Ontelopiirilevyjen valmistus tarkkuuslevysuunnittelua varten

Ontelopiirilevy on tarkoitukseen rakennettu levy, jossa on upotettu tai paikallisesti koneistettu alue – ei tavallinen piirilevy, jossa on ylimääräinen reikä. Highleap Electronics tarjoaa ontelopiirilevyjen valmistusta malleihin, jotka vaativat komponenttien välystä, pienempää paikallista paksuutta, porrastettuja taskuja tai määriteltyä ontelogeometriaa. Jos nykyinen toimittajasi ei pysty tukemaan vaadittua ontelosyvyyttä, pinoamista tai mekaanisia yksityiskohtia, lähetä meille valmistuspaketti valmistuksen tarkistusta varten.

Jotta saat hyödyllisen räätälöidyn ontelopiirilevyn tarjouksen , tekninen tarkastelumme tarvitsee enemmän kuin Gerber-luonnoksen. Ontelon mitat, syvyysviite, jäljellä oleva materiaali, seinämän geometria, lähellä oleva kupari, laminaattirakenne ja mahdolliset radiotaajuus- tai mekaaniset toiminnot vaikuttavat kaikki prosessireittiin. Tarkistamme nämä vaatimukset ennen tarjousta, joten hinta- ja toimitusaikakeskustelu perustuu todella tarvitsemaasi piirilevyyn.

Mitä on ontelopiirilevyjen valmistus?

Aloita normaalista monikerroslevypinosta ja poista materiaalia ytimestä joko jyrsimällä tasku toiselta puolelta tai leikkaamalla ura levyn läpi jyrsimellä. Laminoi sitten kuoret takaisin jäljelle jääneen päälle. Tuloksena on levy, joka on paikallisesti ohuempi kuin muu osa paneelia tai ontto määritellyn reitin suuntaisesti.

Poistettava osa on yhtä tärkeä kuin jäljelle jäävä osa. Jos tasku jyrsitään vain ytimeen ja prepreg-kalvot pysyvät kiinnitettyinä päällä, jyrsintätyökalu kulkee ytimen läpi ja pysähtyy, mikä säilyttää yhtenäisen ulkopinnan komponenteille ja liittimille. Jos ontelo koneistetaan valmiin paneelin ulkopuolelta, työkalun on mentävä kupari- ja prepreg-kerroksen läpi, minkä vuoksi piirustuksessa on yleensä ilmoitettava, onko ontelo avoin vai suljettu ja mitkä kerrokset päättyvät sen sisään.

Tästä seuraa suoraan kaksi seurausta. Ensinnäkin kaikki ontelon sisäpuolelle päättyvät kerrokset on reititettävä taskun ympärille, joten ontelon ääriviivat on sisällytettävä suojaksi. Toiseksi jyrsitty tasku jättää taskun seinämään kuparireunat. Jos seinämä on maatasoalueen sisällä, kupari ei ole enää siellä jatkuvaa, ja suunnittelussa on otettava se huomioon sen sijaan, että oletettaisiin kiinteä referenssitaso.

Ontelopiirilevyjen tyypit ja niiden valmistusvaatimukset

Termi ”ontelolevy” kattaa useita eri rakenteita. Ne eivät ole keskenään vaihdettavissa, ja väärän rakenteen määrittäminen on yleisin syy siihen, miksi ontelotarjous on paljon odotettua korkeampi.

Sokea tasku ja läpivientiontelo käyttäytyvät taideteoksessa hyvin eri tavalla. Läpinäkyvä ontelo jakaa levyn alueisiin, jotka on mekaanisesti sidottava yhteen, yleensä jättämällä materiaalisiltoja tai laminoimalla uudelleen yhtenäisiä kalvoja. Tämä on rakenteellinen päätös, joka määrittää, onko osa toteutettavissa.

Syvennyksen piirilevysuunnittelun vaatimukset piirilevyn lujuudelle ja syvyydelle

Piirilevyn laminaatti on kuituvahvisteista komposiittia, ja sen jäykkyys tulee ytimen läpi kulkevasta lasikuidusta. Jyrsintä poistaa tämän vahvikkeen leikkaussuunnassa. Levyn poikki kulkeva leveä, yhtenäinen ura voi taipua pultatun jäähdytysrivan tai liittimen työntövoiman kuormien alla, ja kosteassa ympäristössä pienennetty poikkileikkaus heikentää myös kuorien ja jäljellä olevan ytimen välistä liitosta.

Tässä rakenteessa on yleisiä kolme käytäntöä, ja kaikki kolme kuuluvat piirustukseen eivätkä valmistajan harkintaan:

• Materiaalisillat: ydinpalat jätetään paikoilleen ontelon poikki, jotta leikkaus ei kulje koko leveydeltä. Nämä ovat vakiomenetelmä ontelolevyn halkeamisen estämiseksi kahteen osaan.
• Jatkuvat nahatulommat prepreg-kerrokset eivät katkea, joten levy säilyttää taivutuspinnan, vaikka ydin poistettaisiin. Jos ontelo on avoin molemmilta puolilta, on jälkikäteen lisättävä ulkoinen kuori, mikä muuttaa paksuutta kyseisessä kohdassa.
• Kulman säteetJyrsityn taskun sisäinen terävä nurkka on jännityksen keskittymä ja delaminaation alkamiskohta. Sädearvot ilmaistaan ​​piirustuksessa yleensä minimisäteenä tarkan mitan sijaan.

Jäykkyys voidaan tarkistaa ennen kokoamista. Jos piirilevyssäsi on ontelo ja siihen kiinnitetään raskas komponentti, kuvaile kiinnitysmenetelmä ja kiinnitysmomentti tarjouspyynnössä, koska ruuvinreiän ympärillä oleva paikallinen laakerijännitys on usein rajatapaus eikä levyn kokonaisjäykkyys. Tässä tapauksessa kokoonpanon mekaaninen piirustus, eikä vain piirilevyn kuvitus, antaa valmistajalle tarvittavat tiedot. Sama perustelu pätee kiinnitys- ja momenttikysymyksiin, joita käsitellään piirilevyjen mekaanisen suunnittelun sivullamme.

RF-ontelopiirilevyjen suunnittelu maatasoille ja korkeataajuuspiireille

Onteloiden rakenne saa suurimman osan arvostaan ​​radiotaajuisessa tilassa (RF), ja se aiheuttaa myös hienovaraisimmat viat. Jyrsitty ontelo poistaa kuparia taskun sisäkerroksista, mikä tarkoittaa, että kyseisen alueen alla oleva referenssitaso keskeytyy. Ontelossa, joka muodostaa osan resonaattorista, suodattimesta tai oskillaattorista, tämä keskeytys on olennainen osa: ontelon mitat asettavat resonanssitaajuuden ja metalliraja määrittelee moodin. Ontelossa, jonka ei ole tarkoitus resonoida, sama keskeytys tarvitsee silti määritellyn rajan, tai rakenne säteilee ja kytkeytyy arvaamattomasti.

Tulosta ohjaa kolme parametria, ja kaikki kolme on ilmoitettava:

• Ontelon syvyys, joka on resonanssitilan dielektrinen korkeus. Sekä reititystoleranssi että pinnan paksuus vaikuttavat tähän, joten syvyystoleranssin on oltava tiukempi kuin ulkolevyn paksuuden toleranssi.
• Metallirajan määritelmä: onko ontelon määrittämä jäljellä oleva kupariseinä, pinnoitettu ura vai taskuun koottu erillinen metalliosa. Nämä eivät ole radiotaajuustermien mukaan samanarvoisia.
• Dielektrinen materiaali ontelon sisälläYtimen hartsin ja täyteaineen Dk- ja Df-arvot ovat erilaiset kuin prepreg-kuorilla, joten molempien läpi ulottuva ontelo voi siirtää resonanssitaajuutta suhteessa yhteen materiaaliin perustuvaan laskelmaan.

Tästä syystä ontelolevyt määritetään yleensä RF-materiaalijärjestelmän rinnalla yleisen FR-4-järjestelmän sijaan. RF- ja mikroaaltopiirilevyjen valmistusohjeissamme selitetään, miten pinoaminen ja materiaalivalinnat vuorovaikuttavat impedanssin kanssa, ja itse materiaaliperheitä vertaillaan mikroaaltopiirilevymateriaaleissamme . Jos suunnittelussa on onteloresonaattori yleisen RF-levyn sijaan, materiaali ja ontelotoleranssi ovat kaksi asiaa, jotka kannattaa sopia valmistajan kanssa ennen kuvituksen julkaisua.

Ontelopiirilevyjen valmistusprosessi ja tarkastus

Ontelolevy ei ole standardirakenne, jossa on ylimääräinen vaihe. Jyrsintä on sijoitettava suhteessa jo tehtyihin kerroksiin, ja se rajoittaa koko järjestystä.

Käytännössä tämä tarkoittaa, että ontelon syvyys on jyrsitty mitta kahden laminoitun pinnan välissä, ja se mitataan pinnoituksen ja viimeistelyn jälkeen. Jos suunnittelussa tarvitaan tiukempi syvyystoleranssi kuin mitä jyrsintä ja pinnoitus pystyvät pitämään, vastaus on yleensä siirtää ontelo mekaaniseen osaan sen sijaan, että pyydettäisiin valmistajalta tiukempaa leikkausta. Leikkaustoleranssikysymykset ovat osa piirilevyjen laminointiprosessiimme kuuluvaa tiedoston valmistelua.

Ontelopiirilevy vs. upotettu alusta: Keskeiset erot

Molemmat lähestymistavat asettavat jotakin piirilevyn sisään, ja ne sekoitetaan usein erittelyvaiheessa. Ne eroavat toisistaan ​​siinä, mitä piirilevy sisältää ja mitä valmistajan on tehtävä.

Jos tarkoituksena on sijoittaa RF-moduuli tai pieni piirilevy levyn sisään, upotetun substraatin reitti on yleensä hallitumpi, ja sitä käsitellään tarkemmin upotetun substraatin piirilevyrakenteessamme . Jos tarkoituksena on luoda RF-tilavuus tai upottaa erillinen osa, ontelorakentaminen on oikea työkalu.

Onteloiden piirilevyjen suunnitteluohjeet DFM-tarkastelua varten

Nämä ovat sääntöjä, jotka useimmiten pakottavat uudelleenpiirron prosessin muuttamisen sijaan:

• Taskun seinämän etäisyys kupariin. Kun taskun seinämä päättyy pinnoitettuun läpivientiin tai tasoon, jäljellä olevan rengasmaisen materiaalin on kestettävä toinen laminointijakso. Liian lähellä taskun reunaa oleva läpivienti näkyy seinämässä eikä pinnoitus peitä sitä samalla tavalla kuin normaalia läpivientiä.
• Tuki taskun pohjan alla. Jos tasku jyrsitään ytimeen ja ontelon pohja jätetään laajalta alueelta tukemattomaksi, se romahtaa tai delaminoituu toisen puristusjakson aikana.
• Jyrsintävaiheen ja taideteoksen välinen rekisteröinti. Taskun sijainti on sidottava taideteokseen valmistajan omalla prosessilla, ja toleranssi on ilmoitettava suhteessa tärkeisiin ominaisuuksiin, kuten läpivientimatriisiin tai liittimen jalanjälkeen.
• Työkalujen käyttö ja paneelit. Jyrsimen on ulotuttava taskuun. Tasku lähellä paneelin reunaa tai levy, joka on jyrsittävä ennen panelointia tai sen jälkeen, muuttaa paneelin asettelua. Meidän Piirilevypaneelit kattaa, miten paneelistrategiat vaikuttavat jyrsintävaiheisiin ja mihin kiinnikkeet on sijoitettava.
• Koplanaarisuus iholla. Jos komponentit ovat taskun päällä, pinnan on pysyttävä tasaisena komponentin oman toleranssin rajoissa, mikä rajoittaa pinnan ohuutta ja paneelin liikkumista syklien välillä.

Suurin osa näistä on tavanomaisia ​​DFM-näkökohtia, joita sovelletaan epätavalliseen geometriaan. Piirilevysuunnittelun valmistettavuuskatsaus (DFM) kattaa vakiosäännöt, ja onteloiden rakentaminen kannattaa käydä läpi kokonaisuudessaan, koska reititysvaihe on vuorovaikutuksessa useiden normaalisääntöjen kanssa samanaikaisesti.

Ontelopiirilevyn tarjousvaatimukset: Syvyys, koko ja toleranssit

Useimmat ontelolevyn hintayllätykset johtuvat tiedoista, joita ei koskaan ollut piirustuksissa. Seuraava lista kattaa sen, mitä valmistaja tarvitsee voidakseen hinnoitella rakenteen arvailematta:

• Pinoaminen onteloasennossa. Kerrosten nimet, materiaali, kuparin ja prepregin paksuus sekä selkeä selvitys siitä, mistä kerroksesta tasku on jyrsitty ja kuinka syvä se on mitattuna ilmoitetusta vertailupinnasta.
• Poikkileikkauskuva ontelosta. Tämä yksittäinen näkymä ratkaisee enemmän epäselvyyksiä kuin muistiinpanosivu. Sen pitäisi näyttää taskun pohja, sen yläpuolella olevat pinnat ja kaikki seinään päättyvät kuparit.
• Ontelon syvyyden toleranssi, ja onko kyseessä molemminpuolinen vai täydellinen indikaatiovaatimus.
• Seinien käsittely. Jätetäänkö taskun seinämä paljaaksi laminaatiksi, pinnoitetaanko se vai peitetäänkö se erillisellä metalliosalla. Tämä muuttaa sekä radiotaajuuskäyttäytymistä että korroosiosuojausta.
• Sillan ja tuen yksityiskohdattai nimenomaista lupaa sille, että valmistaja ehdottaa niitä omien työkalujensa perusteella.
• Materiaalijärjestelmä, varsinkin jos ontelo on osa RF-rakennetta, jossa sekä ytimen että prepregin Dk ja Df vaikuttavat laskelmaan.
• Mekaaninen kuormitus. Jos jokin kokoonpanon osa kuormittaa taskualuetta, ilmoita kiinnittimen kiristysmomentti ja kuormitustapaus.
• Hyväksymiskriteerit. Mitä vasten ontelo on mitattava, ja tehdäänkö tarkistus leikkaus-, koordinaattimittaus- vai RF-testillä valmiille levylle.

Pinoamisdokumentaation käytännöt ja niiden kirjoittaminen käsitellään piirilevyjen pinoamissuunnittelussamme ja laminaattipuolen osalta laminaattirakenteen yleiskatsauksessamme.

Ontelopiirilevyjen valmistaja prototyyppejä ja tuotantoa varten

Highleap voi tukea räätälöityjä onteloiden piirilevyjen valmistusprojekteja , joissa onteloiden geometria ja materiaalien yhdistelmä voidaan sovittaa sovittuun valmistusreittiin. Tarkistamme onteloiden piirilevyjen prototyypit sekä tuotantotiedustelut, ja vaadittu tarkastuslaajuus määritellään ennen julkaisua. Tavoitteena on tunnistaa kriittiset mitat ja prosessioletukset varhaisessa vaiheessa – ei tarjota yleistä taskuoperaatiota, joka ei välttämättä täytä valmiin piirilevyn vaatimuksia.

Kun pyydät tarjousta onteloiden piirilevyjen valmistuksesta , sisällytä tarjoukseen valmiin levyn paksuus, onteloiden pituus ja leveys, syvyystoleranssi, kulman säde, onteloiden sijainti, paljaan kerroksen vaatimukset ja määrä. RF-onteloiden piirilevyjen suunnittelussa määritä maatason rajoittimet, metalliraja ja mahdolliset säädettävät syvyys- tai sähköiset vaatimukset. Komponenttien väleille onteloille liitä mukaan komponentin ääriviivat ja mekaaninen kokoonpanopiirustus.

Highleap voi myös tarkastella laajempaa piirilevyrakennetta piirilevyjen valmistuspalveluidemme kautta , kun taas projektit, joissa yhdistyvät ontelo-ominaisuudet vaativiin RF-pinoamiseen, saattavat myös vaatia korkeataajuisten piirilevyjen valmistusvaihtoehtojemme tarkastelua. Lähetä tiedostosi piirilevytarjouspyynnön kautta ja tunnista toiminnan kannalta kriittiset ontelo-ominaisuudet.

• Tarjouspaketti: Gerber- tai ODB++-tiedostot, poraustiedostot, pinoamiskaavio, mittapiirustus ontelosta, syvyystoleranssi, määrä ja vaaditut tarkastuspöytäkirjat.

Usein kysytyt kysymykset piirilevyjen valmistuksesta

Voidaanko ontelolevy koota kuten tavallinen levy?

Kyllä, jos ontelon päällä olevat ulkopinnat ovat yhtenäiset ja riittävän tasaiset kokoonpanoprosessia varten. Jos ontelo on avoin yläpinnalta, alue tarvitsee mekaanista tukea kotelosta tai erillisestä kannesta, ja kokoonpanopiirustuksessa on mainittava tämä. Tavallinen SMT-levy sopii ulkopinnoille; ontelo, joka katkaisee yläkuparipinnan, rajoittaa komponenttien sijoituspaikkaa.

Vaikuttaako ontelon jyrsintä muiden kerrosten sähköiseen suorituskykyyn?

Se voi olla mahdollista. Taskun seinämän läpi leikattu kupari ei enää ole jatkuva virtareitti, ja kaikki taskun ylä- tai alapuolella kulkevat kerrokset näkevät muuttuneen dielektrisen ympäristön. Sähköinen vaikutus riippuu muuttuneen kerroksen geometriasta, paluuvirran reitistä, signaalitaajuudesta ja ontelon rajapinnasta. RF- ja suurnopeussuunnittelussa tulisi arvioida ontelo sähköisessä mallissa sen sijaan, että oletettaisiin ominaisuuden olevan puhtaasti mekaaninen.

Mikä on tavanomaisen läpimenoajan vaikutus?

Onteloiden rakentaminen lisää jyrsintäoperaation, toisen laminointisyklin ja lisätarkastuksen jokaisessa vaiheessa, joten sitä pidetään yleensä pidempänä kuin vastaavaa onteloimatonta levyä. Lisäaika riippuu enemmän laminointisyklien määrästä ja paneelien järjestelystä kuin taskun koosta. Jos aikataulu on kiinteä, mainitse se tarjouspyynnössä, koska prosessireitti voidaan joskus järjestää sen ympärille.

Voiko ontelolevyn rakentaa haudatuilla tai sokeilla reikillä?

Kyllä. Rajoituksena on, että reikien on pysyttävä riittävän kaukana taskun seinämästä, jotta ne pysyvät pinnoitettuina ja peitettyinä toisen laminointisyklin jälkeen, ja kaikki ontelon sisäpuolelle päättyvät reiät on määriteltävä nimenomaisesti eikä jätettävä tulkinnan varaan.

Miten kuopan syvyys tarkistetaan?

Mittaamalla valmiin levyn, tyypillisesti taskun pohjan koordinaattimittauksella suhteessa vertailupintaan, ja näytteen perusteella poikkileikkauksella. Jos syvyystoleranssi on kriittinen RF-suorituskyvyn kannalta, pyydä mittausmenetelmä ja näytesuunnitelma tarjouksessa sen sijaan, että olettaisi sen.