HDI-piirilevyn CAM-työnkulku | Määritä SMD-, läpivienti- ja poraussäännöt

HDI-piirilevyjen CAM-tuotanto on yksi piirilevyjen valmistuksen teknisesti vaativimmista alueista . Lisääntyvien IC-integraatio- ja tiheäkokoonpanovaatimusten myötä HDI-mobiililevyillä on usein monimutkaiset ääriviivat, tiheä reititys ja tiiviit läpivientijärjestelyt.

Nämä haasteet tekevät CAM-prosessoinnista aikaa vievää ja virhealtista – erityisesti korkean laadun ja nopean toimituksen paineen alla. Tässä artikkelissa jaetaan käytännön näkemyksiä pintalevyjen, sokkoreikien, juotosmaskien ja muodon käsittelystä HDI-piirilevyjen CAM-työnkuluissa, perustuen käytännön tuotantokokemuksiin.

SMD-tyynyjen määrittely HDI-piirilevyjen CAM-työnkuluissa

HDI-piirilevyjen CAM-prosessoinnissa tarkka SMD-pinnan asennuslaitteen (Surface Mount Device) määrittely on ensimmäinen kriittinen vaihe. Piirilevyjen valmistuksen aikana prosessit, kuten grafiikan siirto ja etsaus, voivat muuttaa lopullisia kuparin ominaisuuksia. Asiakkaan hyväksyntästandardien noudattamisen varmistamiseksi CAM-insinöörien on tehtävä kompensaatiosäätöjä sekä juotosjohtimille että SMD-johtimille erikseen. SMD-johtimien virheellinen määrittely voi johtaa alikokoisiin tai puuttuviin johdinpintoihin, mikä vaikuttaa suoraan juotettavuuteen ja kokoonpanon luotettavuuteen.

CSP-tyynyjen ja sokkoreikien käsittely HDI-mobiililevyissä

Monissa HDI-mobiililevysuunnitteluissa käytetään 0.5 mm:n siruskaalapaketteja (CSP), joiden liitäntätyynyjen halkaisija on jopa 0.3 mm. Joissakin tapauksissa nämä CSP-liitäntätyynyt menevät päällekkäin sokeiden läpivientityynyjen kanssa, joiden molempien koko on täsmälleen 0.3 mm. Tämä voi johtaa virheelliseen kohdistukseen tai tyynyjen yhdistymiseen, jos niitä ei käsitellä oikein CAM-tekniikalla.

Genesis2000:n avulla voit estää nämä ongelmat seuraavilla toimilla:

Vaiheittainen SMD-määritelmä Genesis2000:ssa

1. Sulje kaikki sokeisiin ja maahan haudattuihin reikiin liittyvät porauskerrokset.
2. Määrittele pintakäsittelylaitteet asiakkaan suunnitteluvaatimusten perusteella.
3. Käytä OminaisuudetSuodatinponnahdusikkuna ja Viitteiden valintaikkuna funktioita CSP:hen liittyvien tyynyjen paikantamiseen sekä ylä- että alakerroksista ja niiden siirtämiseen väliaikaisiin kerroksiin (t kerros huippua varten, b-kerros pohjaa varten).
4. In t kerros, poista kaikki 0.3 mm:n tyynyt, jotka ovat päällekkäin sokeiden reikien kanssa, ja poista tarpeettomat CSP-tyynyt alkuperäisestä ylimmästä kerroksesta.
5. Rakenna CSP-liitäntätyynyt manuaalisesti uudelleen määritetyn liitäntätyynyjen koon, sijainnin ja lukumäärän mukaisesti ja määritä ne sitten pintalevyiksi (SMD). Kopioi korjatut liitäntätyynyt takaisin päällimmäiselle tasolle (TOP) ja lisää vastaavat läpivientityynyt tarvittaessa.
6. Toista sama prosessi b-kerros.
7. Lopuksi skannaa Gerber-tiedostot löytääksesi puuttuvat tai kahdentuneet SMD:t.

Tämän optimoidun CAM-prosessin edut

Verrattuna perinteisiin CAM-menetelmiin, tämä kohdennettu HDI-piirilevyjen CAM-menetelmä tarjoaa:

• Selkeä työnkulku tiheiden HDI-mallien pinta-alan piirilevyjen määrittelyyn
• Vähemmän käsittelyvaiheita, mikä vähentää aikaa ja manuaalisia virheitä
• Parempi yhteensopivuus sokeiden läpivientien ja CSP-tyynyjen päällekkäisyyden kanssa
• Parannettu tarkkuus ja ensikierron tuotto

Ei-toiminnallisten tyynyjen poistaminen HDI-piirilevyn CAM-moduulista

Toinen tärkeä operaatio HDI-piirilevyjen CAM-työnkuluissa on ei-toiminnallisten liitäntäpisteiden (NFP) poistaminen – liitäntäpisteet, jotka eivät ole yhteydessä mihinkään verkkoon tietyillä kerroksilla. Nämä liitäntäpisteet voivat vaikuttaa signaalin eheyteen, lisätä kerrosten monimutkaisuutta ja aiheuttaa valmistushaasteita, erityisesti tiheissä HDI-mobiililevysuunnitteluissa.

Käyttämällä esimerkkinä tyypillistä 8-kerroksista HDI-piirilevyä , CAM-prosessi sisältää kaksi pääasiallista NFP-poistovaihetta:

Vaiheittainen NFP:n poisto CAM:ssa

1. Poista metallittomat reikätyynyt ylä- ja alakerroksista käyttämällä NFPRovel toiminto.
2. Poista kautta liittyvät NFP:t:
   • Sulje kaikki porauskerrokset paitsi läpiviennit
   • Asettaa Poista poraamattomat tyynyt in NFPRovel EI:lle
   • Poista toimimattomat tyynyt kerroksista 2–7
3. Poista haudattu NFP:ien kautta:
   • Sulje kaikki porauskerrokset paitsi haudatut reiät
   • Jälleen kerran, asetettu Poista poraamattomat tyynyt EI:lle
   • Poista toimimattomat tyynyt kerroksista 3–6

Tämä prosessi varmistaa puhtaat sisäiset kerrokset ja auttaa vähentämään tarpeettomia kuparipiirteitä, mikä voi parantaa syövytyksen tasaisuutta ja minimoida valmistusriskit.

Miksi tämä NFP-poistomenetelmä toimii HDI CAM:lle

Tämä menetelmä sopii erityisesti CAM-insinööreille, jotka käsittelevät monikerroksisia HDI-piirilevymalleja, koska:

• Se käyttää selkeää kerrospohjaista työnkulkua, joka on helppo oppia ja toteuttaa
• Yhteensopiva Genesis2000 CAM -ohjelmiston kanssa
• Vähentää sisäistä kuparihäiriötä, mikä on olennaista hienoviivaetsauksessa ja laserkohdistuksessa

CAM-operaattoreille – erityisesti niille, jotka ovat uusia HDI-pinoamisprosessissa – tämä vaiheittainen menetelmä tarjoaa yksinkertaisen ja tehokkaan lähestymistavan toimimattomien tyynyjen poistamiseen.

Laserporaus HDI-piirilevyjen CAM-käsittelyssä

Laserporaus on tärkeä vaihe HDI-piirilevyjen CAM-tekniikassa, erityisesti tiheiden, tyypillisesti noin 0.1 mm:n halkaisijaltaan olevien umpireikien luomisessa. Tuotantoprosessissamme käytämme CO₂-lasertekniikkaa, joka on tehokas orgaanisten materiaalien, kuten RCC:n tai PI:n, poraamiseen, mutta ei kuparifolion poraamiseen kuparin korkean sulamispisteen ja alhaisen infrapunasäteilyn absorption vuoksi.

Konformaalisen maskin käyttö CO₂-laserkäsittelyssä

Koska CO₂-laserit eivät pysty polttamaan kuparia, CAM-tekniikassa käytetään konformaalista maskiprosessia. Tämä tarkoittaa kuparifolion syövyttämistä laserilla porattujen läpivientikohtien kohdalla, jotta laser pääsee suoraan dielektriseen kerrokseen. Tämän prosessin tukemiseksi CAM-insinöörien on luotava valotusreikäfilmi läpivientireikien sijaintien perusteella datan valmistelun aikana.

CAM-poratarkastukset suunnittelusääntöjen varmistamiseksi

Rakenteellisen eheyden säilyttämiseksi ja sen varmistamiseksi, että kuparifolio pysyy ulkokerrosten pohjalla, sokeiden ja haudattujen reikien välisen vähimmäisetäisyyden on oltava vähintään 4 milliä. Genesis2000:ssa CAM-insinöörit voivat suorittaa tämän validoinnin seuraavalla polulla:

Analyysi → Valmistus → Levyn poraustarkastukset

Tämä auttaa havaitsemaan ja merkitsemään reikien välistyksen puutteita, jotka voisivat muuten johtaa porausvirheisiin tai virheelliseen reikien muodostumiseen valmistuksen aikana.

Laserporauksen sisällyttäminen HDI-piirilevyjen CAM-työnkulkuihin vaatii sekä materiaalitietämystä että ohjelmiston validointia. CO₂-laserin käyttö yhdessä konformaalisen maskauksen ja huolellisten CAM-sääntöjen tarkistusten kanssa varmistaa tarkkuuden ja prosessiluotettavuuden tiheissä HDI-mobiililevyissä.

Reikien tulppaus ja juotosmaskin käsittely HDI-piirilevyjen CAM-piireissä

HDI-piirilevyjen CAM-työnkulussa ulkokerroksissa käytetään tyypillisesti RCC-materiaaleja (hartsipäällystettyjä kupareita), joissa on ohuet dielektriset kerrokset ja alhainen hartsipitoisuus. Kokeellisten tietojen mukaan, kun valmiin levyn paksuus ylittää 0.8 mm ja metalloidun uran mitat ovat ≥ 0.8 mm × 2.0 mm tai metalloidun reiän halkaisija on ≥ 1.2 mm, on valmisteltava kaksi sarjaa tulppausreikien viiloja. Tämä tarkoittaa, että reiät on tulpattava kahdesti:

• Sisäkerroksissa käytetään hartsikaapimista ja tulppausta.
• Ulkokerrokset tiivistetään suoraan juotosmaskimusteella ennen juotosmaskin levittämistä.

SMD-tyynyjen lähellä olevien reikien haasteet juotosmaskiprosessin aikana

Juotosmaskin tuotantoprosessissa SMD-alustojen päällä tai niiden lähellä sijaitsevat reiät aiheuttavat mustevuotoriskin juotosmaskin paljastuessa. Koska asiakkaat yleensä vaativat kaikkien reikien tulppaamista, CAM-insinöörien on hallittava reikien sijoittelua ja juotosmaskin aukkoja huolellisesti juotosmaskin virheiden välttämiseksi.

CAM-ratkaisut läpivientien ja juotosmaskien vuorovaikutukseen

Yleinen CAM-menetelmä on:

• Siirrä läpiviennit pois SMD-kontaktialustoista, jos mahdollista, päällekkäisyyden välttämiseksi.
• Jos reikiä ei voida siirtää, käytä jotakin seuraavista juotosmaskin säädöistä:
  • Lisää juotosmaskilla peitettyihin reikiin läpinäkyviä pisteitä juotosmaskikerrokseen, jotka ovat kooltaan 3 milliä pienempiä kuin toisella puolella oleva valmis reikä.
  • Lisää juotosmaskin aukkoa koskettaviin reikiin läpinäkyviä pisteitä, jotka ovat toisella puolella 3 millimetriä suurempia kuin valmis reikä. (Tätä käytetään, kun asiakkaat sallivat pienen juotosmaskin musteen peittymisen alustalla.)

Tulppausreikien ja juotosmaskikerrosten asianmukainen käsittely HDI-piirilevyn CAM-prosessissa on välttämätöntä valmistuslaadun ja juotosliitosten luotettavuuden varmistamiseksi, erityisesti tiheissä malleissa, joissa on tiukka SMD- ja läpivientiasennus.

Muotoilu HDI-piirilevyjen CAM-paneelien suunnittelussa

HDI-piirilevyjen CAM-tuotannossa piirilevyt toimitetaan usein paneelimuodossa, jossa on monimutkaiset ja epästandardoidut ääriviivat. Asiakkaat toimittavat yleensä CAD-piirustuksen (yleensä .DWG -muodossa), joka sisältää paneelin ääriviivat, leimareiät, paikannusreiät ja optiset kohdistuspisteet.

Tehokas muodon tuonti DXF:n kautta Genesis2000:ssa

Sen sijaan, että paneelin ääriviivat piirrettäisiin manuaalisesti uudelleen Genesis2000:ssa, mikä on aikaa vievää ja virhealtista, CAM-insinöörit voivat yksinkertaistaa prosessia muuntamalla asiakkaan CAD-tiedoston:

1. Avaa .DWG tiedosto.
2. Käytä "Tallenna nimellä" -toimintoa ja muuta tiedostotyypiksi: AutoCAD R14/LT98/LT97 DXF (*.DXF)
3. Tuo Genesis2000-ohjelmaan .DXF tiedosto aivan kuten Gerber-tiedosto.

Tämän menetelmän avulla CAM-insinöörit voivat tarkasti ja tehokkaasti tuoda:

HDI-paneelien tuotannon edut

Tämä DXF-tuontitapa ei ainoastaan ​​paranna nopeutta, vaan myös vähentää mittavirheiden riskiä – erityisen arvokasta tarkkuusvaatimusten mukaisissa HDI-piirilevyissä. Se varmistaa tarkan kohdistuksen myöhemmissä poraus-, jyrsintä- ja kokoonpanoprosesseissa.

Ääriviivan jyrsintä HDI-piirilevyn CAM-ohjelmassa

HDI-piirilevyjen CAM-työstössä ääriviivojen jyrsintä on kriittinen vaihe. Ellei asiakas nimenomaisesti pyydä paljasta kuparia, vakiomuotoiset valmistuskäytännöt edellyttävät, että kuparifoliota vedetään hieman taaksepäin levyn reunasta. Tämä estää kuparin delaminaation tai kääntymisen jyrsinnän aikana.

Avointen virtapiirien riski kapeiden kuparipäiden vuoksi

Kuparin vetäminen taaksepäin voi kuitenkin luoda erittäin kapeita jälkiä reunan lähelle. Esimerkiksi jos kaksi kuparipäätä (A) ovat lähellä reunaa ja:

• Eivät kuulu samaan sähköverkkoon
• Ovat alle 3 millimetriä leveitä

Tuloksena oleva muoto voi olla valmistettavissa kelpaamaton ja johtaa avoimeen virtapiiriin. Tällaiset ongelmat eivät näy Genesis2000:n tavallisissa analyysiraporteissa.

CAM-ratkaisu: Toissijaisen verkon vertailu muokatulla reunan vetäytymisvoimalla

Tämän ongelman havaitsemiseksi ja ratkaisemiseksi tarvitaan toissijainen verkkovertailu:

1. Poista manuaalisesti vielä 3 milliä kuparia levyn reunasta sisäänpäin.
2. Suorita verkkovertailu uudelleen Genesis2000:ssa.
3. Tulkitse tulos:
   • Jos avointa virtapiiriä ei löydy: Kuparijohtimen kaksi päätä kuuluvat joko samaan verkkoon tai leveys leikkauksen jälkeen on ≥ 3 miliä, mikä on valmistettavissa.
   • Jos virtapiiri on avoin: kuparin leveys on liian kapea tai verkot ovat eristyksissä – levennä kuparifoliota varmistaaksesi liitettävyyden ja luotettavan tuotannon.

Tämä menetelmä tarjoaa käytännöllisen lähestymistavan HDI-piirilevyjen ääriviivajyrsinnän aikana ilmenevien huomaamattomien CAM-ongelmien estämiseen, saannon parantamiseen ja tuotantostandardien noudattamisen varmistamiseen.

Yhteenveto

Korkean integrointitason mikropiirien ja tiheän yhteenliitäntätekniikan kysyntä on nostanut HDI-levyt piirilevyvalmistuksen eturintamaan. Niiden monimutkaiset rakenteet ja tiheä johdotus asettavat kuitenkin merkittäviä haasteita CAM-tuotannossa, mikä usein johtaa viivästyksiin ja epätarkkuuksiin. Huippulaadun ja oikea-aikaisen toimituksen varmistamiseksi CAM-insinöörit ovat kehittäneet arvokasta tietoa jatkuvan harjoittelun ja tarkennuksen avulla.

Keskeisiä painopistealueita ovat tarkka SMD-määrittely, virtaviivainen ei-toiminnallinen tyynyn poisto, tarkat laserporaustekniikat, tulppien reikien ja juotosmaskien tehokas käsittely, optimoitu muotojen tuotanto ja huolellinen reunajyrsintä. Vastaamalla näihin haasteisiin järjestelmällisesti ja hyödyntämällä kehittyneitä CAM-strategioita, ammattilaiset voivat saavuttaa enemmän tehokkuutta ja tarkkuutta HDI-levytuotannossa. Tuloksena on korkealaatuisten piirilevyjen toimitus, jotka vastaavat markkinoiden muuttuviin vaatimuksiin.