ข้อกำหนดแบบร่างการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับกระบวนการพิเศษ

แบบร่างการผลิต PCB จำเป็นต้องสื่อสารรายละเอียดมากกว่าแค่โครงร่างของแผ่นวงจรและลวดลายทองแดง เมื่อการออกแบบนั้นรวมถึงการใช้ทองคำเปลวเฉพาะจุด ร่องที่มีความลึกควบคุมได้ โพรงที่กัดขึ้นรูป การชุบขอบ การเจาะรูด้านหลัง หรือรูเชื่อมต่อที่เติมเต็ม รายละเอียดกระบวนการที่ขาดหายไปอาจทำให้การเสนอราคาล่าช้า ก่อให้เกิดคำถามทางวิศวกรรม หรือนำไปสู่ข้อสมมติฐานในการผลิตที่ส่งผลต่อความพอดีและการทำงาน คู่มือนี้จะอธิบายว่าผู้ซื้อและวิศวกรควรเตรียมข้อมูลอ้างอิงในแบบร่าง ไฟล์สนับสนุน และข้อกำหนดการอนุมัติใดบ้างก่อนที่จะส่ง PCB ที่มีกระบวนการพิเศษไปผลิต

ข้อกำหนดแบบร่างการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับกระบวนการพิเศษ

ไฟล์ Gerber อธิบายถึงงานศิลปะบนแผ่นทองแดง หน้ากากบัดกรี และเลเยอร์ภาพอื่นๆ ที่กำหนดไว้ ในขณะที่ข้อมูลการเจาะด้วยเครื่อง NC จะสื่อสารตำแหน่งรูและข้อมูลการเจาะ ไฟล์เหล่านี้อาจไม่ได้อธิบายวิธีการผลิต ความลึกของการตัดเฉือน การชุบเฉพาะจุด การอ้างอิงจุด หรือเกณฑ์การตรวจสอบอย่างครบถ้วน แบบร่างการผลิตที่ควบคุมได้จะเชื่อมโยงข้อกำหนดเหล่านั้นเข้ากับคุณลักษณะเฉพาะบนแผ่นวงจรสำเร็จรูป

สำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่มีคุณสมบัติพิเศษ แพ็คเกจการผลิตควรระบุรุ่นของแผงวงจร ขนาดสำเร็จรูป โครงสร้างของชั้นต่างๆ ข้อกำหนดของวัสดุ การตกแต่งพื้นผิว การกำหนดรู และเกณฑ์การยอมรับที่เกี่ยวข้อง คุณสมบัติที่สำคัญแต่ละอย่างควรมีการอ้างอิงที่ชัดเจนถึงตำแหน่งและคำแนะนำการผลิตที่เกี่ยวข้อง หากแบบร่างขัดแย้งกับไฟล์ Gerber ที่ให้มา ข้อมูลการเจาะ หรือโครงสร้างชั้นที่ได้รับการอนุมัติ ความไม่สอดคล้องกันนั้นควรได้รับการแก้ไขก่อนที่จะปล่อยสู่การผลิต

แบบร่างกระบวนการพิเศษนี้เป็นส่วนเสริมของรายการตรวจสอบการออกแบบเพื่อการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ครอบคลุมมากขึ้น ซึ่งกล่าวถึงข้อพิจารณาด้านการออกแบบและความพร้อมในการผลิตอื่นๆ ทั้งสองส่วนมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกัน: การตรวจสอบ DFM ทั่วไปช่วยระบุข้อกังวลเกี่ยวกับความสามารถในการผลิต ในขณะที่ข้อกำหนดการผลิตโดยละเอียดจะระบุสิ่งที่โรงงานคาดว่าจะสร้างและตรวจสอบ

ระดับรายละเอียดที่ต้องการนั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบ แผงวงจรหลายชั้นแบบทั่วไปอาจต้องการเพียงชุดเอกสารการผลิตมาตรฐานและข้อกำหนดที่ระบุไว้อย่างชัดเจนเท่านั้น ในขณะที่แผงวงจรที่มีช่องตัน การชุบหน้าสัมผัสเฉพาะจุด หรือการกัดขึ้นรูปที่ควบคุมความลึก มักต้องการมุมมองเพิ่มเติม ขนาด และคำแนะนำเฉพาะกระบวนการเพิ่มเติม

กระบวนการผลิต PCB พิเศษและการระบุรายละเอียดในแบบร่างที่จำเป็น

ตารางต่อไปนี้สรุปข้อมูลที่จำเป็นโดยทั่วไปสำหรับการประเมินการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ด้วยกระบวนการพิเศษ ให้ใช้แถวที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบจริง ข้อจำกัดเชิงตัวเลข วัสดุ ความพร้อมของกระบวนการ และวิธีการตรวจสอบจะต้องกำหนดขึ้นสำหรับโครงการเฉพาะนั้นๆ แทนที่จะสันนิษฐานจากตัวอย่างทั่วไป

สำหรับงานเคลือบผิวสัมผัสแบบเลือกเฉพาะจุด ภาพวาดควรแยกแยะบริเวณสัมผัสที่เคลือบด้วยทองคำแข็งออกจากพื้นผิวทองแดงที่เคลือบผิวอื่นๆ หมายเหตุทั่วไปเกี่ยวกับผิวสำเร็จไม่จำเป็นต้องระบุการชุบเฉพาะจุด ความหนา หรือมุมเอียงที่ต้องการ ในทำนองเดียวกัน การเจาะรูด้านหลังจำเป็นต้องมีการอ้างอิงที่ชัดเจนถึงด้านที่เข้าและชั้นเป้าหมาย แทนที่จะเป็นคำแนะนำทั่วไปให้เอาส่วนที่ไม่ได้ใช้งานออก

อย่าคิดว่าทุกคุณสมบัติขั้นสูงสามารถผลิตได้โดยใช้ลำดับกระบวนการเดียวกัน ตรวจสอบวิธีการก่อสร้างและการยอมรับที่เสนอไว้กับผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีกระบวนการพิเศษหลายอย่างทำงานร่วมกันในการออกแบบเดียว

ข้อขัดแย้งทั่วไปในการเขียนแบบ PCB และการตรวจสอบก่อนปล่อยใช้งาน

ความล่าช้าในการผลิตมักเริ่มต้นจากคำสั่งที่ขัดแย้งกันมากกว่าการขาดไฟล์งานออกแบบ ประเด็นต่อไปนี้ควรได้รับการแก้ไขก่อนส่งแพ็คเกจงานผลิตเพื่อขอใบเสนอราคาหรืออนุมัติการผลิต

ตัวอย่างบันทึกการผลิตสำหรับการตรวจสอบทางวิศวกรรม

ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงวิธีการแสดงเจตนาในการผลิต แทนที่ค่าที่เป็นตัวแทนทุกค่าด้วยค่าโครงการที่ได้รับการอนุมัติ และตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระบวนการที่เลือกสามารถตอบสนองความต้องการที่ระบุไว้ได้ก่อนที่จะเผยแพร่แบบร่าง

ขนาด ค่าความคลาดเคลื่อน วัสดุ และเกณฑ์การยอมรับทั้งหมดต้องมาจากข้อกำหนดโครงการที่ได้รับอนุมัติและกระบวนการผลิตที่ได้รับการยืนยันแล้ว ตัวอย่างข้างต้นเป็นเพียงข้อมูลอ้างอิงสำหรับการร่างแบบเท่านั้น ไม่ควรนำไปตีความว่าเป็นข้อจำกัดมาตรฐานสำหรับงานออกแบบ PCB ทุกแบบ

รายการตรวจสอบแบบร่างการผลิตก่อนวางจำหน่าย

• หมายเลขชิ้นส่วนและรุ่นตรงกับข้อมูลในไฟล์ Gerber หรือ ODB++ ไฟล์เจาะ NC และแบบเขียนทางกล
• คุณลักษณะพิเศษแต่ละอย่างมีตำแหน่ง รูปทรง ข้อกำหนดด้านกระบวนการ และเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนหรือการยอมรับที่กำหนดไว้ชัดเจน
• คุณสมบัติการควบคุมความลึกจะระบุด้านการตัดเฉือน จุดอ้างอิง และความลึกหรือความหนาที่เหลืออยู่ตามที่ต้องการ
• รูหรือช่องที่มีการชุบและไม่มีการชุบนั้นสามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจน รวมถึงการชุบขอบและลักษณะที่เป็นร่องฟัน
• การตกแต่งเฉพาะจุดจะถูกกำหนดตำแหน่งให้ตรงกับพื้นที่ที่ต้องการ และจุดสัมผัสที่ทำจากทองคำแข็งจะแตกต่างจากการตกแต่งพื้นผิวทั่วไป
• จำนวนชั้น โครงสร้างแบบเรียงซ้อน ช่วงผ่าน ข้อกำหนดด้านอิมพีแดนซ์ และตารางการเจาะ ใช้คำจำกัดความของชั้นที่สอดคล้องกัน
• เอกสารรับรองวัสดุที่จำเป็น ภาพตัดขวาง รายงานค่าความต้านทาน และมาตรฐานการยอมรับจะถูกระบุไว้ในกรณีที่เกี่ยวข้อง
• ข้อกำหนดการอนุมัติจะถูกกำหนดไว้สำหรับการทดแทนวัสดุ การเปลี่ยนแปลงการจัดเรียงชั้น และการเบี่ยงเบนกระบวนการที่สำคัญ
• แบบร่างและข้อมูลการผลิตที่ได้รับการอนุมัติมีการแก้ไขอย่างสม่ำเสมอ และโครงการ PCBA จะรวมถึงรายการวัสดุ (BOM) และไฟล์ประกอบที่จำเป็นด้วย

เผยแพร่แบบร่างการผลิตเป็นเอกสารควบคุมภายในชุดข้อมูลการผลิต ฝ่ายจัดซื้อ ฝ่ายวิศวกรรม และฝ่ายผลิตควรใช้แบบร่างฉบับเดียวกันที่ได้รับการอนุมัติแล้ว แบบร่างที่กระชับและช่วยแก้ไขปัญหาสำคัญในการผลิตนั้นมีประโยชน์มากกว่าเอกสารยาวๆ ที่ปล่อยให้ข้อกำหนดที่สำคัญเปิดกว้างต่อการตีความ

บทวิจารณ์ด้านวิศวกรรมการผลิตและการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

แพ็คเกจการผลิตที่สมบูรณ์ควรสะท้อนถึงโครงสร้าง PCB จริงและข้อกำหนดการประกอบขั้นต่อไปใดๆ จำนวนชั้นเพียงอย่างเดียวไม่ได้เป็นตัวกำหนดว่าบอร์ดนั้นเป็น HDI หรือไม่ และ PCB หกชั้นทุกแผ่นไม่จำเป็นต้องมีไมโครเวียหรือการเคลือบแบบต่อเนื่อง เอกสารที่จำเป็นขึ้นอยู่กับโครงสร้างที่เลือก ข้อจำกัดทางไฟฟ้า และกระบวนการพิเศษต่างๆ

การเรียงซ้อนของชั้นและข้อกำหนดเฉพาะของ HDI

สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์หลายชั้นหรือแผ่นวงจรพิมพ์ HDI ให้ระบุลำดับชั้นทองแดง โครงสร้างฉนวน ความหนาสำเร็จรูป และการเชื่อมต่อผ่านรู (via) อย่างชัดเจน หากการออกแบบใช้รูผ่านแบบซ่อนหรือแบบฝัง ให้ระบุคู่ชั้นที่เชื่อมต่อกันแทนที่จะใช้ป้ายกำกับรูผ่านทั่วไป การออกแบบที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบแบบต่อเนื่องควรระบุโครงสร้างการสร้างขึ้นที่ต้องการและข้อกำหนดที่ต้องได้รับการอนุมัติด้วย

การออกแบบอิมพีแดนซ์ควบคุมจำเป็นต้องมีความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างอิมพีแดนซ์ที่กำหนด รูปทรงของลายวงจร ระนาบอ้างอิง โครงสร้างฉนวน และความหนาของทองแดง ระบุค่าเป้าหมายและค่าความคลาดเคลื่อน ระบุเน็ตหรือชั้นที่ได้รับผลกระทบ และระบุว่าจำเป็นต้องใช้คูปองอิมพีแดนซ์และรายงานการวัดหรือไม่ ข้อกำหนดทางไฟฟ้าควรมีความชัดเจนในขณะที่โครงสร้างที่สามารถผลิตได้กำลังได้รับการตรวจสอบและอนุมัติ

สำหรับโครงการที่ใช้ทองแดงหกชั้น ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างหกชั้นและการควบคุมอิมพีแดนซ์มีความสำคัญเมื่อตรวจสอบว่าโครงสร้างที่ได้รับการอนุมัติสอดคล้องกับข้อมูลการผลิตหรือไม่ สำหรับการวางแผนจัดซื้อจัดจ้างในวงกว้างข้อกำหนดการผลิตและการประกอบ PCB หกชั้นจะให้บริบทที่เหมาะสมสำหรับการสั่งซื้อบอร์ดทั้งหมด สิ่งเหล่านี้เป็นข้อพิจารณาที่เกี่ยวข้องกันแต่แตกต่างกัน: ข้อหนึ่งเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของชั้น ในขณะที่อีกข้อหนึ่งเกี่ยวข้องกับโครงการการผลิตและการประกอบในวงกว้าง

ข้อมูลการประกอบชิ้นส่วนใดบ้างที่ควรอยู่ในบรรจุภัณฑ์สำหรับการผลิต?

หากการจัดซื้อรวมถึงการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบร่างการผลิตเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะระบุโครงสร้าง PCBA ทั้งหมดได้ ชิ้นส่วน BGA ที่มีระยะห่างขาแคบ ขั้วต่อแบบกดพอดี อินเทอร์เฟซแบบมีร่อง และพื้นที่สัมผัสพิเศษ อาจต้องใช้ภาพแสดงการประกอบ ข้อมูลจำเพาะของชิ้นส่วน หรือคำแนะนำในการใช้งานเพิ่มเติม ข้อมูลการผลิตและการประกอบควรได้รับการประสานงานกันโดยไม่คิดว่าเอกสารฉบับหนึ่งจะใช้แทนอีกฉบับได้

จัดเตรียมรายการวัสดุ (BOM), ข้อมูลการวางตำแหน่งหรือจุดศูนย์กลาง, แบบร่างการประกอบ และข้อมูลการแก้ไขที่เกี่ยวข้องควบคู่ไปกับไฟล์การผลิตรายการวัสดุและข้อมูลการวางตำแหน่งที่จำเป็นสำหรับ PCBAช่วยกำหนดข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเตรียมการประกอบ หากตัวเชื่อมต่อหรือส่วนประกอบกำหนดข้อกำหนดอินเทอร์เฟซบอร์ดเฉพาะ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเอกสารทางกลและเอกสารการประกอบสอดคล้องกัน

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแบบร่างการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

ไฟล์ Gerber เพียงอย่างเดียวสามารถระบุการชุบทองที่ขั้วต่อได้หรือไม่?

แบบร่างงาน Gerber สามารถระบุรูปทรงเรขาคณิตของจุดสัมผัสได้ แต่ไม่สามารถระบุรายละเอียดการชุบทั้งหมด ความหนา มุมเอียง หรือข้อกำหนดการยอมรับได้ จึงควรจัดเตรียมภาพวาดบริเวณจุดสัมผัสที่ชัดเจนและหมายเหตุเกี่ยวกับผิวสำเร็จที่ระบุอย่างชัดเจน ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดการผลิตที่ได้รับการอนุมัติ

ควรออกแบบขนาดช่องตันหรือช่องที่มีความลึกควบคุมอย่างไร?

แสดงตำแหน่งและรูปทรงของชิ้นงาน ด้านการตัดเฉือน จุดอ้างอิง ความลึกหรือความหนาของวัสดุที่เหลืออยู่ ค่าความคลาดเคลื่อน และข้อกำหนดสำคัญใดๆ เกี่ยวกับระยะห่างระหว่างชั้น ภาพตัดขวางจะมีประโยชน์เมื่อไม่สามารถเข้าใจความลึกของการตัดได้จากภาพด้านบนเพียงอย่างเดียว ยืนยันวิธีการวัดกับผู้ผลิต

แผงวงจรพิมพ์หกชั้นทุกแผ่นจำเป็นต้องมีแบบร่างกระบวนการผลิตพิเศษหรือไม่?

ไม่ แผ่นวงจรพิมพ์หกชั้นแบบทั่วไปสามารถกำหนดได้อย่างเพียงพอโดยใช้ชุดเอกสารการผลิตมาตรฐานและข้อกำหนดที่ได้รับการอนุมัติ การระบุรายละเอียดกระบวนการพิเศษเพิ่มเติมจะจำเป็นก็ต่อเมื่อภาพประกอบชั้นต่างๆ ข้อมูลการเจาะ และหมายเหตุมาตรฐานทั่วไปไม่สามารถสื่อสารเงื่อนไขการก่อสร้างหรือการยอมรับที่ต้องการได้อย่างครบถ้วน

จะเกิดอะไรขึ้นหากไฟล์ภาพวาดและไฟล์ Gerber ขัดแย้งกัน?

แก้ไขความไม่สอดคล้องกันก่อนปล่อยผลิตภัณฑ์สู่กระบวนการผลิต แทนที่จะปล่อยให้โรงงานต้องเลือกเองว่าจะปฏิบัติตามคำแนะนำใดการตรวจสอบ DFM เฉพาะโครงการก่อนปล่อยผลิตภัณฑ์สู่กระบวนการผลิตจะช่วยระบุคำถามเกี่ยวกับความสามารถในการผลิตและบันทึกปัญหาที่ต้องการคำชี้แจง การเปลี่ยนแปลงใดๆ ที่ส่งผลกระทบต่อการออกแบบที่ได้รับการอนุมัติแล้ว ควรปฏิบัติตามกระบวนการควบคุมการเปลี่ยนแปลงของลูกค้า