Рабочий процесс HDI PCB CAM | Определение правил SMD, переходных отверстий и сверления

Производство печатных плат HDI с использованием CAM-систем является одной из наиболее технически сложных областей в производстве печатных плат . В связи с растущей интеграцией интегральных схем и требованиями к высокой плотности сборки, мобильные платы HDI часто имеют сложную форму, плотную трассировку и ограниченное расположение переходных отверстий.

Эти проблемы делают обработку CAM трудоемкой и подверженной ошибкам, особенно в условиях давления, связанного с высоким качеством и быстрой доставкой. В этой статье, основанной на реальном производственном опыте, приводятся практические советы по обработке SMD, глухих переходов, паяльной маски и формоизменению в рабочих процессах HDI PCB CAM.

Определение SMD-площадок в рабочих процессах HDI PCB CAM

В процессе обработки печатных плат HDI PCB CAM точный расчет SMD-компонентов (поверхностного монтажа) является первым критически важным шагом. В процессе производства печатных плат такие процессы, как перенос графики и травление, могут изменять конечные медные элементы. Для обеспечения соответствия стандартам приемки заказчиком инженеры CAM должны применять корректировки компенсации как к дорожкам, так и к SMD-компонентам независимо друг от друга. Неправильный расчет контактных площадок SMD может привести к уменьшению их размера или их отсутствию, что напрямую влияет на паяемость и надежность сборки.

Обработка контактных площадок CSP и глухих переходных отверстий в мобильных платах HDI

Многие конструкции мобильных плат HDI включают 0.5-миллиметровые корпуса чипов (CSP) с диаметром контактных площадок всего 0.3 мм. В некоторых случаях эти контактные площадки CSP перекрываются контактными площадками глухих переходов, обе размером ровно 0.3 мм, что может привести к несовпадению или слиянию контактных площадок, если не будет правильно обработано в CAM.

Используя Genesis2000, вы можете предотвратить эти проблемы, выполнив следующие действия:

Пошаговое определение SMD в Genesis2000

1. Закройте все слои сверления, связанные с глухими и скрытыми переходными отверстиями.
2. Определение SMD-компонентов на основе требований заказчика к конструкции.
3. Использовать ВозможностиFilterpopup и Referenceselectionpopup функции для обнаружения контактных площадок, связанных с CSP, как на верхнем, так и на нижнем слоях и перемещения их во временные слои (т слой для верха, слой б для нижней части).
4. В т слой, удалите все контактные площадки толщиной 0.3 мм, которые перекрываются глухими переходными отверстиями, и удалите лишние контактные площадки CSP из исходного верхнего слоя.
5. Перестройте площадки CSP вручную в соответствии с указанным размером площадки, местоположением и количеством, затем определите их как SMD. Скопируйте исправленные площадки обратно в слой TOP и добавьте соответствующие переходные площадки, если необходимо.
6. Повторите тот же процесс для слой б.
7. Наконец, просканируйте файлы Gerber, чтобы обнаружить отсутствующие или дублирующиеся SMD-компоненты.

Преимущества этого оптимизированного процесса CAM

По сравнению с традиционными методами CAM, этот целевой метод HDI PCB CAM предлагает:

• Понятный рабочий процесс для определения SMD в плотных HDI-проектах
• Меньше этапов обработки, сокращение времени и ручных ошибок
• Лучшая совместимость со сценариями перекрытия слепых отверстий и контактных площадок CSP
• Повышенная точность и выход с первого прохода

Удаление нефункциональных контактных площадок в HDI PCB CAM

Еще одной важной операцией в рабочих процессах HDI PCB CAM является удаление нефункциональных площадок (NFP) — площадок, которые не подключены ни к одной сети на определенных слоях. Эти площадки могут влиять на целостность сигнала, увеличивать сложность слоев и создавать проблемы при производстве, особенно в конструкциях мобильных плат HDI высокой плотности.

Рассмотрим в качестве примера типичную 8-слойную печатную плату HDI . Процесс CAM включает два основных этапа удаления NFP:

Пошаговое удаление NFP в CAM

1. Удалите неметаллизированные отверстия на верхнем и нижнем слоях с помощью NFPRemovel функции.
2. Удалить NFP, связанные с via:
   • Закройте все слои сверления, кроме переходных отверстий
   • Поставьте Удалить непросверленные колодки in NFPRemovel НЕТ
   • Удалите нефункциональные прокладки из слоев 2–7.
3. Удалить захороненные через НФП:
   • Закройте все слои сверления, кроме скрытых отверстий
   • Опять же, набор Удалить непросверленные колодки НЕТ
   • Удалите нефункциональные прокладки из слоев 3–6.

Этот процесс обеспечивает чистоту внутренних слоев и помогает устранить ненужные медные элементы, что может улучшить равномерность травления и минимизировать производственные риски.

Почему этот метод удаления NFP работает для HDI CAM

Этот метод особенно подходит для инженеров CAM, работающих с многослойными проектами печатных плат HDI, поскольку:

• Он использует понятный рабочий процесс на основе слоев, прост в освоении и применении.
• Совместимость с программным обеспечением Genesis2000 CAM
• Уменьшает внутренние медные помехи, что необходимо для тонкого травления и лазерного выравнивания.

Для операторов CAM, особенно новичков в обработке стеков HDI, этот пошаговый метод предлагает простой и эффективный подход к удалению нефункциональных контактных площадок.

Лазерное сверление в HDI PCB CAM Processing

Лазерное сверление является важным этапом в HDI PCB CAM, особенно для создания высокоплотных глухих переходов, обычно диаметром около 0.1 мм. В нашем производственном процессе мы используем технологию лазера CO₂, которая эффективна для сверления органических материалов, таких как RCC или PI, но не медной фольги из-за высокой температуры плавления меди и низкого поглощения инфракрасного излучения.

Использование конформной маски для обработки CO₂-лазером

Поскольку CO₂-лазеры не могут прожигать медь, в CAM применяется процесс конформной маски. Он включает травление медной фольги в местах, где лазер просверлил отверстия, чтобы лазер мог напрямую получить доступ к диэлектрическому слою. Для поддержки этого процесса инженеры CAM должны создать экспонированную пленку отверстий на основе положений отверстий во время подготовки данных.

Проверки сверления CAM для обеспечения правил проектирования

Для поддержания структурной целостности и обеспечения того, чтобы медная фольга оставалась на дне внешних слоев, минимальное расстояние между глухими и скрытыми переходными отверстиями должно быть не менее 4 мил. В Genesis2000 инженеры CAM могут выполнить эту проверку, используя следующий путь:

Анализ → Изготовление → Проверки сверления досок

Это помогает обнаруживать и отмечать нарушения в расстоянии между отверстиями, которые в противном случае могли бы привести к дефектам сверления или неправильному формированию отверстий во время производства.

Включение лазерного сверления в рабочие процессы HDI PCB CAM требует как знания материалов, так и проверки программного обеспечения. Использование CO₂-лазера в сочетании с конформным маскированием и тщательными проверками правил CAM обеспечивает точность и надежность процесса в мобильных платах HDI высокой плотности.

Заделывание отверстий и обработка паяльной маски в HDI PCB CAM

В рабочем процессе HDI PCB CAM внешние слои обычно используют материалы RCC (Resin Coated Copper), которые имеют тонкие диэлектрические слои и низкое содержание смолы. Согласно экспериментальным данным, когда толщина готовой платы превышает 0.8 мм, а размеры металлизированных пазов составляют ≥ 0.8 мм × 2.0 мм или диаметр металлизированного отверстия составляет ≥ 1.2 мм, необходимо подготовить два набора файлов для отверстий. Это означает, что отверстия требуют двойной заглушки:

• Внутренние слои используют соскабливание и заполнение смолой.
• Внешние слои заделываются непосредственно чернилами паяльной маски перед ее нанесением.

Проблемы с отверстиями вблизи SMD-контактных площадок во время процесса нанесения паяльной маски

В процессе производства паяльной маски отверстия, расположенные на контактных площадках SMD или рядом с ними, создают риск утечки чернил во время экспозиции паяльной маски. Поскольку клиенты обычно требуют, чтобы все отверстия были заглушены, инженеры CAM должны тщательно контролировать размещение отверстий и отверстий паяльной маски, чтобы избежать дефектов паяльной маски.

Решения CAM для взаимодействия переходных отверстий и паяльной маски

Распространенный подход CAM:

• По возможности отодвиньте переходные отверстия от контактных площадок SMD, чтобы предотвратить перекрытие.
• Если невозможно переместить переходные отверстия, примените одну из следующих корректировок паяльной маски:
  • Для отверстий, закрытых паяльной маской, добавьте прозрачные точки на слой паяльной маски размером на 3 мила меньше готового отверстия с одной стороны.
  • Для переходных отверстий, соприкасающихся с отверстием паяльной маски, добавьте прозрачные точки, которые на 3 мил больше готового отверстия с одной стороны. (Это используется, когда клиенты допускают незначительное покрытие контактной площадки чернилами паяльной маски.)

Правильная обработка отверстий для заглушек и слоев паяльной маски в процессе HDI PCB CAM имеет решающее значение для обеспечения качества производства и надежности паяных соединений, особенно для конструкций с высокой плотностью монтажа с плотным размещением SMD и переходных отверстий.

Обработка формы в HDI PCB CAM Panel Design

В процессе производства печатных плат HDI PCB CAM платы часто поставляются в панельном формате со сложной и нестандартной компоновкой. Заказчики обычно предоставляют чертеж CAD (как правило, в формате .DWG ), который включает в себя контур панели, отверстия для штамповки, позиционирующие отверстия и точки оптической юстировки.

Эффективный импорт форм через DXF в Genesis2000

Вместо того чтобы вручную перерисовывать контур панели в Genesis2000, что отнимает много времени и подвержено ошибкам, инженеры CAM могут упростить процесс, преобразовав файл CAD заказчика:

1. Откройте приложение .DWG .
2. Используйте функцию «Сохранить как» и измените тип файла на: AutoCAD R14/LT98/LT97 DXF (*.DXF)
3. В Genesis2000 импортируйте .DXF файл, такой же, как файл Gerber.

Этот метод позволяет инженерам CAM точно и эффективно вносить:

Преимущества производства панелей HDI

Этот подход к импорту DXF не только повышает скорость, но и снижает риск ошибок размеров, что особенно ценно в высокоточных HDI PCB-панелях. Он обеспечивает точное выравнивание для последующих процессов сверления, маршрутизации и сборки.

Фрезерование контурной границы в HDI PCB CAM

В обработке HDI PCB CAM фрезерование контурной границы является критически важным этапом. Если заказчик специально не запрашивает открытую медь, стандартные методы изготовления требуют, чтобы медная фольга была слегка оттянута от края платы. Это предотвращает расслоение меди или переворачивание во время фрезерования.

Риск разомкнутых цепей из-за узких медных концов

Однако оттягивание меди может привести к образованию сверхтонких следов вблизи края. Например, если два конца меди (A) находятся близко к границе и:

• Не принадлежат к одной и той же электрической сети
• Менее 3 мил в ширину

Тогда полученная форма может оказаться неизготавливаемой и может привести к разрыву цепи. Эти типы проблем не видны в стандартных аналитических отчетах Genesis2000.

Решение CAM: сравнение вторичной сети с модифицированным отводом края

Для обнаружения и решения этой проблемы требуется вторичное сравнение сетей:

1. Вручную удалите еще 3 мила меди внутрь от края платы.
2. Повторно запустите сравнение сетей в Genesis2000.
3. Интерпретируйте результат:
   • Если обрыв цепи не обнаружен: два медных конца либо принадлежат одной и той же сетке, либо ширина после обрезки составляет ≥ 3 мил, что является технологичным.
   • Если произошел обрыв цепи: ширина меди слишком узкая или сети изолированы — расширьте медную фольгу, чтобы обеспечить соединение и надежное производство.

Этот метод обеспечивает практический подход к предотвращению необнаруженных проблем CAM во время контурного фрезерования печатных плат HDI, повышая выход продукции и гарантируя соответствие производственным стандартам.

Заключение

Спрос на высокоинтегрированные интегральные схемы и технологию сборки межсоединений высокой плотности вывел платы HDI на передовые позиции в индустрии производства печатных плат. Однако их сложная конструкция и плотная проводка создают значительные проблемы на этапе CAM-производства, часто приводя к задержкам и неточностям. Для обеспечения высочайшего качества и своевременной доставки инженеры CAM-технологий накопили ценный опыт благодаря постоянной практике и совершенствованию.

Ключевые области внимания включают точное определение SMD, упрощенное удаление нефункциональных площадок, методы прецизионного лазерного сверления, эффективную обработку отверстий для заглушек и паяльных масок, оптимизированное производство форм и тщательное фрезерование границ. Систематически решая эти проблемы и используя передовые стратегии CAM, профессионалы могут добиться большей эффективности и точности в производстве плит HDI. Результатом является поставка печатных плат превосходного качества, отвечающих меняющимся требованиям рынка.