Διαδικασία κατασκευής 10 στρώσεων PCB από DFM έως επιθεώρηση

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος δέκα στρώσεων κατασκευάζεται μέσω μιας ελεγχόμενης ακολουθίας στην οποία κάθε λειτουργία επηρεάζει την επόμενη. Η αντιστάθμιση της εσωτερικής στρώσης επηρεάζει την καταγραφή μετά την πλαστικοποίηση. Η πλαστικοποίηση καθορίζει το πάχος του διηλεκτρικού και την ευθυγράμμιση του τρυπανιού. Η διάτρηση και η αφαίρεση λεκέδων επηρεάζουν την πρόσφυση του χαλκού. Η επιμετάλλωση αλλάζει τη γεωμετρία του τελικού αγωγού. Και οι τελικές ηλεκτρικές και δομικές δοκιμές επαληθεύουν εάν η συσσωρευμένη διαδικασία παρέμεινε εντός του παραθύρου σχεδιασμού που κυκλοφόρησε. Η αντιμετώπιση αυτών των λειτουργιών ως ανεξάρτητης λίστας ελέγχου αποκρύπτει το πιο σημαντικό γεγονός κατασκευής: η απόδοση πολλαπλών στρώσεων δημιουργείται με τη διαχείριση των διεπαφών μεταξύ των βημάτων.

Αυτό το άρθρο περιγράφει πρώτα μια συμβατική άκαμπτη διαδικασία δέκα στρώσεων και στη συνέχεια εξηγεί πού αποκλίνουν οι κατασκευές HDI, άκαμπτης-εύκαμπτης, μικτού υλικού και ειδικών χαρακτηριστικών. Δεν παρουσιάζει μία σταθερή θερμοκρασία πρέσας, μία καθολική ταχύτητα τρυπανιού ή ένα υποχρεωτικό σχέδιο δειγματοληψίας, επειδή αυτές οι παράμετροι εξαρτώνται από το επιλεγμένο σύστημα υλικών, τη γεωμετρία της πλακέτας, τις προδιαγραφές του προϊόντος και την εξειδικευμένη εργοστασιακή διαδικασία. Ο ειδικός για το έργο ταξιδιώτης δημιουργείται μετά από έλεγχο DFM και γίνεται η οδηγία ελέγχου κατασκευής.

Η Highleap Electronics παρέχει κατασκευή πολυστρωματικών PCB , αλλά ο πελάτης και ο κατασκευαστής πρέπει να ορίσουν από κοινού την κυκλοφορούσα στοίβαξη, τις ανοχές, τις δομές μέσω, την κατηγορία αποδοχής και την τεκμηρίωση. Η ευρύτερη επισκόπηση της μηχανικής κατασκευής PCB 10 στρώσεων εξηγεί τις επιλογές στοίβαξης και προμήθειας. Αυτή η σελίδα ακολουθεί την πλακέτα σε όλη τη διάρκεια της παραγωγής.

Έκδοση Μηχανικής: Τι πρέπει να επιλυθεί πριν από την παραγωγή

Η κατασκευή δεν ξεκινά όταν φτάνουν τα αρχεία Gerber. Ξεκινά όταν τα εισερχόμενα δεδομένα έχουν μετατραπεί σε ένα εγκεκριμένο, εσωτερικά συνεπές πακέτο κατασκευής. Τα πιο ακριβά λάθη δέκα στρώσεων προκύπτουν πριν από την απεικόνιση: ένα απροσδιόριστο αρχικό στρώμα διέλευσης, ένα πλάτος ίχνους που έρχεται σε σύγκρουση με τον τελικό χαλκό, μια στοίβα που δεν πλησιάζει το απαιτούμενο πάχος ή μια αντικατάσταση υλικού που αλλάζει σύνθετη αντίσταση μετά το πάγωμα της διάταξης.

Συνήθως απαιτείται σύνολο δεδομένων

• Δεδομένα στρώσεων Gerber X2, ODB++ ή IPC-2581 με σαφή σειρά στρώσεων.
• Αρχεία τρυπανιών και δρομολογήσεων NC διαχωρισμένα ανά τύπο οπής και επίπεδο έναρξης/διακοπής.
• σχέδιο κατασκευής με τελικό πάχος, τελικό χαλκό, περίγραμμα σανίδας, ανοχές, φινίρισμα και απαιτήσεις αποδοχής·
• στοίβαξη ή περιορισμοί στοίβαξης, συμπεριλαμβανομένων των στρωμάτων αναφοράς σύνθετης αντίστασης·
• πίνακας ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης με στρώση, γεωμετρία, στόχο και ανοχή.
• σημειώσεις για πλήρωση οπών, οπίσθια διάτρηση, φρεζάρισμα, επιμετάλλωση ακμών, πυργωτή οπή ή όδευση βάθους, όπου εφαρμόζεται·
• προδιαγραφές υλικών και πολιτική υποκατάστασης·
• απαιτήσεις πίνακα ή διάταξης παράδοσης·
• απαιτήσεις σήμανσης, σειριοποίησης, ιχνηλασιμότητας και αναφοράς·
• προφίλ συναρμολόγησης ή ειδικές απαιτήσεις αξιοπιστίας όταν επηρεάζουν την καταλληλότητα της γυμνής σανίδας.

Έλεγχοι CAM και DFM

Η ομάδα CAM επαληθεύει τη συνέπεια της λίστας δικτύου, τα διάκενα μεταξύ τρυπανιού και χαλκού, τις δακτυλιωτές επιφάνειες, την καταχώρηση μάσκας συγκόλλησης, την απόσταση μεταξύ χαλκού και ακμής, τη δυνατότητα δρομολόγησης, την τοποθέτηση κουπονιών, την ισορροπία χαλκού και την αλληλεπίδραση μεταξύ του περιγράμματος της πλακέτας και του προτεινόμενου πίνακα παραγωγής. Οι δομές ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης υπολογίζονται εκ νέου χρησιμοποιώντας τις προτεινόμενες κατασκευές υλικών και τον τελικό χαλκό. Όταν ο προμηθευτής αλλάζει το πλάτος ή την απόσταση γραμμής για να ανταποκριθεί στην σύνθετη αντίσταση, η αλλαγή θα πρέπει να επιστρέφεται για έγκριση και όχι να ενσωματώνεται σιωπηλά στα δεδομένα παραγωγής.

Για μια πλακέτα δέκα στρώσεων, η έξοδος DFM θα πρέπει να απαντά σε τουλάχιστον πέντε ερωτήσεις:

1. Μπορεί η προτεινόμενη στοίβα να κατασκευαστεί στο τελικό πάχος και ανοχή;
2. Μπορεί κάθε διάτρητη δομή να πληροί τις απαιτήσεις καταγραφής, δακτυλιοειδούς δακτυλίου και αναλογίας πλευρών;
3. Μπορεί η απαιτούμενη γεωμετρία του αγωγού να χαραχθεί ακόμα και μετά την απαραίτητη επιμετάλλωση;
4. Είναι οι τιμές σύνθετης αντίστασης εφικτές με τις διαθέσιμες κατασκευές υλικών;
5. Αντιστοιχούν οι καθορισμένες δοκιμές και αναφορές στην κατηγορία προϊόντος και στα έγγραφα αγοράς;

Σχεδιασμός πάνελ παραγωγής

Η μεμονωμένη πλακέτα είναι ενσωματωμένη σε ένα πάνελ κατασκευής με οπές εργαλείων, στόχους καταγραφής, κλοπή επιμετάλλωσης, κουπόνια, δομές δοκιμών και περιθώρια διεργασίας. Ο προσανατολισμός του πάνελ μπορεί να επηρεάσει την κίνηση των διαστάσεων, την κατεύθυνση της ύφανσης του γυαλιού, την απόδοση δρομολόγησης και την καμπύλη/στρίψιμο. Το πάνελ δεν είναι απλώς ένας τρόπος για να χωρέσουν περισσότερα κομμάτια σε ένα φύλλο. Είναι το όχημα διεργασίας που χρησιμοποιείται από τον εξοπλισμό απεικόνισης, διάτρησης, επιμετάλλωσης και δοκιμών.

Απεικόνιση εσωτερικής στρώσης, χάραξη και AOI

Κάθε εσωτερικό μοτίβο χαλκού ξεκινά σε έναν πυρήνα επενδυμένο με χαλκό. Ο πυρήνας καθαρίζεται, επικαλύπτεται με φωτοευαίσθητο υλικό, απεικονίζεται, εμφανίζεται, χαράσσεται και αφαιρείται. Το τελικό πλάτος του αγωγού είναι το αποτέλεσμα της αντιστάθμισης του έργου τέχνης, του πάχους του χαλκού, της χημείας του φωτοευαίσθητου υλικού, της έκθεσης, της κατάστασης του εμφανιστή, της χημείας του χαρακτικού και της δυναμικής ψεκασμού. Μια γενική δήλωση ότι κάθε ίχνος διατηρείται σε μία μόνο ανοχή είναι επομένως παραπλανητική. Η ικανότητα εξαρτάται από τη γεωμετρία και την κατασκευή του χαλκού.

Προετοιμασία και ταυτοποίηση υλικού

Οι πυρήνες διατίθενται ανά τύπο υλικού, πάχος, βάρος χαλκού, στυλ γυαλιού και παρτίδα. Τα έργα ελεγχόμενων υλικών ενδέχεται να απαιτούν θετική ταυτοποίηση και ιχνηλασιμότητα παρτίδας πριν τα πάνελ εισέλθουν στην απεικόνιση. Η επιφανειακή μόλυνση, η οξείδωση ή η ζημιά κατά την αποθήκευση μπορούν να μειώσουν την πρόσφυση του φωτοευαίσθητου υλικού και αργότερα την αντοχή του δεσμού μεταξύ των στρωμάτων, επομένως οι απαιτήσεις χειρισμού και ψησίματος ακολουθούν τις οδηγίες επεξεργασίας του προμηθευτή των ελασμάτων και την εγκεκριμένη διαδικασία του εργοστασίου.

Άμεση απεικόνιση με λέιζερ

Η άμεση απεικόνιση με λέιζερ εκθέτει το φωτοευαίσθητο υλικό από ψηφιακά έργα τέχνης και αποφεύγει τα σφάλματα διαστάσεων που σχετίζονται με τα πρωτότυπα φιλμ. Το σύστημα ευθυγραμμίζει το μοτίβο με τους στόχους του πάνελ και εφαρμόζει αντιστάθμιση κλίμακας που προκύπτει από το ιστορικό υλικού και διεργασίας. Η δυνατότητα καταγραφής εξαρτάται από το μέγεθος του πάνελ, το πάχος του πυρήνα, τη σταθερότητα του υλικού, την ποιότητα του στόχου και τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται. Δεν πρέπει να περιορίζεται σε μία καθολική τιμή μικρομέτρου.

Χάραξη και αντιστάθμιση αγωγού

Ο εσωτερικός χαλκός αφαιρείται χημικά από τις μη προστατευμένες περιοχές. Επειδή η χάραξη προσβάλλει επίσης τα πλευρικά τοιχώματα των αγωγών, το έργο τέχνης CAM διευρύνεται κατά μια ποσότητα κατάλληλη για το πάχος του χαλκού και τη διαδικασία χάραξης. Οι λεπτές γραμμές σε παχύτερο χαλκό απαιτούν μεγαλύτερη αντιστάθμιση και μπορούν να αναπτύξουν τραπεζοειδή προφίλ που επηρεάζουν την αντίσταση. Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο ένα ονομαστικό πλάτος γραμμής στο αρχείο σχεδίασης δεν είναι απαραίτητα το τελικό πλάτος του έργου τέχνης παραγωγής.

Αυτοματοποιημένη οπτική επιθεώρηση

Το AOI συγκρίνει το χαραγμένο πάνελ με εγκεκριμένα ψηφιακά δεδομένα και επισημαίνει ανοίγματα, βραχυκυκλώματα, εγκοπές, προεξοχές, υπολειμματικό χαλκό και άλλες ανωμαλίες στο μοτίβο. Το AOI εφαρμόζεται συνήθως σε όλα τα πάνελ εσωτερικής στρώσης, αλλά η αποδοχή του AOI δεν αποδεικνύει την διηλεκτρική ποιότητα, την ακεραιότητα της επιμετάλλωσης ή την αξιοπιστία της ολοκληρωμένης πλακέτας. Τα εντοπισμένα ελαττώματα εξετάζονται βάσει ελεγχόμενων διαδικασιών. Οι πολιτικές επισκευής θα πρέπει να καθορίζονται από το σύστημα ποιότητας του εργοστασίου και τις απαιτήσεις του πελάτη. Μια επισκευή κρυφού αγωγού δεν πρέπει ποτέ να θεωρείται αποδεκτή για ένα προϊόν υψηλής αξιοπιστίας.

Επεξεργασία συγκόλλησης, τοποθέτηση και πλαστικοποίηση

Μετά την αποδοχή της εσωτερικής στρώσης, οι επιφάνειες χαλκού προετοιμάζονται για να συνδεθούν με το σύστημα ρητίνης. Η επεξεργασία πρέπει να παρέχει πρόσφυση χωρίς να δημιουργεί υπερβολικό προφίλ που υποβαθμίζει την απώλεια αγωγών υψηλής ταχύτητας. Οι συμβατικές διεργασίες οξειδίου, αναγμένου οξειδίου και εναλλακτικής λύσης οξειδίου μπορούν όλες να είναι κατάλληλες όταν είναι κατάλληλες για το επιλεγμένο υλικό.

Αρχιτεκτονική διάταξης

Μια στοίβα δέκα στρώσεων μπορεί να κατασκευαστεί από διάφορους πυρήνες και διεπαφές προεμποτισμού ή από έναν συνδυασμό πυρήνων και εξωτερικού φύλλου χαλκού. Δεν υπάρχει καθολική απαίτηση για «πέντε πυρήνες». Ο αριθμός εξαρτάται από την αρχιτεκτονική της στοίβας. Για παράδειγμα, ορισμένα σχέδια χρησιμοποιούν τέσσερις πυρήνες διπλής όψης για L2-L9 συν εξωτερικό φύλλο, ενώ άλλα χρησιμοποιούν διαφορετικά ζεύγη πυρήνων για τον έλεγχο της διαθεσιμότητας διηλεκτρικών ή της κατασκευής με θάψιμο. Το φύλλο διάταξης πρέπει να ταιριάζει ακριβώς με την εγκεκριμένη σειρά στρώσεων και να προσδιορίζει το υλικό, το στυλ γυαλιού, την περιεκτικότητα σε ρητίνη, τον χαλκό και τον προσανατολισμό για κάθε διεπαφή.

Γιατί μια συνταγή σταθερής πρέσας είναι λάθος

Η θερμοκρασία, η πίεση, το κενό, η ράμπα, η παραμονή και η ψύξη της πρέσας επιλέγονται από τις απαιτήσεις σκλήρυνσης του προμηθευτή του laminate και την κατάλληλη συνταγή του κατασκευαστή. Μια γενική δήλωση όπως «200 βαθμοί C, 350 psi για 90 λεπτά» δεν είναι κατάλληλη για συστήματα PPE υψηλής Tg FR-4, χαμηλών απωλειών, πολυϊμίδιο, υβρίδια με βάση το PTFE ή μικτές κατασκευές. Ο κύκλος σκλήρυνσης πρέπει να επιτυγχάνει ροή ρητίνης, αφαίρεση κενών και πλήρη σκλήρυνση χωρίς υπερβολική συμπίεση, έλλειψη ρητίνης ή ανεξέλεγκτη μετατόπιση διαστάσεων.

Έλεγχοι πλαστικοποίησης

• επαλήθευση υλικού και παρτίδας πριν από την τοποθέτηση·
• χειρισμός σε καθαρό χώρο ή σε ελεγχόμενο περιβάλλον κατάλληλος για τη διεργασία·
• προσανατολισμός βιβλίου και αναθεώρηση ισορροπίας χαλκού·
• παρακολούθηση κενού και προφίλ πρέσας·
• πρόβλεψη ροής και πάχους ρητίνης·
• επιθεώρηση στόχου καταχώρισης μετά την πρέσα·
• πάχος τελικού πάνελ και έλεγχοι καμπυλότητας/στρίψιμο·
• κουπόνι ή ενότητα πρώτου άρθρου όταν απαιτείται.

Συνήθη ελαττώματα πλαστικοποίησης

Τα κενά μπορεί να προκύψουν από παγιδευμένο αέρα, μόλυνση ή ανεπαρκή ροή ρητίνης. Η έλλειψη ρητίνης συμβαίνει όταν ο πυκνός χαλκός, τα μεγάλα χαρακτηριστικά πλήρωσης ή η υπερβολική πίεση αφήνουν ανεπαρκές διηλεκτρικό. Η αποκόλληση μπορεί να οφείλεται σε κακή προετοιμασία της επιφάνειας, υγρασία, ασύμβατα υλικά ή λανθασμένη σκλήρυνση. Η υπερβολική ροή ρητίνης μπορεί να αλλάξει το πάχος και την αντίσταση του διηλεκτρικού. Η εσφαλμένη καταγραφή της εσωτερικής στρώσης μπορεί να προκληθεί από απολέπιση έργων τέχνης, εργαλεία, κίνηση πάνελ ή ασύμμετρη κατασκευή. Κάθε ελάττωμα έχει διαφορετική αιτία. Κανένα δεν λύνεται αναφέροντας μόνο μια υψηλότερη ονομαστική τιμή Tg.

Μηχανική διάτρηση, διάτρηση με λέιζερ και λειτουργίες ελεγχόμενου βάθους

Η διάτρηση καθορίζει τη γεωμετρία της σύνδεσης μεταξύ των στρώσεων. Τα δεδομένα κατασκευής θα πρέπει να διαχωρίζουν τις επιμεταλλωμένες οπές, τις μη επιμεταλλωμένες οπές, τις θαμμένες οπές, τις τυφλές μηχανικές οπές, τις μικροδιαμπερείς οπές λέιζερ, τις οπίσθιες τρυπάνιες, τις φρέζες και τις διαδρομές ελεγχόμενου βάθους. Ο συνδυασμός αυτών σε ένα αδιαφοροποίητο τραπέζι διάτρησης αποτελεί κοινή πηγή ερωτήσεων κατασκευής και λανθασμένων εργαλείων.

Μηχανική διάτρηση

Τα εργαλεία καρβιδίου επιλέγονται με βάση το μέγεθος της τελικής οπής, το υλικό, τη στοίβα των πάνελ, την απαιτούμενη ποιότητα τοιχώματος και την ανοχή θέσης. Η ταχύτητα του άξονα, η τροφοδοσία, το φορτίο θραυσμάτων, τα υλικά εφεδρείας και εισόδου είναι μεταβλητές διεργασίας και όχι σταθερές τιμές. Τα πολύ μικρά μηχανικά τρυπάνια ενδέχεται να απαιτούν μειωμένη στοίβαξη πάνελ και μικρότερη διάρκεια ζωής του εργαλείου. Τα υλικά με κεραμική γέμιση ή τα υλικά υψηλής συχνότητας μπορούν να αυξήσουν τη φθορά και να απαιτήσουν διαφορετική γεωμετρία του εργαλείου. Ο προμηθευτής πρέπει επίσης να λάβει υπόψη το περιθώριο επιμετάλλωσης: η διάμετρος της τρυπημένης οπής είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο της τελικής επιμεταλλωμένης οπής.

Εγγραφή τρυπανιού και επίχρισμα

Η τρυπημένη οπή πρέπει να παραμείνει μέσα στο έδαφος σύλληψης του εσωτερικού στρώματος αφού συνδυαστούν όλες οι ανοχές απεικόνισης, πλαστικοποίησης και διάτρησης. Οι χοντρές σανίδες, οι μικρές τρύπες και ο μεγάλος αριθμός στρώσεων μειώνουν το διαθέσιμο περιθώριο του δακτυλιοειδούς δακτυλίου. Η θερμότητα και η μηχανική δράση κατά τη διάτρηση μπορούν να επικαλύψουν τη ρητίνη πάνω από το εκτεθειμένο εσωτερικό στρώμα χαλκού, επομένως η προετοιμασία του τοιχώματος της οπής είναι απαραίτητη πριν από την επιμετάλλωση.

Διάτρηση με λέιζερ

Οι μικροδιαμπερείς οπές HDI συνήθως σχηματίζονται με διεργασίες CO2, UV ή συνδυασμένες μεθόδους λέιζερ που επιλέγονται για τη διηλεκτρική και τη δομή χαλκού. Τα συστήματα CO2 χρησιμοποιούνται ευρέως για διηλεκτρικά συσσώρευσης με βάση ρητίνη, συχνά με προετοιμασία ανοίγματος χαλκού. Η UV μπορεί να επεξεργαστεί χαλκό και διηλεκτρικό με λεπτό έλεγχο. Η καλύτερη οδός εξαρτάται από το μέγεθος της οπής, το βάθος του στόχου, την ενίσχυση, τη μέθοδο ανοίγματος χαλκού, την απόδοση και τον κατάλληλο εξοπλισμό. Ο Blanket ισχυρίζεται ότι απαιτείται πάντα ένα μήκος κύματος για μια δεδομένη ονομαστική διάμετρο θα πρέπει να αποφεύγεται.

Πίσω διάτρηση

Η οπίσθια διάτρηση αφαιρεί το αχρησιμοποίητο τμήμα μιας επιμεταλλωμένης διαμπερούς οπής αφού γίνουν γνωστές οι συνδέσεις των στρώσεων της πλακέτας. Η διάμετρος του εργαλείου, η πλευρά εισόδου, το βάθος στοπ και το επιτρεπόμενο υπόλοιπο στέλεχος πρέπει να τεκμηριώνονται. Το εφικτό υπόλοιπο στέλεχος εξαρτάται από τη θέση του στρώματος, το πάχος της πλακέτας, τη μέθοδο ελέγχου βάθους, την καταγραφή και την επαλήθευση. Ένας καθολικός κανόνας «τέσσερα χιλιοστά από το στρώμα σήματος» δεν είναι κατάλληλος. Ο σχεδιασμός χρειάζεται μια ασφαλή απόσταση από το συνδεδεμένο στρώμα, ενώ παράλληλα επιτυγχάνεται ο στόχος του στελέχους του καναλιού.

Άλλα χαρακτηριστικά ελεγχόμενου βάθους

Οι οπές, οι φρεζαρίσματα, οι κοιλότητες, οι θήκες για κέρματα και τα κανάλια με δρομολόγηση βάθους απαιτούν ξεχωριστά μηχανικά δεδομένα και ορισμούς ανοχών. Η αλληλουχία τους μπορεί να επηρεάσει την επιμετάλλωση, τη μάσκα συγκόλλησης και το τελικό προφίλ. Μια ένδειξη βάθους θα πρέπει να προσδιορίζει την επιφάνεια αναφοράς, το βάθος-στόχο ή το υπολειπόμενο πάχος, την ανοχή και το εάν το χαρακτηριστικό είναι επιμεταλλωμένο.

Απολέπιση, Ηλεκτρολυτική Επιμετάλλωση Χαλκού και Ηλεκτρολυτική Επιμετάλλωση

Μετά τη διάτρηση, το τοίχωμα της οπής είναι μη αγώγιμο και μπορεί να περιέχει υπολείμματα ρητίνης, προεξοχές γυαλιού και μηχανικά υπολείμματα. Η προετοιμασία του τοιχώματος της οπής και η επιμετάλλωση δημιουργούν την αγώγιμη διαδρομή την οποία η μετέπειτα ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση χτίζει στο απαιτούμενο πάχος.

Απολέπιση και προετοιμασία

Οι διεργασίες υπερμαγγανικού, πλάσματος ή συνδυασμένες διεργασίες αφαιρούν τις κηλίδες και προετοιμάζουν το διηλεκτρικό. Η χημική σύνθεση πρέπει να ταιριάζει με το σύστημα ρητίνης. Η υπερβολική επεξεργασία μπορεί να προσβάλει τις διηλεκτρικές ή γυάλινες διεπαφές, ενώ η ανεπαρκής επεξεργασία μπορεί να αφήσει μόλυνση στο εσωτερικό στρώμα χαλκού και να αποδυναμώσει τη διασύνδεση. Οι κατασκευές χαμηλών απωλειών και μεικτών υλικών ενδέχεται να απαιτούν ειδική προετοιμασία, επειδή η χημική σύνθεση της ρητίνης τους διαφέρει από το συμβατικό FR-4.

Αρχικό αγώγιμο στρώμα

Ο χαλκός χωρίς ηλεκτρόλυση ή μια εξειδικευμένη διαδικασία άμεσης μεταλλοποίησης εναποθέτει μια λεπτή αγώγιμη μεμβράνη στο προετοιμασμένο τοίχωμα της οπής. Σκοπός είναι η δημιουργία συνεχούς αγωγιμότητας για ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Ένα ενιαίο ονομαστικό πάχος δεν είναι καθολικό σε όλες τις διαδικασίες. Η κάλυψη, η πρόσφυση και η συνέχεια είναι πιο σημαντικά από την αναφορά ενός γενικού αριθμού χωρίς την ισχύουσα προδιαγραφή.

Ηλεκτρολυτική επιχάλκωση

Η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση δημιουργεί χαλκό μέσα στον κύλινδρο και στην εκτεθειμένη επιφάνεια του χαλκού. Η ισχύς ρίψης γίνεται πιο δύσκολη καθώς αυξάνεται η αναλογία διαστάσεων της οπής. Η πυκνότητα ρεύματος, η ανάδευση, η χημεία και η κατανομή ρεύματος του πάνελ ελέγχονται, έτσι ώστε το κέντρο της οπής να λαμβάνει επαρκή ποσότητα χαλκού χωρίς υπερβολική συσσώρευση στην επιφάνεια. Η αποδοχή του προϊόντος αξιολογείται με βάση τις ισχύουσες προδιαγραφές απόδοσης και την τεκμηρίωση αγοράς, όχι με βάση μια μεμονωμένη εμπορική αξία.

Πλήρωση μικροβίων

Οι γεμισμένες μικροοπές χρησιμοποιούν χημική επιμετάλλωση σχεδιασμένη να γεμίζει κατά προτίμηση από τον πυθμένα, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τα κενά, τις ραφές και την υπερβολική επιφάνεια χαλκού. Όταν μια άλλη μικροοπή πρόκειται να στοιβάζεται από πάνω, η γεμισμένη επιφάνεια πρέπει να είναι επαρκώς επίπεδη για το επόμενο διηλεκτρικό και το επίθεμα-στόχο. Θα πρέπει να καθοριστεί το επιτρεπόμενο λακκάκι ή εξόγκωμα και η μέθοδος επιθεώρησης. Μια διαδικασία γεμισμένης μικροοπής διαφέρει από το κλείσιμο μιας διαμπερούς οπής με ρητίνη και την επιμετάλλωση ενός καπακιού από πάνω.

Απεικόνιση εξωτερικής στρώσης, επιμετάλλωση μοτίβων και χάραξη

Η επεξεργασία εξωτερικής στρώσης διαφέρει από την αφαιρετική χάραξη εσωτερικής στρώσης, επειδή οι επιμεταλλωμένες οπές και οι επιφανειακοί αγωγοί κατασκευάζονται συνήθως κατά την επιμετάλλωση του μοτίβου. Μια τυπική διαδικασία απεικονίζει το εξωτερικό μοτίβο, επιμεταλλώνει τον χαλκό σε εκτεθειμένες περιοχές, εφαρμόζει ένα φωτοευαίσθητο υλικό χάραξης όπως ο κασσίτερος, αφαιρεί το φωτοευαίσθητο υλικό, χαράζει τον ανεπιθύμητο βασικό χαλκό και στη συνέχεια αφαιρεί το φωτοευαίσθητο υλικό χάραξης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικές εξειδικευμένες διαδικασίες, αλλά η ακολουθία πρέπει να διατηρεί τις απαιτήσεις για το τοίχωμα της οπής και τον αγωγό.

Ο τελικός χαλκός πρέπει να είναι γνωστός πριν από την κυκλοφορία του έργου τέχνης

Ο εξωτερικός αγωγός δεν ισούται με το αρχικό πάχος του φύλλου. Η επιμετάλλωση οπών και η επιμετάλλωση με μοτίβο προσθέτουν χαλκό, και οι διαδικασίες πλήρωσης με οπές ή περιτύλιξης μπορούν να προσθέσουν περισσότερο. Επομένως, η ικανότητα λεπτών γραμμών πρέπει να αξιολογείται σε σχέση με τον χαλκό τελικής επιφάνειας και όχι με μια τιμή φύλλου καταλόγου. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στις πλακέτες HDI, όπου η επαναλαμβανόμενη επιμετάλλωση μπορεί να περιορίσει το παράθυρο χάραξης.

AOI εξωτερικού στρώματος

Μετά τη χάραξη, τα εξωτερικά στρώματα ελέγχονται οπτικά για ανοίγματα, βραχυκυκλώματα, ζημιές στους αγωγούς, υπολειμματικό χαλκό και ανωμαλίες στα τακάκια. Τα δεδομένα AOI δεν αντικαθιστούν τις ηλεκτρικές δοκιμές, επειδή ορισμένα ελαττώματα μπορεί να είναι κρυφά, διαλείποντα ή να σχετίζονται με διασυνδέσεις οπών. Είναι ένα στάδιο σε μια στρατηγική επαλήθευσης σε στρώσεις.

Επιμετάλλωση ακμών και πυργώσεις

Οι επιμεταλλωμένες άκρες και οι πυργωτές οπές απαιτούν τον συντονισμό του προφίλ και της ακολουθίας επιμετάλλωσης. Οι περιοχές επιμετάλλωσης άκρων μπορούν να φρεζαριστούν πριν από την επιμετάλλωση και να ολοκληρωθούν αργότερα. Οι πυργωτές οπές απαιτούν τοποθέτηση οπών και τελική δρομολόγηση που αφήνουν την καθορισμένη γεωμετρία ημι-οπών της επιμεταλλωμένης επιφάνειας. Αυτά τα χαρακτηριστικά θα πρέπει να εμφανίζονται στο σχέδιο και δεν μπορούν να συναχθούν με ασφάλεια μόνο από το έργο τέχνης χαλκού.

Μάσκα συγκόλλησης, υπόμνημα, φινίρισμα επιφάνειας και προφίλ

Προετοιμασία και απεικόνιση μάσκας συγκόλλησης

Η επιφάνεια του χαλκού καθαρίζεται, εφαρμόζεται η υγρή φωτοαπεικονιζόμενη μάσκα, στεγνώνει με κόλλα, απεικονίζεται, εμφανίζεται και σκληρύνεται πλήρως. Η καταχώρηση της μάσκας αξιολογείται σε σχέση με το μέγεθος του ταμπόν, τη στρατηγική προσγείωσης που καθορίζεται από τη μάσκα ή όχι, μέσω των απαιτήσεων τοποθέτησης και του βήματος των εξαρτημάτων. Ένα σταθερό εύρος πάχους μάσκας δεν είναι κατάλληλο για κάθε μελάνι, χαρακτηριστικό και τοποθεσία. Οι προδιαγραφές του προϊόντος και το εγκεκριμένο υλικό ελέγχουν την απαίτηση.

Υπόμνημα και σήμανση

Η λεζάντα πρέπει να παραμένει μακριά από τα εκτεθειμένα μαξιλαράκια, τα σημεία δοκιμής και τις κρίσιμες περιοχές. Η σειριοποίηση, ο κωδικός ημερομηνίας, ο κωδικός παρτίδας, το σήμα UL και τα αναγνωριστικά στοιχεία του πελάτη τοποθετούνται σύμφωνα με το σχέδιο κατασκευής και το σχέδιο ιχνηλασιμότητας. Το περιεχόμενο της σήμανσης θα πρέπει να εγκρίνεται πριν από την παραγωγή, επειδή η προσθήκη ή η μετακίνηση κωδικών μετά την κατασκευή ενδέχεται να παραβιάζει τα γραφικά που ελέγχονται από τον πελάτη.

Επιλογή φινιρίσματος επιφάνειας

Το φινίρισμα προστατεύει τον εκτεθειμένο χαλκό και παρέχει τη διεπαφή για συγκόλληση, σύνδεση καλωδίων ή επαφές που υπόκεινται σε φθορά. Η επιλογή βασίζεται στη μέθοδο συναρμολόγησης, το βήμα των εξαρτημάτων, την αποθήκευση, την απώλεια RF, τη φθορά των επαφών και τις κανονιστικές απαιτήσεις.

• ENIG: επίπεδο και χρησιμοποιείται ευρέως για συναρμολόγηση λεπτού βήματος. Οι απαιτήσεις θα πρέπει να αναφέρονται στην ισχύουσα αναθεώρηση του IPC-4552 και όχι να βασίζονται σε ένα απλοποιημένο πάχος μάρκετινγκ.
• ENEPIG: Υποστηρίζει συγκόλληση και ορισμένες εφαρμογές συγκόλλησης καλωδίων όταν καθορίζεται και ελέγχεται σύμφωνα με το IPC-4556.
• OSP: Λεπτή οργανική προστασία κατάλληλη για συμβατές συνθήκες συναρμολόγησης και χειρισμού.
• Ασημένιο δοχείο εμβάπτισης ή κασσίτερο εμβάπτισης: επιλέγονται για συγκεκριμένες απαιτήσεις συναρμολόγησης, πρεσαριστής τοποθέτησης ή ηλεκτρικές απαιτήσεις, με χειριστήρια αποθήκευσης και χειρισμού.
• HASL: Ανθεκτικό για πολλές εφαρμογές διαμπερών οπών και μεγαλύτερων χαρακτηριστικών, αλλά λιγότερο επίπεδο από τα φινιρίσματα εμβάπτισης.
• Ηλεκτρολυτικά επιμεταλλωμένος σκληρός χρυσός: Χρησιμοποιείται επιλεκτικά σε επαφές φθοράς, όπως οι δάκτυλοι ακμών. Το πάχος του νικελίου και του χρυσού καθορίζεται για την εφαρμογή της επαφής.

Η επαλήθευση του πάχους του φινιρίσματος ακολουθεί την ισχύουσα προδιαγραφή φινιρίσματος και το συμφωνημένο σχέδιο δειγματοληψίας. Δεν θα πρέπει να διαφημίζεται ως μέτρηση XRF κάθε υποστρώματος ή κάθε σανίδας, εκτός εάν αυτό απαιτείται και εκτελείται πραγματικά.

Τελική δημιουργία προφίλ

Η φρεζάρισμα, η διάτρηση, η κοπή με λέιζερ ή η χάραξη σε σχήμα V διαχωρίζουν την σανίδα ή δημιουργούν τη διάταξη παράδοσης. Το σχέδιο θα πρέπει να καθορίζει τις τελικές διαστάσεις, τις ανοχές στις άκρες, τις γλωττίδες, τις ράγες αποκόλλησης, το υπόλοιπο πάχος της χάραξης σε σχήμα V και τους περιορισμούς από εξάρτημα σε εξάρτημα. Η καμπύλη και η συστροφή αξιολογούνται στην τελική σανίδα ή διάταξη σύμφωνα με τις ισχύουσες απαιτήσεις αποδοχής.

Ηλεκτρική δοκιμή, TDR και δομική επαλήθευση

Ηλεκτρική συνέχεια και απομόνωση

Οι ηλεκτρικές δοκιμές σε μη κατοικημένες πλακέτες επαληθεύουν ότι τα προβλεπόμενα δίκτυα είναι συνδεδεμένα και τα μη προβλεπόμενα δίκτυα παραμένουν απομονωμένα. Ο εξοπλισμός με ιπτάμενο ανιχνευτή είναι συνηθισμένος για πρωτότυπα και χαμηλού όγκου, επειδή αποφεύγει την εγκατάσταση ενός ειδικού εξαρτήματος. Οι δοκιμές των εξαρτημάτων μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση για σταθερούς όγκους παραγωγής. Οι παράμετροι δοκιμής, τα δεδομένα και η κάλυψη θα πρέπει να συμμορφώνονται με τις προδιαγραφές αγοράς και τις ισχύουσες απαιτήσεις IPC-9252. Η απόδοση και το κόστος του εξαρτήματος εξαρτώνται από το σχεδιασμό και δεν πρέπει να αναφέρονται ως καθολικές τιμές.

Επαλήθευση σύνθετης αντίστασης TDR

Οι πλακέτες ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης επαληθεύονται σε σχεδιασμένα κουπόνια χρησιμοποιώντας ανακλασομετρία χρονικού πεδίου. Το κουπόνι πρέπει να αναπαράγει τη σχετική διαμόρφωση στρώματος, χαλκού, διηλεκτρικού και αναφοράς αρκετά πιστά ώστε να αντιπροσωπεύει τη δομή του προϊόντος. Το IPC-TM-650 2.5.5.7A περιγράφει τις μεθόδους μέτρησης TDR, ενώ η γεωμετρία του κουπονιού, η συχνότητα δοκιμής, η ανοχή αποδοχής και η αναφορά ελέγχονται από την τεκμηρίωση της παραγγελίας. Δεν υπάρχει γενικός κανόνας ότι το +/-5% απαιτεί «ένα κουπόνι ανά μισό πάνελ» ή το +/-3% απαιτεί «ένα ανά τέταρτο πάνελ».

Μικροτομή και αξιολόγηση δομής

Αντιπροσωπευτικά κουπόνια προετοιμάζονται, γυαλίζονται και εξετάζονται για την καταγραφή των στρώσεων, τον χαλκό στο τοίχωμα των οπών, τις εσωτερικές συνδέσεις, την διηλεκτρική κατάσταση, την πλήρωση των μικροδιαφραγμάτων, την επιμετάλλωση και άλλα δομικά χαρακτηριστικά. Το σχέδιο δείγματος προέρχεται από τις ισχύουσες προδιαγραφές προϊόντος και την τεκμηρίωση αγοράς. Το IPC-A-600 είναι η εικονογραφημένη ερμηνεία των παρατηρήσιμων συνθηκών αποδοχής. Οι πραγματικές απαιτήσεις απόδοσης προέρχονται από προδιαγραφές όπως IPC-6012, IPC-6013 ή IPC-6018.

Θερμική προετοιμασία και δοκιμές αξιοπιστίας

Ορισμένα προϊόντα απαιτούν επανακυκλοφορία προσομοίωσης συναρμολόγησης, θερμική καταπόνηση, θερμικό σοκ ή ηλεκτρικά παρακολουθούμενο κύκλο πριν από την αξιολόγηση της δομής. Η μέθοδος πρέπει να ονομάζεται και να ορίζεται το προφίλ, ο αριθμός των εκθέσεων, το κουπόνι και το κριτήριο αστοχίας. Οι φράσεις «μικροτομή τριών κύκλων», «IST 1,000 κύκλων» και παρόμοιες φράσεις δεν αποτελούν καθολικά υποκατάστατα ενός γραπτού σχεδίου αξιοπιστίας.

Πώς τα υλικά HDI, τα άκαμπτα και υβριδικά υλικά αλλάζουν τη ροή

Διαδοχική αύξηση του HDI

Το HDI επαναλαμβάνει την πλαστικοποίηση, τη διάτρηση με λέιζερ, τον καθαρισμό, την επιμετάλλωση και συχνά την πλήρωση με χαλκό για κάθε επίπεδο συσσώρευσης. Το κεντρικό υποσύστημα μπορεί επίσης να περιέχει θαμμένες οπές. Καθώς αυξάνεται το βάθος συσσώρευσης, ο έλεγχος της αντιστάθμισης καταγραφής, του επιφανειακού χαλκού και της διαστατικής κίνησης γίνεται πιο δύσκολος. Ο οδηγός μηχανικής HDI 10 επιπέδων εξηγεί πώς διαφέρουν τα 1+8+1, 2+6+2 και 3+4+3.

Άκαμπτη κατασκευή

Η επεξεργασία με άκαμπτη-εύκαμπτη μέθοδο εισάγει πυρήνες πολυϊμιδίου, επικάλυψη, συγκολλητικά ή εύκαμπτα υλικά χωρίς κόλλα, επιλεκτικές άκαμπτες περιοχές, υλικά συγκόλλησης χαμηλής ροής και ελεγχόμενες μεταβάσεις από εύκαμπτη σε άκαμπτη μέθοδο. Οι συνθήκες συμπίεσης επιλέγονται για το εγκεκριμένο σύστημα υλικών. Η μέγιστη θερμοκρασία κάλυψης δεν ισχύει σε όλες τις κατασκευές. Η ακολουθία κατασκευής πρέπει να προστατεύει τις εκτεθειμένες ζώνες εύκαμπτης μέτρησης, να ελέγχει τη ροή ρητίνης και να διατηρεί τη γεωμετρία του χαλκού στην περιοχή κάμψης. Οι δοκιμές κάμψης ή η δυναμική πιστοποίηση κάμψης απαιτούνται μόνο όταν καθορίζονται από τις απαιτήσεις σχεδιασμού και προϊόντος, όχι αυτόματα για κάθε αποστολή άκαμπτης-εύκαμπτης μέτρησης.

Μικτά υλικά υψηλής ταχύτητας και RF

Οι υβριδικές στοίβες συνδυάζουν υλικά με διαφορετικά συστήματα ρητίνης, επιλογές χαλκού, διαστατική κίνηση και επιφανειακές επεξεργασίες. Η συμβατότητα συγκόλλησης και η διαστολή του άξονα z πρέπει να αξιολογούνται. Η διάτρηση και η απολίθωση μπορεί να απαιτούν ρυθμίσεις ειδικές για το υλικό και το μοντέλο σύνθετης αντίστασης πρέπει να χρησιμοποιεί την πραγματική Dk σχεδιασμού για κάθε διηλεκτρικό. Ένα υλικό που επεξεργάζεται "όπως το FR-4" εξακολουθεί να απαιτεί τα δικά του δεδομένα ειδικής αντιστάθμισης και πρέσας.

Βαρύς χαλκός, χάλκινα νομίσματα και ενσωματωμένα χαρακτηριστικά

Ο βαρύς χαλκός αλλάζει την αντιστάθμιση χάραξης, την πλήρωση ρητίνης και την ισορροπία επιπέδου. Τα ενσωματωμένα νομίσματα ή ένθετα εισάγουν μηχανική κατεργασία τσεπών, συγκόλληση και ελέγχους επιπεδότητας. Τα ενσωματωμένα παθητικά ή ενεργά εξαρτήματα απαιτούν ξεχωριστή αρχιτεκτονική διαδικασίας και προδιαγραφές που διέπουν την κατασκευή. Αυτά θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως μηχανικές παραλλαγές, όχι να περιλαμβάνονται τυχαία σε μια δήλωση ότι μια τυπική ροή υποστηρίζει κάθε ιδιαίτερο χαρακτηριστικό.

Αρχεία Ποιότητας, Ιχνηλασιμότητα και Έκδοση Αποστολής

Τα αρχεία που παραδίδονται με μια αποστολή θα πρέπει να ορίζονται στην παραγγελία αγοράς ή στη συμφωνία ποιότητας. Μια τυπική εμπορική παραγγελία μπορεί να απαιτεί πιστοποιητικό συμμόρφωσης και επιβεβαίωση ηλεκτρικών δοκιμών. Ένα ελεγχόμενο ιατρικό, αυτοκινητιστικό, αεροδιαστημικό ή αμυντικό πρόγραμμα μπορεί να απαιτεί πιστοποιητικά υλικών, ιχνηλασιμότητα παρτίδας, μικροτομές, δεδομένα φινιρίσματος, αποτελέσματα σύνθετης αντίστασης, αρχεία πρώτου αντικειμένου ή έντυπα ειδικά για τον πελάτη. Είναι ανακριβές να ισχυρίζεται κανείς ότι κάθε αποστολή δέκα στρώσεων περιλαμβάνει αυτόματα κάθε πιθανή αναφορά.

Κοινές κατηγορίες εγγραφών

• πιστοποιητικό συμμόρφωσης·
• πιστοποιητικό ή περίληψη ηλεκτρικών δοκιμών·
• Αναφορά TDR για συγκεκριμένες κατηγορίες σύνθετης αντίστασης.
• ταυτότητα υλικού και ιχνηλασιμότητα παρτίδας, όπου απαιτείται·
• έκθεση μικροτομής βάσει του συμφωνημένου σχεδίου δειγματοληψίας·
• δεδομένα μέτρησης φινιρίσματος επιφάνειας όταν απαιτούνται συμβατικά·
• επαλήθευση με οπίσθια γεώτρηση ή ελεγχόμενου βάθους για κρίσιμα χαρακτηριστικά·
• RoHS, REACH ή άλλες δηλώσεις που ισχύουν για το παρεχόμενο προϊόν·
• αρχεία πρώτου άρθρου ή προσόντων·
• δεδομένα σειριοποίησης και ιχνηλασιμότητας παρτίδας παραγωγής.

Επίπεδο ιχνηλασιμότητας και διατήρηση

Το IPC-1782 παρέχει ένα πλαίσιο για τα επίπεδα ιχνηλασιμότητας, αλλά δεν δημιουργεί έναν καθολικό δεκαετή κανόνα διατήρησης για κάθε PCB. Η περίοδος διατήρησης, η λεπτομέρεια των δεδομένων και η πρόσβαση καθορίζονται από τη σύμβαση με τον πελάτη, το κανονιστικό σύστημα και τη διαδικασία ποιότητας του προμηθευτή. Η προσφορά θα πρέπει να προσδιορίζει τυχόν ασυνήθιστες απαιτήσεις διατήρησης ή ψηφιακών αρχείων, επειδή επηρεάζουν τη διαχείριση και το πεδίο εφαρμογής του ελέγχου.

Τελική έκδοση

Η έγκριση αποστολής επιβεβαιώνει ότι οι απαιτούμενες λειτουργίες και οι επιθεωρήσεις έχουν ολοκληρωθεί, οι μη συμμορφώσεις έχουν επιλυθεί, οι ποσότητες ταιριάζουν, η συσκευασία προστατεύει το φινίρισμα και τις συνθήκες ευαισθησίας στην υγρασία, όπου εφαρμόζεται, και η απαιτούμενη τεκμηρίωση είναι επισυναπτόμενη ή διαθέσιμη. Η μέθοδος συσκευασίας, η σφράγιση υπό κενό, το αφυγραντικό, ο δείκτης υγρασίας και η σήμανση διάρκειας ζωής εξαρτώνται από το φινίρισμα, την περίοδο αποθήκευσης και τις προδιαγραφές του πελάτη.

Αίτημα για αξιολόγηση κατασκευής για πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος 10 στρώσεων