Απαιτήσεις σχεδίασης κατασκευής PCB για ειδικές διαδικασίες

Τα σχέδια κατασκευής PCB πρέπει να μεταδίδουν περισσότερα από τα περιγράμματα της πλακέτας και τα χάλκινα γραφικά, όταν ένα σχέδιο περιλαμβάνει επιλεκτικά χρυσά δάχτυλα, εγκοπές ελεγχόμενου βάθους, φρεζαρισμένες κοιλότητες, επιμετάλλωση ακμών, οπίσθια διάτρηση ή γεμισμένες οπές διέλευσης. Η έλλειψη λεπτομερειών διαδικασίας μπορεί να καθυστερήσει την προσφορά, να προκαλέσει μηχανικά ερωτήματα ή να οδηγήσει σε υποθέσεις κατασκευής που επηρεάζουν την εφαρμογή και τη λειτουργία. Αυτός ο οδηγός εξηγεί ποιες κλήσεις σχεδίων, υποστηρικτικά αρχεία και απαιτήσεις έγκρισης θα πρέπει να προετοιμάσουν οι αγοραστές και οι μηχανικοί πριν από την κυκλοφορία μιας πλακέτας PCB ειδικής διαδικασίας για κατασκευή.

Απαιτήσεις σχεδίασης κατασκευής PCB για ειδικές διαδικασίες

Τα αρχεία Gerber περιγράφουν έργα τέχνης από χαλκό, μάσκα συγκόλλησης και άλλα καθορισμένα επίπεδα εικόνας, ενώ τα δεδομένα τρυπανιών NC κοινοποιούν τις θέσεις των οπών και τις πληροφορίες διάτρησης. Αυτά τα αρχεία ενδέχεται να μην εξηγούν πλήρως την προβλεπόμενη μέθοδο κατασκευής, το βάθος κατεργασίας, την τοπική επιμετάλλωση, τις αναφορές δεδομένων ή τα κριτήρια επιθεώρησης. Ένα ελεγχόμενο σχέδιο κατασκευής συνδέει αυτές τις απαιτήσεις με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά στην τελική πλακέτα.

Για μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) με ειδικά χαρακτηριστικά, η συσκευασία κατασκευής θα πρέπει να προσδιορίζει την αναθεώρηση της πλακέτας, τις διαστάσεις του τελικού προϊόντος, την κατασκευή της στρώσης, τις απαιτήσεις υλικού, τα φινιρίσματα επιφάνειας, τους ορισμούς οπών και τα ισχύοντα κριτήρια αποδοχής. Κάθε κρίσιμο χαρακτηριστικό θα πρέπει να έχει σαφή αναφορά στη θέση του και στις σχετικές οδηγίες κατασκευής. Εάν ένα σχέδιο έρχεται σε αντίθεση με τα παρεχόμενα δεδομένα Gerber, τρυπανιών ή εγκεκριμένης στοίβαξης, η απόκλιση θα πρέπει να επιλυθεί πριν από την κυκλοφορία στην παραγωγή.

Ένα σχέδιο ειδικής διεργασίας συμπληρώνει την ευρύτερη λίστα ελέγχου σχεδιασμού για κατασκευή PCB , η οποία εξετάζει άλλες παραμέτρους σχεδιασμού και ετοιμότητας παραγωγής. Τα δύο αυτά στοιχεία εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς: οι γενικοί έλεγχοι DFM βοηθούν στον εντοπισμό ζητημάτων κατασκευασιμότητας, ενώ οι λεπτομερείς οδηγίες κατασκευής καθορίζουν τι αναμένεται να κατασκευάσει και να επαληθεύσει το εργοστάσιο.

Το απαιτούμενο επίπεδο λεπτομέρειας εξαρτάται από το σχεδιασμό. Μια συμβατική πολυστρωματική σανίδα μπορεί να χρειάζεται μόνο ένα τυποποιημένο πακέτο κατασκευής και σαφώς καθορισμένες προδιαγραφές. Μια σανίδα με τυφλές εγκοπές, τοπική επιμετάλλωση επαφής ή φρεζάρισμα ελεγχόμενου βάθους συνήθως χρειάζεται πρόσθετες όψεις, διαστάσεις και οδηγίες ειδικές για τη διαδικασία.

Ειδικές διαδικασίες PCB και απαιτούμενες οδηγίες σχεδίασης

Ο ακόλουθος πίνακας συνοψίζει τις πληροφορίες που απαιτούνται συνήθως για την αξιολόγηση της κατασκευής PCB ειδικής διεργασίας. Χρησιμοποιήστε τις γραμμές που ισχύουν για τον πραγματικό σχεδιασμό. Τα αριθμητικά όρια, τα υλικά, η διαθεσιμότητα διεργασίας και οι μέθοδοι επιθεώρησης πρέπει να καθορίζονται για το συγκεκριμένο έργο και όχι να υποτίθενται από ένα γενικό παράδειγμα.

Για επιλεκτικά φινιρίσματα επαφής, το σχέδιο θα πρέπει να διακρίνει τις περιοχές επαφής με σκληρό χρυσό από άλλες επιφάνειες με φινίρισμα χαλκού. Μια γενική σημείωση για το φινίρισμα της επιφάνειας δεν καθορίζει απαραίτητα την απαιτούμενη τοπική επιμετάλλωση, πάχος ή λοξότμηση. Ομοίως, η οπίσθια διάτρηση απαιτεί σαφή αναφορά στην πλευρά εισόδου και στο στρώμα-στόχο αντί για μια γενική οδηγία για την αφαίρεση των αχρησιμοποίητων μέσω βαρελιών.

Μην υποθέτετε ότι κάθε προηγμένο χαρακτηριστικό μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας την ίδια ακολουθία διεργασιών. Επιβεβαιώστε την προτεινόμενη μέθοδο κατασκευής και αποδοχής με τον κατασκευαστή της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, ιδιαίτερα όταν πολλές ειδικές διεργασίες αλληλεπιδρούν σε ένα σχέδιο.

Συνήθεις διενέξεις σχεδίασης PCB και έλεγχοι πριν από την κυκλοφορία

Οι καθυστερήσεις στην κατασκευή συχνά ξεκινούν με αντικρουόμενες οδηγίες και όχι με ελλείποντα έργα τέχνης. Αξίζει να επιλυθούν τα ακόλουθα ζητήματα πριν από την αποστολή του πακέτου κατασκευής για προσφορά ή έκδοση προϊόντος.

Παράδειγμα Σημειώσεων Κατασκευής για Αναθεώρηση Μηχανικής

Τα ακόλουθα παραδείγματα δείχνουν πώς να εκφράσετε την πρόθεση κατασκευής. Αντικαταστήστε κάθε σύμβολο κράτησης θέσης με μια εγκεκριμένη τιμή έργου και επιβεβαιώστε ότι η επιλεγμένη διεργασία μπορεί να ικανοποιήσει τις καθορισμένες απαιτήσεις πριν από την κυκλοφορία του σχεδίου.

Όλες οι διαστάσεις, οι ανοχές, τα υλικά και τα κριτήρια αποδοχής πρέπει να προέρχονται από τις εγκεκριμένες προδιαγραφές του έργου και την επιβεβαιωμένη διαδικασία κατασκευής. Τα παραπάνω παραδείγματα είναι μόνο αναφορές σχεδίασης. Δεν θα πρέπει να ερμηνεύονται ως τυπικά όρια για κάθε σχεδιασμό πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Λίστα ελέγχου σχεδίου κατασκευής πριν από την κυκλοφορία

• Ο αριθμός εξαρτήματος και η αναθεώρηση ταιριάζουν με τα δεδομένα Gerber ή ODB++, τα αρχεία τρυπανιών NC και το μηχανολογικό σχέδιο.
• Κάθε ειδικό χαρακτηριστικό έχει καθορισμένη τοποθεσία, γεωμετρία, απαιτήσεις διεργασίας και εφαρμοστέο κριτήριο ανοχής ή αποδοχής.
• Τα χαρακτηριστικά ελεγχόμενου βάθους προσδιορίζουν την πλευρά κατεργασίας, το σημείο αναφοράς και το βάθος ή την απαίτηση υπολειπόμενου πάχους.
• Οι επιμεταλλωμένες και οι μη επιμεταλλωμένες οπές ή σχισμές διακρίνονται σαφώς, συμπεριλαμβανομένης της επιμετάλλωσης των άκρων και των πυργωτών χαρακτηριστικών.
• Τα τοπικά φινιρίσματα αντιστοιχίζονται στις προβλεπόμενες περιοχές τους και οι επαφές από σκληρό χρυσό διακρίνονται από τα γενικά φινιρίσματα επιφανειών.
• Ο αριθμός των στρώσεων, η στοίβαξη, τα ανοίγματα μέσω διαδρόμων, οι απαιτήσεις σύνθετης αντίστασης και οι πίνακες τρυπανιών χρησιμοποιούν συνεπείς ορισμούς στρώσεων.
• Τα απαιτούμενα πιστοποιητικά υλικών, οι διατομές, οι αναφορές σύνθετης αντίστασης και τα πρότυπα αποδοχής προσδιορίζονται όπου είναι εφαρμόσιμα.
• Οι απαιτήσεις έγκρισης ορίζονται για αντικαταστάσεις υλικών, αλλαγές στοίβαξης και κρίσιμες αποκλίσεις από τη διαδικασία.
• Τα εγκεκριμένα δεδομένα σχεδίασης και κατασκευής φέρουν συνεπείς αναθεωρήσεις και τα έργα PCBA περιλαμβάνουν τα απαιτούμενα αρχεία BOM και συναρμολόγησης.

Δημοσιεύστε το σχέδιο κατασκευής ως ελεγχόμενο έγγραφο εντός του πακέτου δεδομένων κατασκευής. Οι αγορές, η μηχανική και η κατασκευή θα πρέπει να λειτουργούν από την ίδια εγκεκριμένη αναθεώρηση. Ένα συνοπτικό σχέδιο που επιλύει κρίσιμες αποφάσεις κατασκευής είναι πιο χρήσιμο από ένα μακροσκελές έγγραφο που αφήνει τις βασικές απαιτήσεις ανοιχτές σε ερμηνεία.

Ανασκόπηση Μηχανικής Κατασκευής και Συναρμολόγησης PCB

Ένα πλήρες πακέτο κατασκευής θα πρέπει να αντικατοπτρίζει την πραγματική κατασκευή της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) και τυχόν απαιτήσεις συναρμολόγησης κατάντη. Ο αριθμός των στρώσεων από μόνος του δεν καθορίζει εάν μια πλακέτα είναι HDI, και δεν απαιτεί κάθε PCB έξι στρώσεων μικροδιαφορές ή διαδοχική πλαστικοποίηση. Η απαραίτητη τεκμηρίωση εξαρτάται από την επιλεγμένη κατασκευή, τους ηλεκτρικούς περιορισμούς και τις ειδικές διαδικασίες.

Απαιτήσεις Layer Stackup και HDI ειδικά

Για μια πλακέτα πολλαπλών στρώσεων ή HDI, ορίστε με σαφήνεια την ακολουθία στρώσεων χαλκού, την κατασκευή του διηλεκτρικού, το τελικό πάχος και τις συνδέσεις των οπών. Εάν ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί τυφλές ή θαμμένες οπές, προσδιορίστε τα συνδεδεμένα ζεύγη στρώσεων αντί να βασίζεστε σε μια γενική ετικέτα οπών. Τα σχέδια που περιλαμβάνουν διαδοχική ελασματοποίηση θα πρέπει επίσης να προσδιορίζουν την προβλεπόμενη δομή συσσώρευσης και τις απαιτήσεις που χρειάζονται έγκριση.

Τα σχέδια ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης χρειάζονται μια συνεπή σχέση μεταξύ της καθορισμένης σύνθετης αντίστασης, της γεωμετρίας του ίχνους, του επιπέδου αναφοράς, της διηλεκτρικής κατασκευής και του πάχους του χαλκού. Αναφέρετε τον στόχο και την ανοχή, προσδιορίστε τα επηρεαζόμενα δίκτυα ή στρώματα και υποδείξτε εάν απαιτούνται κουπόνια σύνθετης αντίστασης και αναφορές μετρήσεων. Η ηλεκτρική απαίτηση θα πρέπει να παραμείνει σαφής κατά την αναθεώρηση και την έγκριση της προτεινόμενης κατασκευαστικής στοίβας.

Για έργα που χρησιμοποιούν έξι στρώματα χαλκού, η σχέση στοίβαξης έξι στρωμάτων και ελέγχου σύνθετης αντίστασης είναι σημαντική κατά τον έλεγχο της συμφωνίας της εγκεκριμένης κατασκευής με τα δεδομένα κατασκευής. Για τον ευρύτερο σχεδιασμό προμηθειών, οι απαιτήσεις κατασκευής και συναρμολόγησης PCB έξι στρωμάτων παρέχουν το κατάλληλο πλαίσιο για την πλήρη παραγγελία πλακέτας. Αυτές είναι σχετικές αλλά διακριτές παράμετροι: η μία αφορά την κατασκευή στρωμάτων, ενώ η άλλη αφορά το ευρύτερο έργο κατασκευής και συναρμολόγησης.

Ποιες πληροφορίες συναρμολόγησης περιλαμβάνονται στο πακέτο κατασκευής;

Εάν η αγορά περιλαμβάνει συναρμολόγηση PCB, τα κατασκευαστικά σχέδια από μόνα τους δεν καθορίζουν την πλήρη PCBA. Οι BGA λεπτού βήματος, οι σύνδεσμοι πρεσαριστής τοποθέτησης, οι πυργωτές διεπαφές και οι ειδικές περιοχές επαφής ενδέχεται να απαιτούν όψεις συναρμολόγησης, προδιαγραφές εξαρτημάτων ή πρόσθετες οδηγίες χειρισμού. Τα δεδομένα κατασκευής και συναρμολόγησης θα πρέπει να είναι συντονισμένα χωρίς να υποτίθεται ότι το ένα έγγραφο αντικαθιστά το άλλο.

Προετοιμάστε τα δεδομένα BOM, pick-and-place ή centroid, το σχέδιο συναρμολόγησης και τις σχετικές πληροφορίες αναθεώρησης μαζί με τα αρχεία κατασκευής. Τα δεδομένα BOM και τοποθέτησης που απαιτούνται για το PCBA βοηθούν στον καθορισμό των πληροφοριών που απαιτούνται για την προετοιμασία της συναρμολόγησης. Εάν ένας σύνδεσμος ή ένα εξάρτημα επιβάλλει συγκεκριμένες απαιτήσεις διεπαφής πλακέτας, βεβαιωθείτε ότι η μηχανική τεκμηρίωση και η τεκμηρίωση συναρμολόγησης συμφωνούν.

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τα σχέδια κατασκευής PCB

Μπορούν τα αρχεία Gerber από μόνα τους να προσδιορίσουν την επιμετάλλωση με χρυσό δάχτυλο;

Τα γραφικά της Gerber μπορούν να προσδιορίσουν τη γεωμετρία επαφής, αλλά ενδέχεται να μην ορίζουν την πλήρη προδιαγραφή επιμετάλλωσης, το πάχος, την κλίση ή τις απαιτήσεις αποδοχής. Παρέχετε ένα σαφές σχέδιο της περιοχής επαφής και σαφείς σημειώσεις φινιρίσματος που συμφωνούν με τις εγκεκριμένες προδιαγραφές κατασκευής.

Πώς πρέπει να διαστασιολογηθεί μια τυφλή κοιλότητα ή μια σχισμή ελεγχόμενου βάθους;

Δείξτε τη θέση και τη γεωμετρία των χαρακτηριστικών, την πλευρά κατεργασίας, το σημείο αναφοράς, το βάθος ή το πάχος του υπολειπόμενου υλικού, την ανοχή και οποιαδήποτε κρίσιμη απαίτηση για διάκενο στρώσης. Μια τομή είναι χρήσιμη όταν το βάθος κοπής δεν μπορεί να γίνει κατανοητό μόνο από την κάτοψη. Επιβεβαιώστε τη μέθοδο μέτρησης με τον κατασκευαστή.

Χρειάζεται κάθε PCB έξι στρώσεων ένα σχέδιο ειδικής διεργασίας;

Όχι. Μια συμβατική σανίδα έξι στρώσεων μπορεί να οριστεί επαρκώς από ένα τυποποιημένο πακέτο κατασκευής και εγκεκριμένες προδιαγραφές. Απαιτούνται πρόσθετες επεξηγήσεις ειδικής διεργασίας όταν τα συνηθισμένα σχέδια στρώσεων, τα δεδομένα τρυπανιών και οι τυποποιημένες σημειώσεις δεν γνωστοποιούν πλήρως τις απαιτούμενες συνθήκες κατασκευής ή αποδοχής.

Τι θα πρέπει να συμβεί εάν υπάρχει σύγκρουση μεταξύ του σχεδίου και των αρχείων Gerber;

Επιλύστε την απόκλιση πριν από την κυκλοφορία στην παραγωγή αντί να φύγετε από το εργοστάσιο για να επιλέξετε ποιες οδηγίες θα ακολουθήσετε. Μια ανασκόπηση DFM ειδικά για το έργο πριν από την κυκλοφορία στην παραγωγή μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό ερωτημάτων σχετικά με την κατασκευασιμότητα και στην καταγραφή ζητημάτων που χρειάζονται διευκρίνιση. Οποιαδήποτε αλλαγή επηρεάζει τον εγκεκριμένο σχεδιασμό θα πρέπει να ακολουθεί τη διαδικασία ελέγχου αλλαγών του πελάτη.