Výrobní proces desek plošných spojů: Od návrhu desek plošných spojů a CAM inženýrství až po výrobu a montáž

Co vlastně zahrnuje proces výroby desek plošných spojů?

Výrobní proces desek plošných spojů je řízený převod dat návrhu desek plošných spojů do fyzické desky, která splňuje elektrické, rozměrové, materiálové a spolehlivostní požadavky. Zahrnuje více než jen zobrazování a leptání. Proces připravený k výrobě má obvykle čtyři propojené inženýrské vrstvy:

Toto rozlišení je důležité, protože mnoho popisů výroby desek plošných spojů začíná „tisknutím vnitřní vrstvy“. V průmyslové továrně na výrobu desek plošných spojů by panel neměl dosáhnout tohoto kroku, dokud CAM nestanoví, co každá vrstva znamená, zda je návrh vyrobitelný, která výrobní metoda se použije a jakou kompenzovanou datovou sadu musí každé pracovní centrum používat.

Stručný přehled procesu výroby desek plošných spojů

Vydání návrhu DPS → příjem dat → normalizace CAM → DFM a kontrola schopností → technické otázky v případě potřeby → kontrola stackupu a impedance → kompenzace CAM → panelizace a nástroje → definice procesu ERP/MI → příprava materiálu → zobrazování vnitřní vrstvy → leptání vnitřní vrstvy → AOI vnitřní vrstvy → pokládání a laminace → vrtání / laserové vrtání → odmašťování a metalizace otvorů → zobrazování vnější vrstvy → mědění a leptání → AOI vnější vrstvy → pájecí maska ​​→ legenda → povrchová úprava → profilování / frézování / V-drážkování → elektrický test a kontrola rozměrů → finální kontrola a balení → volitelná montáž DPS.

Přesná trasa se mění v závislosti na počtu vrstev, struktuře, hmotnosti mědi, materiálovém systému, povrchové úpravě a speciálních mechanických požadavcích. Dvouvrstvá deska FR-4 může obejít několik vícevrstvých operací, zatímco deska HDI může několikrát opakovat cykly laminace a laserového vrtání.

Proč je CAM inženýrství mostem mezi návrhem a výrobou desek plošných spojů

CAD systém pro desky plošných spojů popisuje, co musí výrobek elektricky a mechanicky dělat. Výrobní zařízení potřebuje jinou úroveň informací: kompenzovanou geometrii vodičů, definice vrtacích nástrojů, souřadnice panelu, polaritu procesu, zobrazovací data, kupóny, vlastnosti nástrojů, trasy, informace o bodování, reference pro kontrolu a poznámky specifické pro proces. CAM inženýrství vytváří tuto převodní vrstvu.

Z tohoto důvodu by se CAM neměl považovat za „Gerberovu kontrolu“ na poslední chvíli. Kompetentní CAM kontrola se ptá, zda návrh přežije celou výrobní cestu. Například propojka může být v pravidlech CAD návrhu povolená, ale po zohlednění tolerance vrtání a registračního přídavku stále nemá dostatečnou rezervu mezikruží. Trasa může v návrhu splňovat nominální šířku, ale vyžaduje kompenzaci leptání na základě hmotnosti mědi a zvoleného procesu zobrazování/leptání. Mechanicky platná drážka může vyžadovat jiný proces, protože je pokovená, nepravidelná, má řízenou hloubku nebo se nachází na okraji desky.

CAM inženýr musí chránit elektrický záměr konstruktéra při převodu nominálních konstrukčních rozměrů na výrobní rozměry. Proto dobrá továrna rozlišuje procesní kompenzaci od konstrukčních úprav . Výrobní kompenzace je určena k dosažení konečného rozměru zákazníka po leptání, pokovování, laminaci nebo obrábění. Změna, která ovlivňuje konektivitu, konečnou velikost otvoru, geometrii s řízenou impedancí, definici obrysu nebo jiný funkční požadavek, by měla být považována za inženýrskou otázku, nikoli za tichý přepracovaný návrh.

Fáze 1: Balíček výrobních dat a záměr návrhu

Kvalita výrobního procesu desek plošných spojů je silně ovlivněna kvalitou vydávacího balíčku. CAM dokáže opravit problémy s formátováním, ale nedokáže bezpečně odhadnout chybějící záměr návrhu. Nejsilnější vydávací balíček obsahuje jak strojově čitelná data, tak i stručnou definici výroby.

Gerber zůstává běžný, zatímco ODB++ a IPC-2581 mohou nést strukturovanější informace, pokud je podporují jak konstruktér, tak výrobce. Bez ohledu na formát je kontrola verzí zásadní. Data mědi, vrtání, výkresů, stackup a netlist by měla popisovat stejnou revizi.

Fáze 3: Kompenzace CAM, panelizace a výrobní data

Po vyřešení problémů s DFM převede CAM nominální konstrukční data na výrobní data. Tyto úpravy jsou záměrné kontroly procesu, nikoli libovolné změny v obvodu.

3.1 Kompenzace leptání a zobrazování

Měď se během leptání odstraňuje jak laterálně, tak i vertikálně. V závislosti na hmotnosti mědi a procesu může CAM inženýr kompenzovat vlastnosti vodiče tak, aby konečné rozměry stopy a plošek po zobrazení, pokovení a leptání dopadly na cíl. Strategie kompenzace se může lišit mezi vnitřní a vnější vrstvou, protože se liší jejich postupy zpracování.

3.2 Kompenzace vrtání a pokovování

U prvků PTH se vybírá produkční vrták tak, aby hotový otvor po metalizaci stěny otvoru splňoval požadavky zákazníka. Prvky NPTH se zpracovávají samostatně, protože nejsou určeny k opracování stejnou mědí. CAM také efektivně seskupuje vrtací nástroje a zároveň chrání speciální tolerance a prvky řízeného uložení.

3.3 Optimalizace pájecí masky a legendy

Výrobní otvory jsou upraveny podle procesu pájení s maskou a možností registrace. CAM kontroluje minimální přepážky, vztahy mezi maskou a kontaktní ploškou, odkrytou měď a nezamýšlené otvory. Legenda může být od pájitelných povrchů oříznuta dle schválených pravidel, zatímco kritické značky by měly zůstat přesně tam, kde je výkres vyžaduje.

3.4 Panelizační systém

Individuální deska plošných spojů zákazníka se obvykle vyrábí ve větším pracovním panelu. CAM volí orientaci, množství polí, rozteče, kolejnice, otvory pro nástroje, referenční značky, výřezy, metodu oddělování a strategii směrování na základě efektivity výroby a potřeb následné montáže. Panelizační systém může ovlivnit využití materiálu, rozložení pokovení, tuhost desky, proveditelnost V-skórování a automatizovanou manipulaci.

Když zákazník dodá montážní pole, CAM by měl zachovat záměr montáže a ověřit, zda je pole kompatibilní s výrobou. I když továrna vytváří panel, měly by být stále zohledněny požadavky na montáž, pokud se desky přesunou přímo do SMT výroby.

3.5 Kupóny, nástroje a funkce mimo produkt

Pracovní panel může obsahovat impedanční kupóny, registrační terče, testovací kupóny, prvky pro řízení procesu a nástroje. Ty se nacházejí mimo hotový obvod, ale jsou součástí řízení výroby. Jejich umístění by mělo být navrženo tak, aby reprezentovalo příslušné výrobní podmínky, aniž by narušovalo produkt nebo depanelizovalo.

3.6 Co by CAM neměl tiše měnit

CAM by neměl využívat výhod výroby jako důvod ke změně elektrického návrhu zákazníka. Změny konečné velikosti otvorů, obrysu desky, geometrie impedance mimo dohodnutý kompenzační model, konektivity, vůlí mědi, které mění výkon, nebo funkčních mechanických vlastností by měly vyvolat inženýrskou otázku. Řízená schvalovací cesta je součástí spolehlivého procesu výroby desek plošných spojů.

Fáze 4: Stackup Engineering a vydání procesu ERP/MI

Jakmile jsou data CAM vyrobitelná, musí továrna definovat, jak bude deska skutečně vyrobena. V tomto okamžiku se návrh souvrství , výběr materiálu a směrování procesu stávají formálními výrobními pokyny.

4.1 Tloušťka hotové desky je výsledkem skládání

Konečná tloušťka není pouhým součtem katalogových hodnot jádra a prepregu. Konstrukce musí zohlednit distribuci mědi, tok pryskyřice, strukturu mědi a případně i příspěvek tloušťky povlaků a povrchových úprav. Užitečný koncepční model je:

Designed board thickness ≈ core thickness + dielectric thickness after lamination + copper-layer contributions + applicable surface/coating contributions

U vícevrstvých desek závisí efektivní dielektrická tloušťka po lisování na prepregovém systému a okolním měděném vzoru. To je další důvod, proč je poměr zbytkové mědi důležitý při kontrole vrstev.

4.2 Vrstvená konstrukce a speciální materiály

Standardní FR-4, FR-4 s vysokým Tg, lamináty s nízkými ztrátami, RF materiály na bázi PTFE, materiály s kovovým jádrem a rigidně-flexibilní konstrukce nesdílejí jeden univerzální recept na laminování. CAM a procesní inženýrství musí sladit výkonnostní požadavky zákazníka s ověřeným materiálem a procesní cestou. Vysokofrekvenční hybridní konstrukce si zaslouží zvláštní pozornost, protože odlišné materiály mohou mít odlišné chování při toku, rozměrech a přípravě povrchu.

4.3 ERP/MI traveler převádí rozhodnutí CAM do továrních instrukcí

ERP nebo MI traveler továrny by měl definovat sadu materiálů, požadavky na měď, metodu zobrazování, sekvenci laminace, vrtací programy, trasu pokovování, požadavky na pájecí masku a legendu, povrchovou úpravu, instrukce pro směrování/V-rýhování, speciální mechanické operace, kontrolní body a požadavky na elektrické testy.

Speciální operace musí být explicitní. Například drážka nebo zahloubení s řízenou hloubkou by měly mít příslušný identifikátor programu a požadovaný průměr/geometrii plus hloubku nebo zbývající tloušťku a toleranci. Selektivní proces Goldfinger by měl stanovit požadovanou selektivní úpravu a sekvenci frézování. Slepý/zakopaný průchod by měl definovat, který cyklus laminace vytváří každou strukturu průchodu.

Toto je praktický bod, kdy se CAM inženýrství stává výrobním receptem. Pokud je výrobní plán neurčitý, jsou následní operátoři nuceni interpretovat záměr nezávisle. Dobrý proces eliminuje tuto nejednoznačnost před uvolněním šarže.

Fáze 5: Proces výroby desek plošných spojů krok za krokem

Po schválení CAM a vydání MI začíná fyzická výroba. Následující sekvence popisuje běžný proces výroby vícevrstvých subtraktivních desek plošných spojů. Přesný postup se liší podle návrhu.

Krok 1: Příprava materiálu a řezání panelů

Měděná jádra, měděná fólie a prepreg se vybírají podle schváleného uspořádání. Před nařezáním panelů na pracovní velikost se ověřuje identita materiálu, hmotnost mědi, tloušťka a sledovatelnost šarže. Vysokofrekvenční a speciální lamináty mohou vyžadovat specializované kontroly skladování, manipulace nebo přípravy povrchu.

Krok 2: Zobrazování vnitřní vrstvy

Vnitřní vrstva CAM dat se přenáší na fotorezist pomocí laserového přímého zobrazování nebo jiné schválené zobrazovací metody. Registrační terče zabudované do CAM dat pomáhají kontrolovat zarovnání vrstev. Cílem je vytvořit rezistový vzor, ​​který ochrání měď, která má po leptání zůstat.

Krok 3: Leptání vnitřní vrstvy a odlupování rezistu

Nechráněná měď se chemicky odstraní, čímž se vytvoří vnitřní vodičový vzor. Poté se odstraní rezist a panel se vyčistí. Parametry leptání jsou řízeny tak, aby konečná geometrie vodiče odpovídala kompenzovanému CAM cíli, a nikoli pouze původním nominálním rozměrům CAD.

Krok 4: Vnitřní vrstva AOI

Automatizovaná optická kontrola porovnává leptanou vrstvu s referencí CAM. Přerušené spoje, zkraty, zářezy, výstupky a další vady vodičů lze detekovat před laminací, kdy je vrstva stále přístupná. Tato kontrolní metoda zabraňuje tomu, aby známá vada vnitřní vrstvy byla trvale zakryta uvnitř vícevrstvé desky.

Krok 5: Ošetření spoje, pokládka a registrace vrstev

Vnitřní jádra jsou připravena k lepení a stohována s prepregem a měděnou fólií dle schváleného pořadí. Orientace a pořadí vrstev jsou pečlivě kontrolovány. U vícevrstvých desek je vrstvení místem, kde se elektrické souvrství stává fyzickou strukturou.

Krok 6: Laminování

Vrstvená vrstva se lisuje za řízeného cyklu tepla a tlaku. Prepregová pryskyřice teče, vyplňuje mezery kolem mědi a vytvrzuje, aby se vrstvy spojily. Parametry lisu musí odpovídat materiálovému systému a konstrukci. Hustota mědi, dielektrická tloušťka a geometrie těžké mědi ovlivňují tok pryskyřice a konečné chování tloušťky.

Krok 7: Ověření registrace a vrtání

Po laminaci lze registraci ověřit pomocí rentgenového záření nebo jiných metod zarovnání před mechanickým vrtáním. CNC vrtání vytváří otvory pro PTH, součástky a nástroje podle kompenzovaného vrtacího programu. Laserové vrtání se používá pro mikrootvory v konstrukcích HDI. Pro zahlubování, zahlubování a prvky s řízenou hloubkou lze použít speciální programy.

Krok 8: Odstranění nátěru a příprava stěny otvoru

Mechanické vrtání odhaluje dielektrikum a může zanechat skvrny od pryskyřice na vnitřních měděných rozhraních. Odstranění skvrn a úprava otvoru připravují stěnu otvoru tak, aby následná metalizace mohla vytvořit spolehlivé elektrické spojení s vnitřními měděnými vrstvami.

Krok 9: Bezproudové mědění a metalizace průchozími otvory

Na nevodivou stěnu otvoru se nanese tenká vodivá vrstva mědi, která vytváří základ pro pozdější elektrolytické nanášení mědi. Tento krok přemění vyvrtaný otvor na strukturu, která může po pokovení elektricky propojit vrstvy.

Krok 10: Zobrazování vnější vrstvy

Kompenzovaný vzor vnější vrstvy se zobrazí na panelu. V závislosti na zvoleném výrobním postupu může továrna použít pokovování vzoru nebo jinou kvalifikovanou sekvenci. Polarita CAM a výběr procesu musí odpovídat zamýšlené metodě pokovování a leptání.

Krok 11: Mědění a leptání vnější vrstvy

Měď se používá tam, kde je to nutné k dosažení požadavků na vodiče a stěny otvorů. Dočasný ochranný kovový systém se poté zpracuje tak, aby bylo možné odstranit nežádoucí základní měď. Výsledkem je hotový vnější vzor vodiče.

Krok 12: Vnější vrstva AOI

Hotový vnější měděný materiál se kontroluje podle reference CAM. Jemné konstrukce, husté BGA propojky a přechody mezi silnými měděnými materiály vyžadují obzvláště stabilní zobrazování a leptání, protože defekty v tomto bodě přímo ovlivňují hotové připojení.

Krok 13: Aplikace pájecí masky, expozice a vytvrzení

Aplikuje se tekutá fotozobrazitelná pájecí maska, která se snímá z dat pájecí masky CAM, vyvolává se a vytvrzuje. Maska chrání měď před oxidací a kontroluje, kde je během montáže povoleno pájení. Souosost CAM a design otvorů jsou důležité v okolí kontaktních plošek s jemnou roztečí, propojovacích otvorů a těsně rozmístěných kontaktních plošek součástek.

Krok 14: Legenda / sítotisk

Referenční označení, značky polarity, loga, datové kódy a další schválené značky jsou vytištěny nebo digitálně zobrazeny. Legenda musí zůstat čitelná, aniž by kontaminovala pájitelné nebo kontaktní povrchy.

Krok 15: Povrchová úprava

Odkrytá měď získá specifikovanou povrchovou úpravu. Mezi běžné volby patří ENIG, ENEPIG, OSP, bezolovnaté HASL, imerzní stříbro, imerzní cín a selektivní tvrdé zlato. Správná povrchová úprava závisí na montážním procesu, rozteči součástek, požadavcích na kontakty, očekáváních při skladování, rádiovém výkonu a nákladech.

Smíšené povrchové úpravy vyžadují definovanou sekvenci. Například zlaté prsty mohou použít selektivní tvrdé zlato, zatímco zbytek desky obdrží jinou pájitelnou povrchovou úpravu. CAM a MI musí tyto oblasti jasně oddělit.

Krok 16: Profilování, frézování, V-drážkování a speciální mechanické práce

CNC frézování, V-drážkování nebo děrování odděluje geometrii výrobku od výrobního panelu. Drážky, hrany, zkosení, prohlubně a operace s řízenou hloubkou se provádějí podle mechanických dat a postupu procesu. Pořadí je důležité, když prvek musí zůstat podepřen během pokovování nebo jiné dřívější operace.

Krok 17: Elektrické testování a ověření impedance

Elektrické testování desek plošných spojů ověřuje kontinuitu a izolaci oproti schválenému seznamu sítí nebo testovacím datům. V případě potřeby se měří impedance kontrolovaných obvodů. Účelem je potvrdit, že fyzický výrobní proces zachoval elektrickou síť definovanou návrhem.

Krok 18: Rozměrová, vizuální a konečná kontrola kvality

Závěrečná kontrola ověřuje klíčové rozměry, otvory, profil, značení, pájecí masku, povrchovou úpravu, zpracování a další specifické požadavky zákazníka. Dodatečná kontrola nebo mikroskopické řezy mohou být použity pro validaci procesu, kvalifikaci nebo požadavky na vysokou spolehlivost.

Krok 19: Čištění, balení a uvolnění

Schválené desky plošných spojů jsou vyčištěny, chráněny před manipulací a poškozením vlivy prostředí, označeny pro sledovatelnost a zabaleny dle povrchové úpravy a požadavků zákazníka. V tomto okamžiku je proces výroby holých desek plošných spojů dokončen.

Co by měli vědět návrháři desek plošných spojů, aby CAM inženýrství bylo rychlejší a bezpečnější

Konstruktér se nemusí stát operátorem CAM. Pochopení výrobních rozhodnutí, která musí CAM činit, mu však pomáhá vytvářet data, která se dostanou do výroby s menším počtem technických otázek.

Proč může „návrh podle nominální hodnoty“ způsobit problémy ve výrobě

CAD systém pro desky plošných spojů obvykle představuje konečný záměr. Továrna musí vyrábět směrem k tomuto konečnému výsledku pomocí procesů, které přidávají a odebírají materiál. Pokovování otvorů snižuje průměr vyvrtaného otvoru. Leptání odstraňuje měď laterálně. Laminace mění dielektrickou tloušťku. Povrchové úpravy a pájecí maska ​​přidávají fyzické vrstvy. K překlenutí těchto efektů existuje kompenzace CAM.

Nejproduktivnější vztah mezi konstruktérem a CAM proto vychází z požadavků na hotovou desku a procesní rezervy . Konstruktér by měl jasně definovat, co musí být v hotové desce splněno; CAM inženýr by měl definovat kompenzovaná výrobní data potřebná k dosažení tohoto cíle.

Typické otázky týkající se CAM inženýrství a proč se objevují

Technické otázky nemusí nutně svědčit o špatném návrhu. Jsou formálním mechanismem, který zabraňuje tomu, aby se nejednoznačná data stala nevratnými výrobními rozhodnutími. Mezi běžné důvody patří nesoulad mezi výkresem a Gerberovými daty, nejasná definice PTH/NPTH, velikost hotového otvoru, která koliduje s velikostí kontaktní plošky, nedostatečná vzdálenost mezi mědí a otvorem nebo mezi mědí a hranou, cílová impedance, která neodpovídá dodanému souvrství, nedefinovaná pokovená drážka, konflikty v povrchové úpravě, smíšené revize návrhu nebo mechanický prvek, kterému chybí informace o hloubce/toleranci.

Konstrukční týmy mohou zkrátit dobu odezvy tím, že budou odpovídat na environmentální požadavky ve stejných jednotkách a koordinovat reference použité ve výrobním balíčku a že budou vráceny jedna konsolidovaná schválená revize namísto posloupnosti nesouvisejících oprav souborů.

Výstupy CAM, které řídí výrobu desek plošných spojů

Po schválení CAM generuje více než jen „Gerber pro výrobu“. Kompletní sada výrobních dat může zahrnovat soubory s obrázky vnitřních a vnějších vrstev, programy kompenzovaných vrtání, programy tras, data V-skóre, pole panelů, data pájecích masek a legend, referenční data AOI, seznamy sítí pro elektrické testy, impedanční kupóny, cíle pro registraci vrstev, nástroje a procesně specifické soubory pro speciální operace.

Systém ERP/MI Traveler propojuje tyto soubory s danou sekvencí. Stejný návrh desky plošných spojů může vyžadovat různou trasu v závislosti na tom, zda používá standardní průchozí otvory, slepé/zapuštěné průchodky, průchodky v podložce vyplněné pryskyřicí, selektivní zlacení, pokovování hran, řízené hloubkové frézování nebo speciální materiály. Proto patří CAM a plánování procesů do procesu výroby desek plošných spojů, nikoli mimo něj.

Od hotové desky plošných spojů k sestavení desky plošných spojů

Výroba desek plošných spojů (PCB) vytváří holou desku plošných spojů. Osazování desek plošných spojů začíná po absolvování finální kontroly. Pokud je výroba a montáž koordinována, rozhodnutí CAM mohou také podpořit efektivitu procesu SMT zohledněním lišt panelu, referenčních značek, otvorů pro nástroje, přesahů součástek a depanelizací.

Typický proces osazování desek plošných spojů (PCB) zahrnuje vstupní kontrolu, tisk pájecí pasty, SPI (instalace pájecího materiálu) v případě potřeby, pájení metodou „pick-and-place“, pájení reflow, AOI (autorizované pájení), rentgenovou kontrolu skrytých spojů, jako jsou BGA/QFN, osazování otvorů a pájení vlnou/selektivní/ruční pájení dle potřeby, čištění, programování a funkční testování. Program pro kompletní montáž desek plošných spojů může také zahrnovat zajištění zdrojů součástek a montáž finálního produktu.

Udržování propojení mezi výrobou a montáží je obzvláště užitečné pro via-in-pad konektory, jemné BGA konektory, press-fit konektory, selektivní povrchové úpravy, okrajové konektory a návrhy panelů, které musí projít automatizovaným SMT zařízením.

Kontrolní seznam pro návrháře desek plošných spojů před vydáním

1. Ověřte, že každý výrobní soubor patří do stejné revize návrhu.
2. Zajistěte jasný obrys desky bez duplicitních nebo protichůdných kontur.
3. Jednoznačně identifikuje PTH, NPTH, sloty, mikrootvory, slepé otvory a zapuštěné otvory.
4. Uveďte konečné rozměry otvorů a tolerance pro kritické otvory.
5. Zkontrolujte prstenec s použitím realistického vrtání a registračního přídavku.
6. Zkontrolujte vzdálenosti mezi otvorem a mědí a mezi mědí a okrajem, nejen výchozí hodnoty CAD DRC.
7. Minimální počet řádků/mezer přizpůsobte zvolené gramáži mědi a technologii desky.
8. Definujte tloušťku a toleranci hotové desky.
9. Poskytněte návrh stackupu nebo autorizujte výrobce, aby jej navrhl.
10. Identifikujte sítě s řízenou impedancí, cíle a tolerance.
11. Stav dle úpravy: otevřený, stanový, zaslepený, vyplněný pryskyřicí/zakrytý nebo jiný.
12. Udržujte sítotisk v dostatečné vzdálenosti od pájitelných plošek a kontaktních povrchů.
13. Definujte povrchovou úpravu, včetně selektivního tvrdého zlata nebo oblastí se smíšenou povrchovou úpravou.
14. Rozměrově pokovené drážky, prohlubně, pokovení hran a speciální prvky hran.
15. Plně definujte zahlubování, zahloubení a frézování s řízenou hloubkou.
16. Zkontrolujte vyváženost mědi u vícevrstvých a silně měděných konstrukcí.
17. Definujte požadavky na V-skóre, směrování, záložky nebo pole dodané zákazníkem.
18. Pro ověření konektivity poskytněte seznam sítí/inteligentní data, pokud jsou k dispozici.
19. Odstraňte z balíčku vydání zastaralé mechanické vrstvy, mapy vrtání a staré revizní poznámky.
20. Vyřešte technické otázky týkající se CAM před zveřejněním výrobních dat.

Jak se proces výroby desek plošných spojů mění podle typu desky

Kde je kvalita součástí výroby desek plošných spojů

Zajištění kvality desek plošných spojů není jednorázová závěrečná kontrola. Je to řetězec prevence a ověřování. CAM DFM zabraňuje vstupu nekompatibilní geometrie do výroby. AOI vnitřní vrstvy zabraňuje zahrabání vadných vodičů. Kontrola registrace chrání zarovnání vrstev s otvorem. Kontrola pokovování chrání integritu stěn otvoru. Vnější AOI zachycuje vady vodičů před pájením. Elektrický test ověřuje hotovou síť. Konečná rozměrová a vizuální kontrola potvrzuje, že deska splňuje také mechanické a řemeslné požadavky.

Proto je technicky silný proces výroby desek plošných spojů navržen s ohledem na kontrolní body. Každá kontrola by měla zachytit typ vady, kterou lze v dané fázi ještě opravit nebo zadržet, namísto spoléhání se na to, že konečný inspektor odhalí vše až poté, co se náklady na desku již nashromáždí.

Jak Highleap přistupuje k inženýrství výroby desek plošných spojů

Společnost Highleap Electronics podporuje výrobu desek plošných spojů (PCB) od prototypu až po sériovou výrobu, včetně vícevrstvých, HDI, impedančně řízených, silně měděných, vysokofrekvenčních a dalších pokročilých konstrukcí. Zveřejněné informace o možnostech společnosti Highleap zahrnují pevné desky až do 60 vrstev a jemné HDI až do tloušťky 2/2 mil pro kvalifikované návrhy; skutečná produkce závisí na hmotnosti mědi, vrstvě, rozložení prvků a DFM kontrole.

Pro inženýry, kteří hodnotí konstrukci, není nejužitečnějším výchozím bodem pouze tabulka minimálních možností. Zašlete kompletní návrhový balíček, aby CAM tým mohl vyhodnotit návrh jako systém: konstrukci vrstev, čáry/mezery, vrtání, mezikruží, vzdálenosti mezi otvory a mědí, okraje desky, pájecí masku, povrchovou úpravu, impedanci, mechanické vlastnosti a panelizaci.

U projektů, které pokračují nad rámec holé desky, může Highleap přenést uvolněná výrobní data do programu pro osazování desek plošných spojů nebo do programu pro kompletní montáž desek plošných spojů , čímž se výroba, zajištění zdrojů součástek, montáž a testování udrží v jednom inženýrském pracovním postupu.

Často kladené otázky k procesu výroby desek plošných spojů

Jak se vyrábějí desky plošných spojů (PCB)?

Průmyslové desky plošných spojů (PCB) se vyrábějí převodem dat návrhu PCB do dat pro výrobu CAM, přípravou materiálů s měděným povlakem, zobrazováním a leptáním vodivých vrstev, laminováním vícevrstvých struktur, vrtáním a metalizací otvorů, tvarováním vnějších vrstev, nanášením pájecí masky a povrchové úpravy, profilováním desky, jejím elektrickým testováním a dokončením závěrečné kontroly. Pokročilé desky mohou být opatřeny laserovým vrtáním, sekvenční laminací, vyplňováním, selektivním pokovováním nebo speciálními mechanickými operacemi.

Co je CAM ve výrobě desek plošných spojů?

CAM neboli počítačem podporované výrobní inženýrství (CAM) je fáze, která převádí data návrhu desek plošných spojů zákazníka do dat připravených pro výrobu. CAM inženýři provádějí DFM kontroly, normalizují data vrstev a vrtání, aplikují schválené výrobní kompenzace, vytvářejí panely a nástroje, generují soubory strojů a podporují procesní trasu ERP/MI používanou továrnou.

Je CAM totéž co návrh desek plošných spojů?

Ne. Návrh desek plošných spojů definuje záměr obvodu a produktu. CAM inženýrství připravuje tento návrh pro specifický výrobní proces. CAM by měl zachovat funkční design a zároveň zohlednit požadavky na zobrazování, leptání, vrtání, pokovování, laminování, pájecí masku, profilování a testování.

Proč může návrh projít testem CAD DRC, ale neuspěje v testu PCB DFM?

CAD DRC kontroluje pravidla nakonfigurovaná konstruktérem. Tovární DFM kontroluje návrh oproti skutečným výrobním podmínkám, jako je hmotnost mědi, kompenzace vrtání, tolerance registrace, struktura laminace, možnost pájení maskou, trasa pokovování, panelizace a speciální procesy. Pravidlo CAD proto může být elektricky platné, ale z hlediska výroby neúplné.

Proč výrobce desek plošných spojů mění šířku stopy nebo velikost vrtáku v CAM?

Výrobci mohou aplikovat řízenou kompenzaci, aby hotová deska po leptání a pokovování splňovala požadované rozměry. Například grafiku vnější vrstvy lze vyžadovat leptanou kompenzaci, zatímco výrobní vrták pro pokovený otvor se může lišit od hotového otvoru, protože měď se později nanese na stěnu otvoru. Funkční změny mimo dohodnutou výrobní kompenzaci by měly být potvrzeny se zákazníkem.

Jaké soubory mám poslat pro výrobu plošných spojů?

Robustní balíček pro vydání obvykle obsahuje data o mědi, pájecí masce a legendě; soubory NC vrtání; obrys desky; výrobní výkres; vrstvení vrstev; konečnou tloušťku; požadavky na měď; povrchovou úpravu; požadavky na řízenou impedanci; speciální mechanické poznámky; a netlist nebo inteligentní datovou sadu, pokud je k dispozici. Všechny soubory by měly představovat stejnou revizi.

Co způsobuje nejvíce otázek týkajících se CAM inženýrství?

Mezi běžné příčiny patří konfliktní revize, nejasný stav PTH/NPTH, nedostatečná vzdálenost mezi prstencem nebo otvorem a mědí, nedefinované drážky nebo prvky s řízenou hloubkou, konflikty v povrchové úpravě, nejasné požadavky na vrstvení/impedanci, měď příliš blízko frézované hrany a výrobní poznámky, které neodpovídají skutečným konstrukčním datům.

Patří osazování desek plošných spojů (PCB) do procesu výroby desek plošných spojů?

V přesné terminologii se při výrobě desek plošných spojů (PCB) vyrábí holá deska a při montáži desek plošných spojů se na ni montují součástky. V rámci kompletní výroby elektroniky jsou to po sobě jdoucí části jednoho výrobního řetězce. Jejich včasná koordinace pomáhá optimalizovat panelizaci, referenční značky, úpravu průchozích otvorů, povrchovou úpravu a depanelizaci pro SMT a montáž do otvorů.