزر الدقيقة، والتعامل الفعال مع فتحات التوصيل وأقنعة اللحام، وإنتاج الشكل الأمثل، وطحن الحدود الدقيق. من خلال معالجة هذه التحديات بشكل منهجي واستخدام استراتيجيات CAM المتقدمة، يمكن للمحترفين تحقيق قدر أكبر من الكفاءة والدقة في إنتاج لوحات HDI. والنتيجة هي تقديم مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالية الجودة تلبي المتطلبات المتطورة للسوق.