Proces produkcji 10-warstwowej płytki PCB od DFM do inspekcji

Dziesięciowarstwowa płytka drukowana jest produkowana w kontrolowanej sekwencji, w której każda operacja wpływa na następną. Kompensacja grafiki warstwy wewnętrznej wpływa na dopasowanie po laminowaniu; laminowanie determinuje grubość dielektryka i ustawienie wierteł; wiercenie i usuwanie smug wpływają na przyczepność miedzi; platerowanie zmienia geometrię gotowego przewodnika; a końcowe testy elektryczne i strukturalne weryfikują, czy proces nie przekroczył limitu czasowego projektu. Traktowanie tych operacji jako niezależnej listy kontrolnej ukrywa najważniejszy fakt produkcyjny: wydajność wielowarstwowa jest generowana poprzez zarządzanie interfejsami między etapami.

W artykule opisano najpierw konwencjonalny, sztywny, dziesięciowarstwowy proces, a następnie wyjaśniono, gdzie różnią się konstrukcje HDI, sztywno-giętkie, mieszane i o specjalnych właściwościach. Nie przedstawiono jednej stałej temperatury prasy, jednej uniwersalnej prędkości wiercenia ani jednego obowiązkowego planu próbkowania, ponieważ parametry te zależą od wybranego systemu materiałowego, geometrii płyty, specyfikacji produktu i kwalifikowanego procesu produkcyjnego. Specyficzny dla projektu program śledzący jest tworzony po przeglądzie DFM i staje się kontrolną instrukcją produkcyjną.

Firma Highleap Electronics oferuje produkcję wielowarstwowych płytek PCB , ale klient i producent muszą wspólnie zdefiniować wymagania dotyczące stosu, tolerancji, struktury przelotek, klasy akceptacji oraz dokumentację. Szerszy przegląd inżynierii 10-warstwowych płytek PCB wyjaśnia opcje dotyczące stosu i zakupów; ta strona śledzi proces produkcji płytki.

Wersja inżynieryjna: Co należy rozwiązać przed rozpoczęciem produkcji

Produkcja nie rozpoczyna się wraz z otrzymaniem plików Gerber. Rozpoczyna się ona w momencie przekonwertowania danych wejściowych na zatwierdzony, wewnętrznie spójny pakiet produkcyjny. Najkosztowniejsze błędy w dziesięciowarstwach powstają przed naniesieniem obrazu: niezdefiniowana warstwa początkowa przelotek, szerokość ścieżki kolidująca z gotową miedzią, układ warstw, który nie zbliża się do wymaganej grubości, lub zamiennik materiału, który zmienia impedancję po zamrożeniu układu.

Zestaw danych jest zwykle wymagany

• Dane warstw Gerber X2, ODB++ lub IPC-2581 z jednoznaczną kolejnością warstw;
• Pliki wierceń i trasowania NC podzielone według typu otworu i warstwy początkowej/końcowej;
• rysunek wykonawczy z informacją o grubości końcowej, miedzi końcowej, obrysie płyty, tolerancjach, wykończeniu i wymaganiach akceptacyjnych;
• stos lub ograniczenia stosu, w tym warstwy odniesienia impedancji;
• tabela impedancji kontrolowanej z warstwą, geometrią, celem i tolerancją;
• notatki dotyczące wypełniania otworów przelotowych, wiercenia wstecznego, pogłębiania stożkowego, powlekania krawędzi, wykonywania otworów ząbkowanych lub frezowania głębokości, w stosownych przypadkach;
• specyfikacja materiałów i polityka zastępowania;
• wymagania dotyczące paneli lub tablic dostawczych;
• wymagania dotyczące znakowania, serializacji, identyfikowalności i raportowania;
• profil montażu lub specjalne wymagania dotyczące niezawodności, gdy mają wpływ na kwalifikację płytki drukowanej.

Kontrole CAM i DFM

Zespół CAM weryfikuje spójność listy połączeń, odstępy między wierceniem a miedzią, pola pierścieniowe, dopasowanie maski lutowniczej, odstępy między miedzią a krawędzią, trasowalność, rozmieszczenie kuponów, równowagę miedzi oraz interakcję między obrysem płytki a proponowanym panelem produkcyjnym. Struktury o kontrolowanej impedancji są przeliczane na podstawie proponowanych konstrukcji materiałowych i gotowej miedzi. Gdy dostawca zmieni szerokość linii lub odstępy, aby spełnić wymagania dotyczące impedancji, zmiana powinna zostać przesłana do zatwierdzenia, a nie bezczynnie wprowadzona do danych produkcyjnych.

W przypadku płytki dziesięciowarstwowej wynik DFM powinien odpowiadać co najmniej na pięć pytań:

1. Czy proponowany komin może zostać zbudowany zgodnie z grubością i tolerancją końcową?
2. Czy każda konstrukcja wiercona może spełnić wymagania dotyczące rejestracji, wymiarów pierścienia i współczynnika kształtu?
3. Czy po wykonaniu niezbędnego powlekania możliwe jest zachowanie wymaganej geometrii przewodnika?
4. Czy wartości impedancji są możliwe do osiągnięcia przy użyciu dostępnych materiałów konstrukcyjnych?
5. Czy określone testy i raporty odpowiadają klasie produktu i dokumentom zakupu?

Projektowanie paneli produkcyjnych

Pojedyncza płytka jest umieszczana w panelu produkcyjnym z otworami na narzędzia, tarczami rejestracyjnymi, miejscami na galwanizację, kuponami, strukturami testowymi i marginesami procesowymi. Orientacja panelu może wpływać na ruch wymiarowy, kierunek splotu szkła, wydajność frezowania oraz wyginanie/skręcanie. Panel to nie tylko sposób na umieszczenie większej liczby elementów na arkuszu; to narzędzie procesowe wykorzystywane przez urządzenia do obrazowania, wiercenia, galwanizacji i testowania.

Obrazowanie, trawienie i AOI warstwy wewnętrznej

Każdy wewnętrzny wzór miedzi zaczyna się na rdzeniu pokrytym miedzią. Rdzeń jest czyszczony, pokrywany fotorezystem, nanoszony jest obraz, wywoływany, trawiony i usuwany. Gotowa szerokość przewodnika jest wynikiem kompensacji grafiki, grubości miedzi, składu chemicznego rezystu, naświetlania, stanu wywoływacza, składu chemicznego środka trawiącego i dynamiki natrysku. Ogólnikowe stwierdzenie, że każda ścieżka jest utrzymywana w ramach jednej tolerancji, jest zatem mylące; wydajność zależy od geometrii i konstrukcji miedzi.

Przygotowanie i identyfikacja materiałów

Rdzenie są wydawane według rodzaju materiału, grubości, gramatury miedzi, rodzaju szkła i partii. Projekty z kontrolowanymi materiałami mogą wymagać pozytywnej identyfikacji i śledzenia partii przed rozpoczęciem obrazowania paneli. Zanieczyszczenia powierzchni, utlenianie lub uszkodzenia podczas przechowywania mogą zmniejszyć przyczepność fotorezystu i późniejszą wytrzymałość wiązania międzywarstwowego, dlatego wymagania dotyczące obchodzenia się z laminatem i wypalania muszą być zgodne z wytycznymi dostawcy laminatu oraz procedurami producenta.

Laserowe obrazowanie bezpośrednie

Bezpośrednie naświetlanie laserowe naświetla warstwę ochronną z grafiki cyfrowej i pozwala uniknąć błędów wymiarowych związanych z matrycami filmowymi. System dopasowuje wzór do docelowych elementów panelu i stosuje kompensację skali opartą na historii materiału i procesu. Zdolność rejestracji zależy od rozmiaru panelu, grubości rdzenia, stabilności materiału, jakości docelowej oraz używanego sprzętu; nie powinna być ograniczona do jednej uniwersalnej wartości mikrometra.

Trawienie i kompensacja przewodnika

Miedź w warstwie wewnętrznej jest chemicznie usuwana z obszarów niezabezpieczonych. Ponieważ trawienie narusza również ścianki boczne przewodnika, grafika CAM jest poszerzana o wartość odpowiadającą grubości miedzi i procesowi trawienia. Cienkie linie na grubszej miedzi wymagają większej kompensacji i mogą tworzyć profile trapezowe, wpływające na impedancję. To jeden z powodów, dla których nominalna szerokość linii w pliku projektowym niekoniecznie odpowiada ostatecznej szerokości grafiki produkcyjnej.

Zautomatyzowana inspekcja optyczna

AOI porównuje wytrawiony panel z zatwierdzonymi danymi cyfrowymi i sygnalizuje przerwy, zwarcia, wyszczerbienia, wypukłości, resztkową miedź i inne anomalie wzoru. AOI jest powszechnie stosowane do wszystkich paneli warstw wewnętrznych, ale akceptacja AOI nie stanowi dowodu na jakość dielektryka, integralność powłoki ani niezawodność gotowej płytki. Wykryte wady są weryfikowane w ramach kontrolowanych procedur. Zasady napraw powinny być określone przez fabryczny system jakości i wymagania klienta; naprawa ukrytego przewodnika nigdy nie może być uznana za akceptowalną w przypadku produktu o wysokiej niezawodności.

Obróbka wiązania, układanie i laminowanie

Po akceptacji warstwy wewnętrznej, powierzchnie miedzi są przygotowywane do połączenia z żywicą. Obróbka musi zapewnić przyczepność bez tworzenia nadmiernego profilu, który pogarszałby straty przewodnika przy dużych prędkościach. Konwencjonalne procesy tlenkowe, tlenkowo-redukcyjne i tlenkowo-alternatywne mogą być odpowiednie, jeśli zostaną odpowiednio dobrane do wybranego materiału.

Architektura Layup

Dziesięciowarstwowy stos może być zbudowany z kilku rdzeni i interfejsów prepregowych lub z kombinacji rdzeni i zewnętrznej folii miedzianej. Nie ma uniwersalnego wymogu „pięciu rdzeni”. Liczba rdzeni zależy od architektury stosu. Na przykład, niektóre projekty wykorzystują cztery dwustronne rdzenie dla warstw L2-L9 oraz folię zewnętrzną, podczas gdy inne wykorzystują różne pary rdzeni, aby kontrolować dostępność dielektryczną lub konstrukcję przelotek zakopanych. Arkusz układu warstw musi dokładnie odpowiadać zatwierdzonej kolejności warstw i określać materiał, rodzaj szkła, zawartość żywicy, miedź i orientację dla każdego interfejsu.

Dlaczego receptura prasy stałej jest błędna

Temperatura prasy, ciśnienie, próżnia, rampa, czas oczekiwania i schładzanie są dobierane na podstawie wymagań dostawcy laminatu dotyczących utwardzania oraz receptury producenta. Ogólne stwierdzenie, takie jak „200°C, 350 psi przez 90 minut”, nie jest odpowiednie w przypadku systemów FR-4 o wysokiej temperaturze zeszklenia (Tg), systemów PPE o niskiej stratności, poliimidu, hybryd na bazie PTFE ani konstrukcji mieszanych. Cykl utwardzania musi zapewniać przepływ żywicy, usuwanie pustych przestrzeni i pełne utwardzenie bez nadmiernego wyciskania, niedoboru żywicy lub niekontrolowanej zmiany wymiarów.

Sterowanie laminowaniem

• weryfikacja materiałów i partii przed układaniem;
• postępowanie w pomieszczeniu czystym lub środowisku kontrolowanym, odpowiednie do procesu;
• orientacja w księgach i przegląd bilansu miedzi;
• monitorowanie podciśnienia i profilu ciśnienia;
• prognozowanie przepływu i grubości żywicy;
• kontrola celu rejestracji po druku;
• kontrola grubości gotowego panelu oraz wygięcia/skręcenia;
• w razie potrzeby sekcje kuponowe lub pierwszego artykułu.

Typowe wady laminowania

Pustki mogą być spowodowane uwięzionym powietrzem, zanieczyszczeniem lub niedostatecznym przepływem żywicy. Niedobór żywicy występuje, gdy gęsta miedź, duże wypełnienia lub nadmierne ciśnienie powodują niedostateczne właściwości dielektryczne. Rozwarstwienie może wynikać z niedostatecznego przygotowania powierzchni, wilgoci, niekompatybilnych materiałów lub nieprawidłowego utwardzania. Nadmierny przepływ żywicy może zmienić grubość i impedancję dielektryka. Nieprawidłowe pasowanie warstwy wewnętrznej może wynikać ze skalowania grafiki, obróbki, ruchu paneli lub asymetrycznej konstrukcji. Każda wada ma inną przyczynę; żadnej nie można rozwiązać, podając wyłącznie wyższą nominalną temperaturę zeszklenia (Tg).

Wiercenie mechaniczne, wiercenie laserowe i funkcje kontroli głębokości

Wiercenie ustala geometrię połączeń międzywarstwowych. Dane produkcyjne powinny oddzielać otwory przelotowe platerowane, otwory niemetalizowane, otwory zakopane, nieprzelotowe otwory mechaniczne, mikrootwory laserowe, nawierty wsteczne, pogłębienia stożkowe i ścieżki o kontrolowanej głębokości. Połączenie tych elementów w jedną, niezróżnicowaną tabelę wiertarską jest częstym źródłem pytań produkcyjnych i nieprawidłowego oprzyrządowania.

Wiercenie mechaniczne

Narzędzia węglikowe dobiera się na podstawie rozmiaru gotowego otworu, materiału, układu paneli, wymaganej jakości ścianek i tolerancji położenia. Prędkość obrotowa wrzeciona, posuw wgłębny, obciążenie wiórem, materiały podporowe i wejściowe to zmienne procesowe, a nie wartości stałe. Bardzo małe wiertła mechaniczne mogą wymagać mniejszego układu paneli i krótszej żywotności narzędzia. Materiały z wypełnieniem ceramicznym lub wysokoczęstotliwościowe mogą zwiększać zużycie i wymagać innej geometrii narzędzia. Dostawca musi również uwzględnić naddatek na powlekanie: średnica otworu po powlekaniu jest większa niż średnica gotowego otworu po powlekaniu.

Rejestracja wiertła i rozmaz

Wywiercony otwór musi pozostać wewnątrz obszaru przechwytywania warstwy wewnętrznej po połączeniu wszystkich tolerancji obrazowania, laminowania i wiercenia. Grube płytki, małe otwory i duża liczba warstw zmniejszają dostępny margines pierścienia. Ciepło i działanie mechaniczne podczas wiercenia mogą rozmazywać żywicę na odsłoniętej warstwie miedzianej, dlatego przygotowanie ścianek otworu jest niezbędne przed metalizacją.

Wiercenie laserowe

Mikrootwory HDI są zazwyczaj formowane za pomocą CO2, UV lub łączonych procesów laserowych, dobranych do struktury dielektrycznej i miedzianej. Systemy CO2 są szeroko stosowane do dielektryków na bazie żywic, często z przygotowaniem otworów w miedzi; UV umożliwia precyzyjną kontrolę obróbki miedzi i dielektryków. Wybór najlepszej metody zależy od rozmiaru otworu, docelowej głębokości, wzmocnienia, metody otwierania otworów w miedzi, przepustowości i wykwalifikowanego sprzętu. Blanket twierdzi, że dla danej średnicy nominalnej zawsze wymagana jest jedna długość fali, dlatego należy unikać.

Wiercenie wsteczne

Wiercenie wsteczne usuwa niewykorzystaną część metalizowanego otworu przelotowego, gdy znane są połączenia warstw płytki. Średnica narzędzia, strona wejścia, głębokość zatrzymania i dopuszczalny pozostały odcinek oporowy muszą zostać udokumentowane. Osiągalny pozostały odcinek oporowy zależy od położenia warstwy, grubości płytki, metody kontroli głębokości, rejestracji i weryfikacji. Uniwersalna zasada „cztery mile od warstwy sygnałowej” nie jest odpowiednia; projekt wymaga bezpiecznego odstępu od warstwy łączonej, jednocześnie spełniając cel odcinka oporowego kanału.

Inne funkcje kontrolowanej głębokości

Pogłębienia, zagłębienia, wnęki, kieszenie na monety i kanały frezowane na głębokość wymagają osobnych danych mechanicznych i definicji tolerancji. Ich kolejność może mieć wpływ na powłokę, maskę lutowniczą i profil końcowy. Opis głębokości powinien określać powierzchnię bazową, docelową głębokość lub pozostałą grubość, tolerancję oraz to, czy element jest pokryty powłoką.

Desmear, miedź bezprądowa i galwanizacja

Po wywierceniu, ścianka otworu staje się nieprzewodząca i może zawierać pozostałości żywicy, wystające fragmenty szkła oraz zanieczyszczenia mechaniczne. Przygotowanie ścianki otworu i metalizacja tworzą ścieżkę przewodzącą, którą później, poprzez galwanizację, buduje się do wymaganej grubości.

Odtłuszczanie i kondycjonowanie

Procesy nadmanganianowe, plazmowe lub łączone usuwają zabrudzenia i kondycjonują dielektryk. Skład chemiczny musi być dopasowany do systemu żywicy; nadmierne przetwarzanie może uszkodzić interfejsy dielektryczne lub szklane, a niedostateczne przetwarzanie może pozostawić zanieczyszczenia na wewnętrznej warstwie miedzi i osłabić połączenia międzywarstwowe. Konstrukcje niskostratne i z materiałów mieszanych mogą wymagać specjalnego kondycjonowania, ponieważ skład chemiczny żywicy różni się od składu konwencjonalnego FR-4.

Początkowa warstwa przewodząca

Miedź bezprądowa lub kwalifikowany proces metalizacji bezpośredniej osadza cienką warstwę przewodzącą na przygotowanej ściance otworu. Celem jest uzyskanie ciągłej przewodności dla galwanizacji elektrolitycznej. Pojedyncza grubość nominalna nie jest uniwersalna dla wszystkich procesów; krycie, przyczepność i ciągłość są ważniejsze niż podawanie ogólnej wartości bez odpowiedniej specyfikacji.

Miedziowanie elektrolityczne

Galwanizacja powoduje nagromadzenie miedzi w cylindrze i na odsłoniętej powierzchni. Moc rzutu staje się trudniejsza wraz ze wzrostem współczynnika kształtu otworu. Gęstość prądu, mieszanie, skład chemiczny i rozkład prądu w panelu są kontrolowane, dzięki czemu środek otworu otrzymuje odpowiednią ilość miedzi bez nadmiernego nagromadzenia się miedzi na powierzchni. Akceptacja produktu jest oceniana na podstawie obowiązujących specyfikacji wydajności i dokumentacji zakupu, a nie na podstawie wyizolowanej wartości marketingowej.

Wypełnienie mikroprzelotki

Wypełnione mikrootwory wykorzystują chemię galwaniczną zaprojektowaną tak, aby preferencyjnie wypełniać od dołu, minimalizując jednocześnie puste przestrzenie, szwy i nadmiar miedzi na powierzchni. Jeśli nad nimi ma być umieszczony kolejny mikrootwor, wypełniona powierzchnia musi być wystarczająco płaska dla kolejnego dielektryka i pola docelowego. Należy określić dopuszczalny wgłębienie lub wypukłość oraz metodę inspekcji. Proces wypełniania mikrootworów różni się od zaślepiania otworu przelotowego żywicą i nakładania na niego zaślepki.

Obrazowanie warstwy zewnętrznej, nakładanie wzorów i trawienie

Obróbka warstwy zewnętrznej różni się od trawienia subtraktywnego warstwy wewnętrznej, ponieważ metalizowane otwory i przewodniki powierzchniowe są zazwyczaj tworzone podczas galwanizacji wzorowej. Typowy proces polega na odwzorowaniu wzoru zewnętrznego, nałożeniu miedzi w odsłoniętych obszarach, nałożeniu warstwy ochronnej, takiej jak cyna, usunięciu fotorezystu, wytrawieniu niechcianej miedzi bazowej, a następnie usunięciu warstwy ochronnej. Można zastosować alternatywne, kwalifikowane procesy, ale kolejność musi być zgodna z wymaganiami dotyczącymi ścianek otworów i przewodników.

Przed udostępnieniem dzieła sztuki należy poznać stan gotowej miedzi

Zewnętrzna warstwa przewodnika nie jest równa początkowej grubości folii. Powłoka galwaniczna otworów i powłoka wzorcowa dodają miedzi, a procesy wypełniania przelotek lub powlekania owijanego mogą dodać więcej miedzi. Zdolność do tworzenia cienkich linii należy zatem oceniać na podstawie miedzi na gotowej powierzchni, a nie wartości katalogowej folii. Jest to szczególnie ważne w przypadku płytek HDI, gdzie wielokrotne powlekanie może zawęzić okno trawienia.

Zewnętrzna warstwa AOI

Po wytrawieniu, warstwy zewnętrzne są optycznie sprawdzane pod kątem przerw, zwarć, uszkodzeń przewodników, resztkowej miedzi i anomalii padów. Dane AOI nie zastępują testów elektrycznych, ponieważ niektóre defekty mogą być ukryte, sporadyczne lub związane z połączeniami otworów. Jest to jeden z etapów strategii weryfikacji warstwowej.

Poszycie krawędzi i wycięcia

Krawędzie platerowane i otwory ząbkowane wymagają skoordynowanego profilu i kolejności platerowania. Obszary platerowania krawędzi mogą być frezowane przed platerowaniem i wykończone później. Wcięcia wymagają rozmieszczenia otworów i ostatecznego frezowania, które pozostawiają określoną geometrię półotworu platerowanego. Cechy te powinny być pokazane na rysunku i nie można ich bezpiecznie wywnioskować wyłącznie na podstawie grafiki miedzianej.

Maska lutownicza, legenda, wykończenie powierzchni i profilowanie

Przygotowanie i obrazowanie maski lutowniczej

Powierzchnia miedzi jest czyszczona, nakładana jest płynna maska ​​fotonaświetlalna, suszona punktowo, nanoszona jest na nią warstwa naświetlająca, wywoływana i utwardzana. Dopasowanie maski jest oceniane pod kątem rozmiaru podkładki, strategii nanoszenia zdefiniowanej lub niezdefiniowanej maską, zgodnie z wymaganiami dotyczącymi naświetlania oraz odstępem między komponentami. Stały zakres grubości maski nie jest odpowiedni dla każdego tuszu, elementu i lokalizacji; wymagania te zależą od specyfikacji produktu i zatwierdzonego materiału.

Legenda i oznaczenia

Legenda musi być wolna od odsłoniętych padów, punktów testowych i pól krytycznych. Numer seryjny, kod daty, kod partii, znak UL i identyfikatory klienta są umieszczane zgodnie z rysunkiem produkcyjnym i planem identyfikowalności. Treść oznakowania powinna zostać zatwierdzona przed rozpoczęciem produkcji, ponieważ dodawanie lub przenoszenie kodów po zakończeniu produkcji może naruszać projekt graficzny kontrolowany przez klienta.

Wybór wykończenia powierzchni

Wykończenie chroni odsłoniętą miedź i zapewnia interfejs do lutowania, łączenia przewodów lub styków odpornych na zużycie. Wybór zależy od metody montażu, odstępu między elementami, sposobu przechowywania, strat sygnału RF, zużycia styków oraz wymogów prawnych.

• ENIG: Płaskie i szeroko stosowane do montażu z drobnym rozstawem elementów. Wymagania powinny odnosić się do odpowiedniej wersji normy IPC-4552, a nie opierać się na uproszczonej grubości marketingowej.
• ENEPIG: obsługuje lutowanie i niektóre zastosowania łączenia przewodów, jeśli są określone i kontrolowane zgodnie z normą IPC-4556.
• OSP: cienka powłoka organiczna, odpowiednia do odpowiednich warunków montażu i obsługi.
• Srebro immersyjne lub cyna immersyjna: dobierane do konkretnych wymagań montażowych, wciskanych lub elektrycznych, z możliwością sterowania przechowywaniem i obsługą.
• HASL: wytrzymałe w wielu zastosowaniach przelotowych i przy większych elementach, ale mniej płaskie niż wykończenia zanurzeniowe.
• Złoto twarde galwanizowane: stosowane selektywnie na stykach ciernych, takich jak palce krawędziowe; grubość niklu i złota jest określona dla danego zastosowania styków.

Weryfikacja grubości wykończenia jest zgodna z obowiązującą specyfikacją wykończenia i uzgodnionym planem pobierania próbek. Nie należy reklamować pomiaru XRF każdego padu lub każdej płytki, chyba że jest to faktycznie wymagane i wykonane.

Profilowanie końcowe

Frezowanie, dziurkowanie, cięcie laserowe lub nacinanie V oddziela płytkę lub tworzy gotowy układ. Rysunek powinien określać wymiary końcowe, tolerancje krawędzi, wypustki, szyny odrywalne, pozostałą grubość nacięcia V oraz ograniczenia odległości elementu od krawędzi. Wygięcia i skręcenia są oceniane na gotowej płytce lub układzie zgodnie z obowiązującymi wymogami akceptacji.

Test elektryczny, TDR i weryfikacja konstrukcyjna

Ciągłość i izolacja elektryczna

Testowanie elektryczne płytki bez instalacji elektrycznej weryfikuje, czy sieci docelowe są połączone, a sieci niepożądane pozostają odizolowane. Urządzenia z sondą latającą (Flying-Sonda) są powszechne w przypadku prototypów i produkcji niskoseryjnej, ponieważ pozwalają uniknąć stosowania dedykowanego osprzętu. Testowanie osprzętu może poprawić wydajność przy stabilnych wolumenach produkcji. Parametry, dane i zakres testów powinny być zgodne ze specyfikacją zakupu oraz obowiązującymi wymogami IPC-9252. Wydajność i koszt osprzętu zależą od projektu i nie powinny być podawane jako wartości uniwersalne.

Weryfikacja impedancji TDR

Płytki o kontrolowanej impedancji są weryfikowane na zaprojektowanych próbkach metodą reflektometrii w dziedzinie czasu. Próbka musi na tyle dokładnie odzwierciedlać odpowiednią konfigurację warstw, miedzi, dielektryka i odniesienia, aby odzwierciedlała strukturę produktu. Norma IPC-TM-650 2.5.5.7A opisuje metody pomiaru TDR, natomiast geometria próbki, częstotliwość testów, tolerancja akceptacji i raportowanie są określone w dokumentacji zamówienia. Nie ma ogólnej zasady, że dla +/-5% wymagany jest „jeden próbnik na połowę panelu”, a dla +/-3% wymagany jest „jeden próbnik na ćwiartkę panelu”.

Mikroskrót i ocena strukturalna

Próbki reprezentatywne są przygotowywane, polerowane i badane pod kątem dopasowania warstw, miedzi w ściankach otworów, połączeń wewnętrznych, stanu dielektrycznego, wypełnienia mikrootworów, powłoki owijkowej i innych cech strukturalnych. Plan próbki pochodzi ze specyfikacji produktu i dokumentacji zakupu. Norma IPC-A-600 to zilustrowana interpretacja obserwowalnych warunków akceptacji; rzeczywiste wymagania eksploatacyjne wynikają ze specyfikacji takich jak IPC-6012, IPC-6013 lub IPC-6018.

Wstępne kondycjonowanie termiczne i testy niezawodności

Niektóre produkty wymagają symulacji rozpływu w procesie montażu, naprężeń termicznych, szoku termicznego lub cykli monitorowanych elektrycznie przed oceną strukturalną. Metoda musi być nazwana, a profil, liczba ekspozycji, kupon i kryterium uszkodzenia muszą być zdefiniowane. Terminy „trójcyklowy mikroskrót”, „1,000-cykliczny IST” i podobne nie zastępują pisemnego planu niezawodności.

Jak materiały HDI, Rigid-Flex i hybrydowe zmieniają przepływ

Sekwencyjne budowanie HDI

HDI powtarza laminowanie, wiercenie laserowe, czyszczenie, metalizację, a często także miedziowanie dla każdego poziomu nawarstwienia. Centralny podzespół może również zawierać zakopane przelotki. Wraz ze wzrostem głębokości nawarstwienia, kompensacja dopasowania, miedziowanie powierzchni i ruchy wymiarowe stają się trudniejsze do kontrolowania. Przewodnik inżynieryjny HDI dla 10 warstw wyjaśnia różnice między 1+8+1, 2+6+2 i 3+4+3.

Konstrukcja sztywno-giętka

Obróbka sztywno-giętka obejmuje rdzenie poliimidowe, warstwę wierzchnią, materiały elastyczne klejące lub bezklejowe, wybrane obszary sztywne, materiały wiążące o niskim przepływie oraz kontrolowane przejścia między stanem elastycznym a sztywnym. Warunki prasowania są dobierane dla zatwierdzonego systemu materiałowego; maksymalna temperatura powłoki nie obowiązuje dla wszystkich konstrukcji. Sekwencja wytwarzania musi chronić odsłonięte strefy elastyczne, kontrolować przepływ żywicy i zachować geometrię miedzi w obszarach gięcia. Testy gięcia lub kwalifikacja dynamicznego zginania są wymagane tylko wtedy, gdy jest to określone w projekcie i wymaganiach produktu, a nie automatycznie dla każdej dostawy elementów sztywno-giętkich.

Mieszane materiały o dużej prędkości i RF

Hybrydowe układy warstw łączą materiały z różnymi systemami żywic, opcjami miedzi, ruchem wymiarowym i obróbką powierzchni. Należy ocenić zgodność wiązań i rozszerzalność wzdłuż osi Z. Wiercenie i usuwanie smug mogą wymagać ustawień specyficznych dla danego materiału, a model impedancji musi wykorzystywać rzeczywistą wartość projektową Dk dla każdego dielektryka. Materiał, który przetwarza się „jak FR-4”, nadal wymaga własnych, kwalifikowanych danych dotyczących kompensacji i prasowania.

Ciężka miedź, monety miedziane i elementy osadzone

Duże zmiany miedzi wymagają kompensacji trawienia, wypełnienia żywicą i wyważenia płaszczyzny. Wbudowane monety lub inkrustacje wymagają obróbki kieszeni, łączenia i kontroli płaskości. Wbudowane komponenty pasywne lub aktywne wymagają oddzielnej architektury procesu i specyfikacji. Należy je traktować jako warianty inżynieryjne, a nie uwzględniać pobieżnie w stwierdzeniu, że jeden standardowy przepływ obsługuje każdą specjalną funkcję.

Rejestry jakości, identyfikowalność i zwalnianie przesyłek

Dokumentacja dostarczona wraz z przesyłką powinna być zdefiniowana w zamówieniu zakupu lub umowie jakościowej. Standardowe zamówienie handlowe może wymagać certyfikatu zgodności i potwierdzenia testów elektrycznych. Kontrolowany program medyczny, motoryzacyjny, lotniczy lub obronny może wymagać certyfikatów materiałowych, identyfikowalności partii, zgładów, danych o wykończeniu, wyników impedancji, dokumentacji pierwszego artykułu lub formularzy dostosowanych do potrzeb klienta. Nieprawdziwe jest twierdzenie, że każda dziesięciowarstwowa przesyłka automatycznie zawiera wszystkie możliwe raporty.

Typowe kategorie rekordów

• certyfikat zgodności;
• certyfikat lub podsumowanie testu elektrycznego;
• Raport TDR dla określonych klas impedancji;
• tożsamość materiału i możliwość śledzenia partii, jeśli jest to wymagane;
• raport z mikrorozkroju według ustalonego planu pobierania próbek;
• dane dotyczące pomiaru wykończenia powierzchni, gdy jest to wymagane umową;
• weryfikacja wsteczna lub kontrolowana głębokość w celu znalezienia krytycznych cech;
• RoHS, REACH lub inne deklaracje mające zastosowanie do dostarczonego produktu;
• zapisy dotyczące pierwszego artykułu lub kwalifikacji;
• dane dotyczące serializacji i śledzenia partii produkcyjnych.

Poziom śledzenia i retencja

Norma IPC-1782 określa ramy dla poziomów identyfikowalności, ale nie tworzy jednej uniwersalnej, dziesięcioletniej reguły przechowywania dla każdej płytki PCB. Okres przechowywania, szczegółowość danych i dostęp do nich są określone w umowie z klientem, systemie regulacyjnym i procedurze jakości dostawcy. Oferta powinna określać wszelkie nietypowe wymagania dotyczące przechowywania lub zapisu cyfrowego, ponieważ wpływają one na zakres administracji i audytu.

Wersja ostateczna

Zwolnienie przesyłki potwierdza, że ​​wymagane operacje i kontrole zostały zakończone, niezgodności zostały usunięte, ilości są zgodne, opakowanie chroni wykończenie i jest odporne na wilgoć, tam gdzie ma to zastosowanie, a wymagana dokumentacja jest dołączona lub dostępna. Sposób pakowania, pakowanie próżniowe, pochłaniacz wilgoci, wskaźnik wilgotności i oznaczenie terminu przydatności do spożycia zależą od wykończenia, okresu przechowywania i specyfikacji klienta.

Poproś o przegląd produkcyjny płytki PCB 10-warstwowej