Flux de lucru CAM HDI PCB | Definiți SMD, Vias și reguli de găurire

Producția CAM pentru PCB-uri HDI este una dintre cele mai solicitante domenii din punct de vedere tehnic în fabricarea PCB-urilor . Odată cu creșterea integrării circuitelor integrate și a cerințelor de asamblare de înaltă densitate, plăcile mobile HDI prezintă adesea contururi complexe, rutare densă și aranjamente strânse ale punctelor de conectare.

Aceste provocări fac ca procesarea CAM să fie consumatoare de timp și predispusă la erori - în special sub presiunea pentru o calitate înaltă și o livrare rapidă. Bazat pe experiența din producția reală, acest articol prezintă perspective practice asupra gestionării SMD-urilor, a via-urilor oarbe, a măștilor de lipire și a procesării formei în fluxurile de lucru CAM pentru PCB-uri HDI.

Definirea plăcuțelor SMD în fluxurile de lucru CAM HDI PCB

În procesarea CAM pentru PCB-uri HDI, definirea precisă a SMD (Surface Mount Device - dispozitiv de montare la suprafață) este primul pas critic. În timpul fabricării PCB-urilor, procese precum transferul grafic și gravarea pot altera caracteristicile finale ale cuprului. Pentru a asigura conformitatea cu standardele de acceptare a clienților, inginerii CAM trebuie să aplice ajustări de compensare atât la pistă, cât și la SMD-uri, independent. Nedefinirea corectă a pad-urilor SMD poate duce la pad-uri subdimensionate sau lipsă, ceea ce afectează direct lipirea și fiabilitatea asamblării.

Manipularea plăcuțelor CSP și a via-urilor oarbe în plăcile mobile HDI

Multe modele de plăci mobile HDI implică Chip Scale Packages (CSP) de 0.5 mm cu diametre ale pad-urilor de până la 0.3 mm. În unele cazuri, aceste pad-uri CSP se suprapun cu pad-uri de tip via oarbă, ambele măsurând exact 0.3 mm, ceea ce poate duce la nealiniere sau îmbinare a pad-urilor dacă nu este gestionat corect în CAM.

Folosind Genesis2000, puteți preveni aceste probleme urmând următorii pași:

Definiția SMD pas cu pas în Genesis2000

1. Închideți toate straturile de foraj legate de via-urile înfundate și îngropate.
2. Definiți SMD-urile pe baza cerințelor de proiectare ale clientului.
3. Folosește CaracteristiciFiltru popup și Popup de selecție a referințelor funcții pentru localizarea pad-urilor legate de CSP atât în straturile superioare, cât și în cele inferioare și mutarea acestora în straturi temporare (stratul t pentru partea de sus, stratul b pentru partea de jos).
4. În stratul t, îndepărtați toate plăcuțele de 0.3 mm care se suprapun cu viaje oarbe și ștergeți plăcuțele CSP redundante din stratul superior original.
5. Reconstruiți manual pad-urile CSP în funcție de dimensiunea, locația și numărul specificate, apoi definiți-le ca SMD. Copiați pad-urile corectate înapoi în stratul SUPERIOR și adăugați pad-urile via corespunzătoare, dacă este necesar.
6. Repetați același proces pentru stratul b.
7. În cele din urmă, scanați fișierele Gerber pentru a detecta orice SMD-uri lipsă sau duplicate.

Beneficiile acestui proces CAM optimizat

Comparativ cu practicile CAM tradiționale, această metodă CAM HDI PCB direcționată oferă:

• Un flux de lucru clar pentru definirea SMD-urilor în proiecte HDI dense
• Mai puține etape de procesare, reducând timpul și erorile manuale
• Compatibilitate îmbunătățită cu scenarii de suprapunere a via-urilor orbe + pad-urilor CSP
• Precizie îmbunătățită și randament la prima trecere

Îndepărtarea plăcuțelor nefuncționale în CAM-ul HDI PCB

O altă operațiune importantă în fluxurile de lucru CAM pentru PCB-uri HDI este îndepărtarea pad-urilor nefuncționale (NFP) - pad-uri care nu sunt conectate la nicio rețea pe anumite straturi. Aceste pad-uri pot afecta integritatea semnalului, pot crește complexitatea straturilor și pot prezenta provocări de fabricație, în special în proiectele de plăci mobile HDI de înaltă densitate.

Folosind ca exemplu un PCB HDI tipic cu 8 straturi , procesul CAM implică doi pași principali de îndepărtare a NFP-urilor:

Eliminarea pas cu pas a NFP în CAM

1. Îndepărtați plăcuțele de perforare nemetalizate de pe straturile superioare și inferioare folosind Eliminare NFPR Funcția.
2. Eliminați NFP-urile legate de via:
   • Închideți toate straturile de găurire, cu excepția via-urilor
   • set Îndepărtați plăcuțele negăurite in Eliminare NFPR către NU
   • Îndepărtați absorbantele nefuncționale din straturile 2 până la 7
3. Eliminați îngropate prin NFP-uri:
   • Închideți toate straturile de foraj, cu excepția viaelor îngropate
   • Din nou, setați Îndepărtați plăcuțele negăurite către NU
   • Îndepărtați absorbantele nefuncționale din straturile 3 până la 6

Acest proces asigură straturi interne curate și ajută la reducerea caracteristicilor inutile ale cuprului, ceea ce poate îmbunătăți uniformitatea gravării și poate minimiza riscurile de fabricație.

De ce funcționează această metodă de eliminare a NFP pentru HDI CAM

Această metodă este potrivită în special pentru inginerii CAM care lucrează cu proiecte de PCB HDI multistrat, deoarece:

• Folosește un flux de lucru clar, bazat pe straturi, ușor de învățat și de executat
• Compatibil cu software-ul CAM Genesis2000
• Reduce aglomerația internă de cupru, esențială pentru gravarea cu linii fine și alinierea cu laser

Pentru operatorii CAM - în special cei noi în procesarea HDI prin suprapunere - această metodă pas cu pas oferă o abordare simplă și eficientă pentru îndepărtarea plăcuțelor nefuncționale.

Găurire cu laser în procesarea CAM HDI PCB

Găurirea cu laser este o etapă vitală în procesul CAM HDI PCB, în special pentru crearea de viae oarbe de înaltă densitate, de obicei în jur de 0.1 mm în diametru. În procesul nostru de producție, folosim tehnologia laser CO₂, care este eficientă pentru găurirea prin materiale organice precum RCC sau PI, dar nu și prin folie de cupru, datorită punctului de topire ridicat al cuprului și absorbției scăzute în infraroșu.

Utilizarea măștii conformale pentru procesarea cu laser CO₂

Deoarece laserele cu CO₂ nu pot arde prin cupru, în CAM se aplică un proces de mască conformală. Aceasta implică gravarea foliei de cupru în locațiile cu via-uri perforate cu laser, astfel încât laserul să poată accesa direct stratul dielectric. Pentru a susține acest proces, inginerii CAM trebuie să genereze un film cu orificii de expunere pe baza pozițiilor via-urilor în timpul pregătirii datelor.

Verificări ale forajelor CAM pentru asigurarea regulilor de proiectare

Pentru a menține integritatea structurală și a asigura că folia de cupru rămâne în partea de jos a straturilor exterioare, distanța minimă dintre via-urile oarbe și via-urile îngropate trebuie să fie de cel puțin 4 mils. În Genesis2000, inginerii CAM pot efectua această validare folosind următoarea cale:

Analiză → Fabricație → Verificări prin găurire la placă

Acest lucru ajută la detectarea și semnalarea încălcărilor spațierii viaelor, care altfel ar putea duce la defecte de găurire sau la formarea incorectă a viaelor în timpul fabricației.

Incorporarea găuririi cu laser în fluxurile de lucru CAM pentru PCB-uri HDI necesită atât cunoștințe despre materiale, cât și validare software. Utilizarea laserului CO₂ în combinație cu mascarea conformală și verificări atente ale regulilor CAM asigură precizia și fiabilitatea procesului în plăcile mobile HDI de înaltă densitate.

Astuparea găurilor și manipularea măștilor de lipire în CAM-ul HDI PCB

În fluxul de lucru CAM pentru PCB HDI, straturile exterioare utilizează de obicei materiale RCC (Resin Coated Copper - cupru acoperit cu rășină), care au straturi dielectrice subțiri și un conținut scăzut de rășină. Conform datelor experimentale, atunci când grosimea plăcii finite depășește 0.8 mm, iar dimensiunile fantei metalizate sunt ≥ 0.8 mm × 2.0 mm sau diametrul găurii metalizate este ≥ 1.2 mm, trebuie pregătite două seturi de pile pentru găuri de obturat. Aceasta înseamnă că găurile necesită o dublă obturare:

• Straturile interioare folosesc răzuire și astupare cu rășină.
• Straturile exterioare sunt acoperite direct cu cerneală pentru mască de lipire înainte de aplicarea măștii de lipire.

Provocările legate de via-uri în apropierea plăcuțelor SMD în timpul procesului de lipire cu mască

În procesul de producție a măștilor de lipire, via-urile situate pe sau în apropierea pad-urilor SMD prezintă un risc de scurgere a cernelii în timpul expunerii la măștile de lipire. Deoarece clienții solicită de obicei ca toate via-urile să fie obturate, inginerii CAM trebuie să gestioneze cu atenție amplasarea via-urilor și deschiderile măștilor de lipire pentru a evita defectele măștii de lipire.

Soluții CAM pentru interacțiunea cu via și măști de lipire

Abordarea CAM comună este:

• Dacă este posibil, mutați vias-urile departe de pad-urile SMD pentru a preveni suprapunerea.
• Dacă fișele de acces nu pot fi relocate, aplicați una dintre următoarele ajustări ale măștii de lipire:
  • Pentru via-urile acoperite de mască de lipire, adăugați puncte transparente pe stratul de mască de lipire, cu o dimensiune de 3 mils mai mică decât gaura finisată pe o parte.
  • Pentru fișele care ating deschiderea măștii de lipire, adăugați puncte transparente cu 3 mil mai mari decât orificiul finisat pe o parte. (Acest lucru se folosește atunci când clienții permit o acoperire minoră cu cerneală a măștii de lipire pe pad.)

Manipularea corectă a obturării găurilor și a straturilor de mască de lipire în procesul CAM HDI PCB este esențială pentru a asigura calitatea fabricației și fiabilitatea îmbinărilor de lipire, în special pentru proiectele de înaltă densitate cu SMD strâns și plasarea via-urilor.

Prelucrarea formei în proiectarea panourilor CAM HDI PCB

În producția CAM HDI PCB, plăcile sunt adesea livrate în formate panelizate cu contururi complexe și nestandardizate. Clienții furnizează de obicei un desen CAD (de obicei în format .DWG ) care include conturul panoului, găurile de ștanțare, găurile de poziționare și punctele de aliniere optică.

Import eficient de forme prin DXF în Genesis2000

În loc să redeseneze manual conturul panoului în Genesis2000, o activitate consumatoare de timp și predispusă la erori, inginerii CAM pot simplifica procesul prin convertirea fișierului CAD al clientului:

1. Deschideți .DWG fișier.
2. Folosește funcția „Salvare ca” și schimbă tipul fișierului la: Fișier DXF AutoCAD R14/LT98/LT97 (*.DXF)
3. În Genesis2000, importați .DXF fișier la fel ca un fișier Gerber.

Această metodă permite inginerilor CAM să introducă cu precizie și eficiență:

Beneficii pentru producția de panouri HDI

Această abordare de import DXF nu numai că îmbunătățește viteza, dar reduce și riscul erorilor dimensionale - lucru valoros în special în cazul panourilor PCB HDI de înaltă precizie. Asigură o aliniere precisă pentru procesele ulterioare de găurire, frezare și asamblare.

Frezarea marginii conturului în HDI PCB CAM

În procesarea CAM HDI PCB, frezarea marginii conturului este o etapă critică. Cu excepția cazului în care un client solicită în mod specific cuprul expus, practicile standard de fabricație impun ca folia de cupru să fie trasă ușor înapoi de marginea plăcii. Acest lucru previne delaminarea sau răsturnarea cuprului în timpul frezării.

Riscul circuitelor deschise din cauza capetelor înguste de cupru

Totuși, tragerea înapoi a cuprului poate crea urme ultra-înguste lângă margine. De exemplu, dacă două capete de cupru (A) sunt aproape de margine și:

• Nu aparțin aceleiași rețele electrice
• Au o lățime mai mică de 3 mils

Atunci forma rezultată poate fi imposibil de fabricat și ar putea duce la un circuit deschis. Aceste tipuri de probleme nu sunt vizibile în rapoartele standard de analiză Genesis2000.

Soluție CAM: Comparație rețea secundară cu retragere modificată a marginii

Pentru a detecta și rezolva această problemă, este necesară o comparație a rețelei secundare:

1. Îndepărtați manual încă 3 mil de cupru spre interior de la marginea plăcii.
2. Rulați din nou comparația de rețea în Genesis2000.
3. Interpretați rezultatul:
   • Dacă nu se găsește niciun circuit deschis: Cele două capete de cupru fie aparțin aceleiași rețele, fie lățimea după tăiere este ≥ 3 mils, ceea ce este fabricabil.
   • Dacă apare un circuit deschis: lățimea cuprului este prea îngustă sau plasele sunt izolate — lărgiți folia de cupru pentru a asigura conectivitate și o producție fiabilă.

Această metodă oferă o abordare practică pentru prevenirea problemelor CAM nedetectate în timpul frezării contururilor PCB-urilor HDI, îmbunătățind randamentul și asigurând conformitatea cu standardele de producție.

Concluzie

Cererea de circuite integrate cu integrare înaltă și tehnologie de asamblare cu interconectare de înaltă densitate a propulsat plăcile HDI în prim-planul industriei de fabricație a PCB-urilor. Cu toate acestea, designul complex și cablajul dens prezintă provocări semnificative în timpul producției CAM, rezultând adesea întârzieri și inexactități. Pentru a asigura o calitate superioară și livrarea la timp, inginerii CAM au dezvoltat informații valoroase prin practică și perfecționare continuă.

Domeniile cheie de interes includ definirea precisă a SMD, îndepărtarea simplificată a plăcuțelor nefuncționale, tehnicile de găurire cu laser de precizie, gestionarea eficientă a găurilor de dopuri și a măștilor de lipire, producția optimizată a formelor și frezarea meticuloasă a marginilor. Prin abordarea sistematică a acestor provocări și utilizarea strategiilor CAM avansate, profesioniștii pot obține o eficiență și o precizie sporite în producția de plăci HDI. Rezultatul este livrarea de PCB-uri de calitate superioară care satisfac cerințele în continuă evoluție ale pieței.