شركة VIPPO لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) لتصاميم BGA والوسادات الحرارية

تُقدّم شركة هايليب إلكترونيكس خدمات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة بتقنية VIPPO للتصاميم التي تتطلب هياكل توصيل داخل الوسادات مع حشو مُحدّد وسطح مطلي. تُستخدم تقنية VIPPO عادةً مع حزم BGA أو LGA ذات المسافة الدقيقة، والوسادات الحرارية المكشوفة، والتصميمات الكثيفة حيث لا تُناسب التوصيلات المفتوحة أو المغطاة التقليدية. إذا لم يتمكن مُورّد لوحات الدوائر المطبوعة الحالي لديك من تلبية متطلبات حشو التوصيلات أو الغطاء أو الوسادات النهائية، يُرجى إرسال ملفات التصنيع إلينا للمراجعة.

يجب أن يحدد عرض أسعار تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الموثوق من VIPPO تفاصيل تصميم الثقوب الموصلة بدلاً من الاعتماد على عبارة "ثقب موصل في لوحة التوصيل" فقط. يؤثر قطر الثقب الموصل، وهندسة لوحة التوصيل، ونوع الحشو، وغطاء النحاس، واستواء السطح، وتشطيب السطح، ومعايير الفحص، جميعها على التكلفة، ومدة التسليم، ونتائج التجميع. تراجع Highleap هذه التفاصيل مع مراعاة التطبيق المقصود لضمان تطابق التصميم المُقدَّم مع البنية المطلوبة.

ما هي شركة VIPPO لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة؟

يشير اختصار VIPPO إلى "الوصلة داخل الوسادة المطلية". تقع هذه الوصلة داخل وسادة المكون، وتُملأ باستخدام العملية المحددة، وتُسوّى حسب الحاجة، ثم تُطلى بالنحاس لتكوين سطح وسادة متصل. كلمة "Open" ليست جزءًا من الاختصار؛ فهي تصف حالة الفتح أو التعرض، ويجب تحديدها بشكل منفصل عند الاقتضاء.

• موقع الجهاز اللوحي عبر: يقع المسار داخل منطقة المكون وليس بجانبها.
• املأ المواصفات: تحدد الرسومات أو ملاحظات التصنيع مادة الحشو المطلوبة ومعايير القبول؛ ولا يمكن استبدال مواد الحشو الراتنجية والموصلة.
• سطح مطلي: يُرسب النحاس فوق الفتحة المملوءة لتشكيل سطح متصل قابل للحام. يجب تحديد استواء السطح، وسلامة الغطاء، وجودة تشطيب السطح بما يتناسب مع التطبيق.

تكمن أهمية هذا التمييز في أن العديد من هذه الخطوات اختيارية في اللوحة القياسية، وكل خطوة إضافية تُغيّر ما يجب على المُصنِّع التحكم فيه. الثقب المثقوب والمُغطى بالطبقة الخارجية (Via) لا يتطلب أي تعديلات جوهرية. أما بنية VIPPO فتتطلب تعبئة مُتحكَّم بها، وتسوية السطح حسب الحاجة، وغطاء نحاسي، وتسلسلًا مُحددًا لتشطيب السطح. يتم تحديد فتحة قناع اللحام حول الوسادة النهائية بشكل منفصل؛ ويجب عدم الخلط بينها وبين الثقب المفتوح أو غير المملوء. قد يُخبرك مُورِّد المواد بعبارة "نُنفِّذ الثقب في الوسادة" ويقصد بذلك النسخة المملوءة والمُغطاة، أو النسخة المُغطاة بالطبقة الخارجية، أو النسخة المسدودة بالراتنج، لذا يجب تحديد المصطلحات بدقة في ملاحظات التصميم.

مقارنة بين تصميمات لوحات الدوائر المطبوعة بتقنية VIPPO وتصميمات لوحات الدوائر المطبوعة بتقنية Open Via و Filled Via-in-Pad

هذا هو الفرق الذي غالباً ما يؤدي إلى تغيير سعر المنتج. كل صف أدناه يمثل بنية فيزيائية مختلفة ذات مسار حراري مختلف، وتكلفة مختلفة، ومخاطر فشل مختلفة.

الصف الثالث فقط هو صف VIPPO حقيقي. إذا نصّ التصميم على "فتحة في لوحة التوصيل" دون تحديد نوع الحشو، فيمكن للمصنّع استخدام أيٍّ من الصفوف الأربعة. يغطي دليلنا الخاص بحشو الفتحات وطلاء النحاس عمليات الحشو والتغطية بالتفصيل، كما نوضح الفروقات بين طرق الحشو بالراتنج والمعدن في تصميمنا للفتحات المسدودة بالراتنج.

لماذا نستخدم تقنية التوصيل عبر الوصلات النحاسية في لوحات الدوائر المطبوعة من نوع BGA؟

بالنسبة للوسادة الحرارية، يتمثل الهدف في مسار حراري متوقع من الوسادة إلى بنية النحاس في اللوحة. يوفر الثقب المملوء والمطلي بشكل صحيح سطحًا متصلًا للحام، ويتجنب مسار امتصاص اللحام في الثقوب المفتوحة المرتبط بالثقب غير المملوء. مع ذلك، لا يزال الأداء الحراري يعتمد على مادة الحشو، ومصفوفة الثقوب، وطبقات النحاس المتصلة، والتركيب الطبقي المحيط.

ينطبق المنطق نفسه على الترددات الراديوية. فالثقب الموصل ذو الفتحة المظللة والواقع في منتصف منطقة أرضية يمثل رقعة صغيرة من عدم الاستمرارية؛ أما الثقب الموصل المملوء والمطلي فهو نحاس متصل. في التصميم الذي يُوضع فيه ثقب موصل عمدًا لكسر مستوى أو إنشاء وصلة معروفة، ينطبق المنطق المعاكس، ويجب أن يكون الثقب مفتوحًا، لا مظللًا، بحيث يكون الهيكل محددًا وليس عرضيًا.

نظرًا لأن الوصلة مفتوحة، يصبح تشطيب السطح متطلبًا وظيفيًا وليس تجميليًا. يُعد طلاء ENIG الخيار الأمثل للوصلات التي سيتم لحامها، لأنه يحافظ على سطحه المستوي وقابليته للحام لفترة تخزين طويلة. أما طلاء ENEPIG فيُستخدم عندما يُراد الجمع بين الأداء الحراري للفضة المغمورة وسطح قابل للحام. تتأكسد الفضة المغمورة في الهواء المحتوي على الكبريت، وهو أمر مهم إذا تم تخزين اللوحات قبل التجميع. يغطي اختيارنا لتشطيب السطح للوحات الترددات الراديوية والميكروويف هذه المفاضلة، وتُقارن الخيارات العامة في عملية تشطيب سطح ENIG.

عملية تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة من فيبو: ملء الفتحات وتغطية النحاس

يوضح التسلسل أدناه لماذا لا تُعدّ لوحة VIPPO مجرد لوحة عادية مُرفقة بنوتة موسيقية. فكل خطوة عبارة عن دورة منفصلة لها عناصر تحكمها الخاصة، ولا يمكن تعديل ترتيبها بحرية.

يُحدد عنصران في هذا الجدول مدى نجاح العملية. أولهما التحكم في التعبئة وإعداد السطح قبل التغطية، مما يؤثر على التصاق الغطاء واستوائه. أما ثانيهما فهو تحديد قناع اللحام حول نقطة التوصيل النهائية: يجب أن تتطابق فتحة القناع مع نمط توصيل العبوة، ويجب ألا تترك أي بقايا غير مرغوب فيها من القناع على السطح القابل للحام. تُغطى العلاقة بين التعبئة والغطاء والقناع بمزيد من التفصيل في قسم تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة (HDI PCB).

مقارنة بين وصلات فيبو المملوءة بالنحاس والوصلات المملوءة بالراتنج

إذا تطلّب التصميم فتحةً مملوءةً ومطليةً، فإنّ اختيار مادة الحشو يُعدّ قرارًا ذا عواقب وخيمة. الخياران الشائعان هما المعدن والراتنج، وهما غير قابلين للتبادل.

• حشوة معجون النحاس ينتج عمودًا معدنيًا صلبًا. وهو موصل للحرارة والتيار الكهربائي، ويمكن طلاؤه مباشرةً. ينكمش أثناء التلبيد، لذا يجب أن يكون الثقب أصغر قليلًا من الهدف، ويتطلب ذلك تصميمًا للتلبيد لا يُلحق الضرر بالطبقة الرقيقة. هذا هو الخيار الأمثل عندما يكون على الوصلة نقل الحرارة أو التيار إلى طبقة داخلية.
• حشوة راتنجية يُغلق الفتحة ويُمكن أن يُوفر سطحًا للتسوية والتغطية اللاحقة. الراتنج عمومًا أقل توصيلًا حراريًا من النحاس، لذا يجب تقييم المسار الحراري وفقًا للهدف التصميمي بدلًا من افتراض أن حشو الراتنج وحشو النحاس يؤديان نفس الوظيفة.

يوجد نوعان آخران. يستخدم ملء الثقوب بالتغليف طبقة من مادة مالئة في مادة ما قبل التشريب، بحيث يتم تطبيق الملء في نفس دورة الضغط المستخدمة في التغليف، وهو الأسلوب القياسي لهياكل الثقوب الدقيقة في عمليات البناء المتسلسلة. أما الملء الانتقائي، فيملأ فقط الثقوب المحددة على لوحة تحتوي على هياكل ثقوب مملوءة وغير مملوءة، وهي الطريقة التي تُصنع بها لوحة ذات ثقوب حرارية في منطقة وثقوب محكمة الإغلاق بالراتنج في مناطق أخرى. تم شرح مزايا وعيوب أسلوب الراتنج في صفحة ثقوب سدادة الراتنج، وتم توضيح طبيعة العملية المعتمدة على التسلسل في قسم التغليف المتسلسل للوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة.

متطلبات تجميع ولحام لوحات الدوائر المطبوعة من VIPPO لتقنية BGA

يُعدّ تسرب اللحام مصدر قلق رئيسي عندما يتسرب اللحام إلى فتحة مفتوحة أو غير مُغطاة بالكامل. صُممت وسادة VIPPO المعبأة والمطلية بشكل صحيح لتوفير سطح لحام متصل. مع ذلك، قد تنشأ مخاطر التجميع نتيجةً لعيوب الغطاء، أو التقعر المفرط، أو عدم استواء السطح، أو عدم ملاءمة هندسة الوسادة، أو استخدام كمية غير صحيحة من معجون اللحام، لذا ينبغي على المُصنِّع والمُجمِّع الاتفاق على معايير القبول قبل بدء عملية التجميع الأولى.

هناك ثلاث طرق للتحكم في ذلك، ويتم استخدامها مجتمعة:

• تم تحديد الوسادة وعبر الهندسة. حدد قطر الفتحة، وحجم الوسادة، والمسافة بين الثقوب، وغطاء النحاس المطلوب بحيث تدعم الوسادة النهائية بصمة المكون وتصميم قناع اللحام.
• تقليل فتحة الاستنسل على الوسادة. يتم تقليل مساحة قالب المعجون للوسادة المكشوفة بحيث يتناسب حجم اللحام الأولي مع احتياجات الوصلة، بدلاً من الحجم الذي توحي به مساحة الوسادة. هذا إجراء تحكم من جانب التجميع، ويجب الاتفاق عليه مع المُجمِّع، وليس فقط مع المُصنِّع.
• التحقق من التعبئة والتغطية والسطح المستوي. يجب التحقق من مادة الحشو المحددة، وسلامة الغطاء، واستواء السطح النهائي، ومقارنتها بالرسم. ويعتمد اختيار مادة الحشو الأمثل على المتطلبات الكهربائية والحرارية والميكانيكية ومتطلبات الموثوقية.

تُحدد قواعد التصميم التي تضمن نجاح هذه العملية في دليل تصميم الوصلات البينية للوحات الدوائر المطبوعة بترددات الراديو ، بينما تُشرح عملية التجميع في دليل عملية تجميع لوحات الدوائر المطبوعة . عندما يتطلب التصميم كلاً من ضغط التشغيل العالي (VIPPO) وبيئة حرارية قاسية، يُنصح بالاتفاق على تقليل حجم الاستنسل ونمط الوصلات البينية مع كلٍ من المُصنِّع والمُجمِّع قبل إنتاج أول نموذج، وذلك لضمان التوافق بين الطرفين.

عيوب لوحات الدوائر المطبوعة الشائعة من نوع VIPPO ومخاطر الموثوقية

هذه هي العيوب التي قد تجتازها منتجات VIPPO في الفحص البصري ومع ذلك تفشل في الخدمة.

• املأ الفراغات. العمود ذو الفراغ في المنتصف ينقل الحرارة بشكل أقل مما هو موضح في الرسم، وهو غير مرئي من السطح. عندما يكون الأداء الحراري هو العامل الأساسي في التصميم، فإن هذا العيب هو الأهم، ولذلك فإن التحكم في عملية التعبئة، وليس مظهرها، هو ما يجب التركيز عليه.
• انفصال الغطاء. تنفصل طبقة الربط العلوية عن الحشوة، تاركةً فراغاً عند أكثر نقطة إجهاداً في الهيكل. ويظهر هذا الفراغ على شكل دائرة مفتوحة بعد دورات التبريد والتسخين.
• عيوب في الغطاء أو السطح. قد يؤدي وجود تجاويف أو فراغات أو انفصال الغطاء أو تلوث قناع اللحام على سطح اللوحة النهائية إلى الإضرار بقابلية اللحام واستواء السطح. ينبغي أن تميز معايير القبول بين عيب التعبئة ومشاكل تشطيب السطح أو عملية التجميع.
• لحام غير كافٍ عند الوصلة. قد ينتج هذا عن تصميم القالب، أو كمية المعجون، أو هندسة الوسادة، أو إعدادات التجميع. بالنسبة لوسادة VIPPO المغطاة بشكل صحيح، لا تفترض أن تسرب اللحام هو السبب دون فحص الفتحة النهائية ووصلة اللحام.
• تعرض النحاس المكشوف للتآكل. تُعتبر نقطة التوصيل المكشوفة عبارة عن نحاس مكشوف بدون طبقة حماية. إذا كان التصميم يحتوي على فتحة توصيل مكشوفة بدون تحديد طبقة تشطيب سطحية، أو بطبقة تشطيب غير قابلة للحام، فإن نقطة التوصيل تُصبح موضعًا للتآكل.

يتم تغطية التحقق من سلامة الثقوب المطلية في اختبار الإجهاد البيني (IST) الخاص بنا ، وتوجد اعتبارات موثوقية الثقوب المطلية العامة على صفحة موثوقية لوحة الدوائر المطبوعة الخاصة بنا.

إرشادات تصميم لوحات الدوائر المطبوعة من VIPPO لتقنية BGA ذات المسافة الدقيقة

هذه هي القواعد التي تحدد ما إذا كان من الممكن تصنيع اللوحة، ويجب إصلاحها قبل إصدار العمل الفني بدلاً من اكتشافها أثناء المراجعة.

عندما يمرّ وصلٌ رأسيٌّ بالقرب من بنية وصلٍ رأسيٍّ مدفونٍ أو غير مرئيٍّ أو من خلالها، يجب التحقق من التفاعل بين العمليتين بدلًا من افتراضه، وهذا ما نتناوله في صفحة الوصلات الرأسية المدفونة وغير المرئية. كما تتوفر مراجعةٌ عامةٌ للتصميم وفقًا للمعايير القياسية من خلال مراجعة تصميم لوحات الدوائر المطبوعة للتصنيع (DFM).

شركة VIPPO لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) للثقوب المملوءة والمطلية

بالنسبة للمشاريع التي تبحث عن مصنّع لوحات الدوائر المطبوعة بتقنية VIPPO ، يمكن لشركة Highleap مراجعة بنية الثقوب المعبأة والمغطاة المحددة، وتصميم الوسادات المحيطة، ومتطلبات الفحص. يجب أن يوضح عرض الأسعار ما إذا كان التصميم المطلوب يستخدم حشوًا راتنجيًا، أو حشوًا موصلًا، أو أي طريقة أخرى معتمدة، وما هي معايير السطح النهائي المطبقة. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة بتقنية VIPPO لتقنية BGA ، حيث يمكن أن يؤثر استواء الوسادات والتحكم في حجم اللحام على إنتاجية التجميع.

للحصول على عرض سعر دقيق للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ذات الثقوب المملوءة والمغطاة ، يرجى تقديم ملف الحفر، وقطر الثقوب، والمسافة بينها، وأبعاد الوسادات، وتوصيلات الطبقات، وتكوين اللوحة، وتشطيب السطح، ومواصفات التعبئة، وأي معايير قبول لدى العميل. في حال تجميع اللوحة، يرجى إرفاق قائمة المواد (BOM)، وملف التجميع، ورسم التجميع، ليتسنى مراجعة متطلبات التصنيع والتجميع معًا.

تُعدّ معلومات عملية ملء الثقوب والطلاء من Highleap ذات صلة بمناقشة الملء والتغطية، بينما تُعدّ معلومات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة (HDI PCB) ذات صلة عندما يكون طلاء VIPPO جزءًا من بنية ثقوب دقيقة كثيفة أو بنية تراكمية. للحصول على مشروع متكامل، يُرجى مناقشة نطاق اللوحة والتجميع من خلال فريق خدمات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة لدينا.

• عرض سعر الحزمة: بيانات Gerber/ODB++، ملف الحفر، التراكم، هندسة الثقوب/الوسادات، مواصفات التعبئة والتغطية، تشطيب السطح، الكمية ومعايير الفحص.

الأسئلة الشائعة حول تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة من فيبو

هل VIPPO هو نفسه via in pad؟

لا. يشير مصطلح "Via-in-pad" إلى موقع الفتحة. أما VIPPO فيعني "Via-In-pad Plated Over" ويحدد فتحة مملوءة بسطح مطلي. يجب تحديد مادة الحشو ومتطلبات الغطاء وفتحة قناع اللحام وتشطيب السطح بشكل منفصل في رسم التصنيع.

هل يمكن دمج تقنية VIPPO مع الوصلات العمياء والمدفونة؟

نعم، لكن العمليتين تتداخلان مع بعضهما البعض، والتسلسل مهم. يجب ملء الفتحة المملوءة بالتغليف في دورة ضغط، وقد تحتاج الفتحة العمياء المدفونة في نفس التغليف إلى الكشف عنها وطلائها في دورة لاحقة. توجد لوحات تجمع بين العمليتين، لكنها تتطلب مسار معالجة مدروسًا بدلًا من مجموعة من الملاحظات المستقلة.

هل يؤثر برنامج VIPPO على مقاومة الشبكات المتأثرة؟

يمكن ذلك، وفي معظم الحالات يكون ذلك مفيدًا لشبكات الطاقة والأرضي، لأن الوصلة المملوءة والمطلية تتصرف كعمود نحاسي صلب وليس كأنبوب مطلي ذي لب عازل. في شبكة إشارة ذات مقاومة مضبوطة، تُظهر الوصلة المملوءة مقاومة مختلفة عن الوصلة غير المملوءة، لذا يجب أن يعكس نموذج الوصلة في المحاكاة التركيب النهائي.

هل يمكن تجميع اللوحات بعد تصنيعها بواسطة شركة VIPPO؟

نعم. صُممت وسادات VIPPO المصنعة بشكل صحيح لدعم لحام المكونات مباشرةً على السطح المطلي. مع ذلك، ينبغي على المُجمِّع مراجعة هندسة الوسادة، وفتحة الاستنسل، وحجم معجون اللحام، وتوصيات الوسادة الحرارية للعبوة، خاصةً بالنسبة للوسادات الكبيرة المكشوفة أو عبوات BGA ذات المسافة الدقيقة بين الأطراف.

كيف يتم التحقق من صحة بيانات VIPPO؟

يتم ذلك عن طريق فحص الثقوب المملوءة في وحدات العينة من خلال فحص الحشوة والغطاء، وقياس الاستمرارية والمقاومة الحرارية حيثما يعتمد التصميم على ذلك، وفحص الوسادة المكشوفة بحثًا عن بقايا القناع. يجب الاتفاق على خطة العينة وطريقة القياس في عرض الأسعار بدلاً من افتراضها.