VIPPO PCB Üretimi, BGA ve Termal Ped Tasarımları için

Highleap Electronics, tanımlanmış dolgu ve kaplama yüzeyine sahip via-in-pad yapıları gerektiren tasarımlar için VIPPO PCB üretimi sunmaktadır . VIPPO, genellikle ince aralıklı BGA veya LGA paketlerinde, açıkta kalan termal pedlerde ve sıradan açık veya kapalı via'ların uygun olmadığı yoğun yerleşimlerde tercih edilir. Mevcut PCB tedarikçiniz via dolgusu, kaplama veya kaplama yüzeyi gereksinimlerini karşılayamıyorsa, üretim dosyalarını incelememiz için bize gönderin.

Güvenilir bir VIPPO PCB üretim teklifi, yalnızca "ped içindeki via" ifadesine dayanmak yerine, via yapısını tanımlamalıdır. Via çapı, ped geometrisi, dolgu tipi, bakır kaplama, düzlemsellik, yüzey kalitesi ve denetim kriterleri, maliyeti, teslim süresini ve montaj sonuçlarını etkiler. Highleap, bu ayrıntıları amaçlanan uygulamayı göz önünde bulundurarak inceler, böylece teklif edilen yapı, gerekli yapıya uygun olur.

VIPPO PCB Üretimi Nedir?

VIPPO, Via-In-Pad Plated Over'ın kısaltmasıdır. Via, bir bileşen pedinin içinde bulunur, belirtilen işlem kullanılarak doldurulur, gerektiği gibi düzleştirilir ve sürekli bir ped yüzeyi oluşturmak için bakırla kaplanır. "Open" kısaltmanın bir parçası değildir; bir açıklığı veya maruz kalma durumunu tanımlar ve ilgili yerlerde ayrı olarak belirtilmelidir.

• Via-in-pad konumu: Via, bileşen alanının yanında değil, içinde yer alır.
• Dolum özellikleri: Çizim veya imalat notlarında gerekli dolgu malzemesi ve kabul kriterleri belirtilir; reçine ve iletken dolgular birbirinin yerine kullanılamaz.
• Kaplama yüzeyi: Doldurulmuş deliğin üzerine bakır kaplanarak sürekli, lehimlenebilir bir yüzey oluşturulur. Uygulama için düzlemsellik, kapak bütünlüğü ve yüzey kalitesi tanımlanmalıdır.

Bu ayrımın önemli olmasının nedeni, bu adımların birçoğunun standart bir devre kartında isteğe bağlı olması ve eklenen her birinin üreticinin kontrol etmesi gerekenleri değiştirmesidir. Delinmiş ve kaplanmış bir via esasen ücretsizdir. VIPPO yapısı, kontrollü bir dolgu, gerektiğinde düzleştirme, bakır kaplama ve yüzey bitirme sırası gerektirir. Bitmiş pedin etrafındaki lehim maskesi açıklığı ayrı olarak belirtilir; açık veya doldurulmamış bir via ile karıştırılmamalıdır. Malzeme tedarikçisi size "ped içinde via yapıyoruz" diyebilir ve doldurulmuş ve kaplanmış versiyonu, kaplanmış versiyonu veya reçine ile tıkanmış versiyonu kastedebilir, bu nedenle terminoloji çizim notlarında netleştirilmelidir.

VIPPO ile Açık Via ve Dolgulu Via-in-Pad PCB Tasarımları Karşılaştırması

Fiyat teklifinin değişmesine en sık neden olan ayrım budur. Aşağıdaki her satır, farklı bir termal yola, farklı bir maliyete ve farklı bir arıza riskine sahip farklı bir fiziksel yapıyı temsil eder.

Sadece üçüncü sıra gerçek bir VIPPO'dur. Bir tasarımda dolgu belirtilmeden "ped içinde via, açık" yazıyorsa, üretici dört seçenekten herhangi birini sunabilir. Via dolgusu ve bakır kaplama kılavuzumuz, dolgu ve kapatma işlemlerini ayrıntılı olarak ele almaktadır ve reçine ile metal dolgu yaklaşımları arasındaki farklar , reçine ile tıkanmış via yapımımızda açıklanmıştır.

BGA PCB'lerde Bakır Kaplı Via-in-Pad Neden Kullanılır?

Bir termal ped için amaç, pedden kartın bakır yapısına kadar öngörülebilir bir termal yol sağlamaktır. Uygun şekilde doldurulmuş ve kaplanmış bir via, lehimleme için sürekli bir yüzey sağlar ve doldurulmamış bir via ile ilişkili açık delik lehim emme yolunu önler. Termal performans yine de dolgu malzemesine, via dizisine, bağlı bakır katmanlarına ve çevredeki katmanlara bağlıdır.

Aynı argüman RF için de geçerlidir. Toprak düzlemi bölgesinin ortasında yer alan ve çadır şeklinde olan bir via, küçük bir süreksizlik bölgesidir; doldurulmuş ve kaplanmış bir via ise sürekli bakırdır. Bir düzlemi kırmak veya bilinen bir uç oluşturmak için kasıtlı olarak yerleştirilen bir via'nın tasarımında, ters mantık geçerlidir ve via çadır şeklinde değil, açık olmalıdır, böylece yapı rastgele değil, tanımlanmış olur.

Via açık olduğundan, yüzey kaplaması kozmetik bir gereklilikten ziyade işlevsel bir gereklilik haline gelir. Lehimlenecek via'lar için genellikle ENIG tercih edilir, çünkü uzun raf ömrü boyunca düz ve lehimlenebilir kalır. ENEPIG ise, daldırma gümüşünün termal performansının lehimlenebilir bir yüzeyle birlikte istendiği durumlarda kullanılır. Daldırma gümüşü, kükürt içeren havada kararır; bu da, devre kartları montajdan önce depoda bekletiliyorsa önemlidir. RF ve mikrodalga devre kartları için yüzey kaplama seçeneklerimiz bu dengeyi kapsar ve genel seçenekler ENIG yüzey kaplama işlemimizde karşılaştırılır.

VIPPO PCB Üretim Süreci: Via Doldurma ve Bakır Kaplama

Aşağıdaki sıralama, bir VIPPO tahtasının neden sadece üzerine not eklenmiş standart bir tahta olmadığını açıklamaktadır. Her adım, kendi kontrollerine sahip ayrı bir döngüdür ve sırası serbestçe ayarlanamaz.

Bu tabloda yer alan iki detay, işlemin başarılı olup olmayacağını belirler. Birincisi, kaplama yapışmasını ve düzgünlüğünü etkileyen, kaplamadan önce dolgu ve yüzey hazırlığının kontrolüdür. İkincisi ise, bitmiş ped etrafındaki lehim maskesi tanımıdır: maske açıklığı, paket bağlantı noktası deseniyle eşleşmeli ve lehimlenebilir yüzeyde istenmeyen maske kalıntısı bırakmamalıdır. Dolgu, kaplama ve maske arasındaki ilişki, HDI PCB üretimimizde daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır.

Bakır Dolgulu ve Reçine Dolgulu VIPPO Via'lar Karşılaştırması

Tasarımda dolgulu, kaplamalı bir geçiş yolu gerekiyorsa, dolgu malzemesi seçimi gerçek sonuçlar doğuracak bir karardır. Yaygın olarak kullanılan iki seçenek metal ve reçinedir ve bunlar birbirinin yerine kullanılamaz.

• Bakır macun dolgusu Katı bir metal sütun oluşturur. Isıyı ve akımı iletir ve doğrudan kaplama yapılabilir. Sinterleme sırasında büzülür, bu nedenle delik hedeften biraz daha küçük olmalı ve laminata zarar vermeyecek bir sinterleme profili gerektirir. Bu, via'nın iç katmana ısı veya akım taşıması gerektiğinde doğru seçimdir.
• Reçine dolgu Bu işlem, deliği kapatır ve daha sonraki düzleştirme ve kapatma işlemleri için bir yüzey sağlayabilir. Reçine genellikle bakırdan daha az ısı iletkenliğine sahiptir, bu nedenle termal yol, reçine dolgusu ve bakır dolgusunun aynı performansı gösterdiği varsayımı yerine, tasarım hedefiyle karşılaştırılarak değerlendirilmelidir.

İki farklı varyant daha mevcuttur. Laminasyonla via doldurma yöntemi, önceden emprenye edilmiş malzemeye bir dolgu filmi yerleştirerek, dolgunun laminasyonla aynı presleme döngüsünde uygulanmasını sağlar; bu, sıralı üretimlerde mikrovia yapıları için standart yöntemdir. Seçici doldurma yöntemi ise, hem doldurulmuş hem de doldurulmamış via yapıları içeren bir panelde yalnızca belirlenmiş viaları doldurur; bu, bir alanda termal via'lar ve başka bir alanda reçine ile kapatılmış via'lar bulunan bir kartın nasıl üretildiğidir. Reçine yaklaşımının dezavantajları reçine tıkaç deliği sayfamızda açıklanmıştır ve işlemin sıraya bağlı doğası, HDI PCB'ler için sıralı laminasyon sayfamızda belirtilmiştir.

VIPPO PCB Montajı ve Lehimleme Gereksinimleri (BGA için)

Lehimin açık veya eksik kapatılmış bir deliğe girmesi durumunda lehim sızıntısı öncelikle bir sorun teşkil eder. Doğru şekilde doldurulmuş ve kaplanmış bir VIPPO pedi, sürekli lehimlenebilir bir yüzey sağlamak üzere tasarlanmıştır. Kaplama kusurları, aşırı çukurlaşma, kötü düzlemsellik, uygun olmayan ped geometrisi veya yanlış lehim macunu hacmi nedeniyle montaj riski hala ortaya çıkabilir; bu nedenle üretici ve montajcı, ilk üretimden önce kabul kriterleri konusunda anlaşmalıdır.

Bu durum üç şekilde kontrol edilir ve bunlar birlikte kullanılır:

• Tanımlanmış ped ve geometri üzerinden. Bileşen ayak izini ve lehim maskesi tasarımını destekleyecek şekilde, geçiş çapını, ped boyutunu, aralığı ve gerekli bakır kaplamayı belirtin.
• Ped üzerindeki şablon açıklığının azaltılması. Açıkta kalan ped için kullanılan lehim macunu şablonunun alanı küçültülür, böylece ilk lehim hacmi, ped alanının önerdiği hacimden ziyade, bağlantının ihtiyaç duyduğu hacimle eşleştirilir. Bu, montaj tarafında yapılan bir kontroldür ve sadece üreticiyle değil, montajcıyla da kararlaştırılmalıdır.
• Doldurma, kapatma ve düzlemsellik doğrulaması. Belirtilen dolgu malzemesi, kapak bütünlüğü ve bitmiş yüzeyin düzgünlüğü çizime göre kontrol edilmelidir. En iyi dolgu seçimi, elektriksel, termal, mekanik ve güvenilirlik gereksinimlerine bağlıdır.

Bu çalışmayı mümkün kılan tasarım kuralları, RF PCB via tasarımımızda belirtilmiştir ve montaj tarafındaki süreç, PCB montaj sürecimizde açıklanmıştır . Bir tasarım hem VIPPO'ya hem de zorlu bir termal ortama sahip olduğunda, ilk üründen önce hem üretici hem de montajcı ile şablon küçültme ve via deseni konusunda anlaşmaya varmak önemlidir, çünkü iki tarafın da tutarlı olması gerekir.

VIPPO PCB'lerde Sık Görülen Arızalar ve Güvenilirlik Riskleri

Bunlar, VIPPO üretiminin görsel incelemeden geçebileceği ancak yine de kullanımda başarısız olabileceği kusurlardır.

• Boşlukları doldurun. Ortasında boşluk bulunan bir kolon, çizimde gösterildiğinden daha az iletkenlik gösterir ve yüzeyden görünmez. Isıl performansın tasarım belirleyicisi olduğu durumlarda, en önemli kusur budur ve bu nedenle dolgu görünümünden ziyade dolgu prosesi kontrolü üzerinde durulması gerekir.
• Kapak ayrılması. Kaplama bağı dolgu malzemesinden ayrılır ve yapının en çok gerilime maruz kalan noktasında bir boşluk oluşur. Bu durum, termal döngü sonrasında açık devre olarak görünür hale gelir.
• Kapak veya yüzey kusurları. Yüzeydeki çukurlaşma, boşluklar, kaplama ayrılması veya lehim maskesi kirlenmesi, lehimlenebilirliği ve düzgünlüğü tehlikeye atabilir. Kabul kriterleri, dolgu kusurunu yüzey kalitesi veya montaj süreci sorunundan ayırt etmelidir.
• Bağlantı yerinde yeterli lehim yok. Bu durum şablon tasarımından, macun hacminden, ped geometrisinden veya montaj ayarlarından kaynaklanabilir. Doğru şekilde kapatılmış bir VIPPO pedi için, bitmiş deliği ve lehim bağlantısını incelemeden lehimin sızmasının neden olduğunu varsaymayın.
• Çıplak bakırın maruz kalması ve korozyona uğraması. Açık bir ped, maske koruması olmayan çıplak bakırdır. Tasarımda açık bir geçiş yolu varsa ve yüzey kaplaması belirtilmemişse veya lehimlenemeyen bir kaplama varsa, ped korozyon bölgesidir.

Kaplamalı delik bütünlüğünün doğrulanması, ara bağlantı stres testlerimiz (IST) kapsamında ele alınmaktadır ve genel kaplamalı delik güvenilirliği hususları PCB güvenilirlik sayfamızda yer almaktadır.

VIPPO İnce Aralıklı BGA için PCB Tasarım Kılavuzları

Bu kurallar, kartın üretilebilir olup olmadığını belirleyen kurallardır ve inceleme sırasında keşfedilmek yerine, tasarım piyasaya sürülmeden önce düzeltilmelidir.

Bir via, gömülü veya kör via yapısının yakınından veya içinden geçtiğinde, iki işlem arasındaki etkileşimin varsayılmak yerine kontrol edilmesi gerekir ve bu, kör ve gömülü via sayfamızda ele alınmıştır. Tasarımın standart kurallara göre genel bir incelemesi, PCB tasarımının üretilebilirliği (DFM) incelemesi aracılığıyla yapılabilir.

VIPPO, Dolgulu ve Kaplamalı Via'lar için PCB Üreticisidir.

VIPPO PCB üreticisi arayan projeler için Highleap, belirtilen dolgulu ve kapaklı via yapısını, çevreleyen ped tasarımını ve denetim gereksinimlerini inceleyebilir. Teklifte, istenen yapının reçine dolgusu, iletken dolgusu veya başka bir onaylanmış yöntem kullanıp kullanmadığı ve hangi yüzey bitirme kriterlerinin geçerli olduğu açıkça belirtilmelidir. Bu, özellikle ped eş düzlemliliği ve lehim hacmi kontrolünün montaj verimliliğini etkileyebildiği BGA için VIPPO PCB üretiminde önemlidir.

Doğru doldurulmuş ve kapaklı via-in-pad PCB fiyat teklifi için , delme dosyasını, via çapını, aralığı, pad boyutlarını, katman bağlantısını, kart katman yapısını, yüzey işlemini, dolgu spesifikasyonunu ve müşteri kabul standartlarını belirtin. Kartın monte edilmesi gerekiyorsa, imalat ve montaj gereksinimlerinin birlikte incelenebilmesi için malzeme listesini (BOM), yerleştirme dosyasını ve montaj çizimini de ekleyin.

Highleap'in via doldurma ve kaplama proses bilgileri, doldurma ve kapak tartışmasıyla ilgilidir; HDI PCB üretimi ise VIPPO'nun yoğun mikrovia veya yapı oluşturma sürecinin bir parçası olduğu durumlarda önemlidir. Anahtar teslimi bir üretim için, PCB montaj hizmetleri ekibimiz aracılığıyla kart ve montaj kapsamını görüşün.

• Teklif paketi: Gerber/ODB++ verileri, sondaj dosyası, katman yapısı, geçiş yolu/ped geometrisi, dolgu ve kaplama özellikleri, yüzey işleme, miktar ve denetim kriterleri.

VIPPO PCB Üretimi Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

VIPPO, Via in Pad ile aynı şey mi?

No. “Via-in-pad” describes the location of the via. VIPPO means Via-In-Pad Plated Over and specifies a filled via with a plated-over surface. The fill material, cap requirements, solder-mask opening and surface finish should be defined separately on the fabrication drawing.

VIPPO, gizli ve gömülü via'larla birlikte kullanılabilir mi?

Evet, ancak bu iki işlem birbirine müdahale eder ve sıra önemlidir. Laminasyonla doldurulan bir via, bir presleme döngüsünde doldurulmalıdır ve aynı laminatın içine gömülü kör bir via'nın daha sonraki bir döngüde açığa çıkarılması ve kaplanması gerekebilir. Her ikisini de birleştiren devre kartları mevcuttur, ancak bunlar bağımsız notlar yığını yerine kasıtlı bir işlem rotası gerektirir.

VIPPO, etkilenen ağların empedansını etkiler mi?

Bu mümkün ve çoğu durumda güç ve topraklama ağları için olumlu sonuçlar doğurur, çünkü doldurulmuş ve kaplanmış bir geçiş deliği, dielektrik çekirdekli kaplanmış bir tüp yerine katı bir bakır sütun gibi davranır. Kontrollü empedanslı bir sinyal ağında, doldurulmuş geçiş deliği, doldurulmamış bir geçiş deliğinden farklı bir empedans sunar, bu nedenle simülasyondaki geçiş deliği modeli, tamamlanmış yapıyı yansıtmalıdır.

VIPPO imalatından sonra devre kartları birleştirilebilir mi?

Evet. Düzgün şekilde üretilmiş VIPPO pedleri, kaplama yüzeyine doğrudan bileşen lehimlemeyi desteklemek üzere tasarlanmıştır. Montajcı, özellikle büyük açıkta kalan pedler veya ince aralıklı BGA paketleri için ped geometrisini, şablon açıklığını, lehim macunu hacmini ve paket termal ped önerilerini gözden geçirmelidir.

VIPPO nasıl doğrulanıyor?

Doldurulmuş deliklerin örnek üniteler üzerinde kesit alınarak dolum ve kapak kontrolü yapılması, tasarımın gerektirdiği durumlarda süreklilik ve termal direnç ölçümü yapılması ve açıkta kalan pedin maske kalıntısı açısından incelenmesi yoluyla kontrol sağlanmalıdır. Örnek planı ve ölçüm yöntemi varsayılmak yerine teklifte kararlaştırılmalıdır.