Робочий процес CAM для друкованої плати HDI | Визначення правил SMD, перехідних отворів та свердління

Виробництво друкованих плат HDI CAM є однією з найбільш технічно складних галузей у виробництві друкованих плат . Зі зростанням вимог до інтеграції мікросхем та високої щільності складання, мобільні плати HDI часто мають складні контури, щільну трасу проводів та щільне розташування переходних отворів.

Ці проблеми роблять обробку CAM трудомісткою та схильною до помилок, особливо за тиску на високу якість та швидке виконання. Ґрунтуючись на реальному виробничому досвіді, ця стаття ділиться практичними знаннями щодо роботи з SMD, глухими перехідними отворами, паяльною маскою та обробкою форм у робочих процесах CAM для друкованих плат HDI.

Визначення SMD-контактних площадок у робочих процесах CAM для друкованих плат HDI

В обробці друкованих плат HDI CAM точне визначення SMD (пристроїв для поверхневого монтажу) є першим критичним кроком. Під час виготовлення друкованих плат такі процеси, як графічне перенесення та травлення, можуть змінити кінцеві характеристики міді. Щоб забезпечити відповідність стандартам прийняття замовником, інженери CAM повинні застосовувати компенсаційні корекції як доріжок, так і SMD. Неправильне визначення контактних майданчиків SMD може призвести до недостатнього розміру або їх відсутності, що безпосередньо впливає на паяльність та надійність складання.

Обробка контактних площадок CSP та сліпих переходних отворів у мобільних платах HDI

Багато конструкцій мобільних плат HDI використовують корпуси мікросхем (CSP) розміром 0.5 мм з діаметром контактних майданчиків до 0.3 мм. У деяких випадках ці контактні майданчики CSP перекриваються з контактними майданчиками глухих переходів, обидва з яких мають розмір рівно 0.3 мм, що може призвести до перекосу або злиття контактних майданчиків, якщо їх неправильно обробляти в CAM.

Використовуючи Genesis2000, ви можете запобігти цим проблемам, виконавши такі дії:

Покрокове визначення SMD у Genesis2000

1. Закрийте всі шари свердління, пов'язані зі сліпими та закопаними переходними отворами.
2. Визначте SMD-пристрої на основі вимог замовника до дизайну.
3. Ввімкніть кнопку ФункціїСпливаюче вікно фільтра та Спливаюче вікно вибору посилань функції для пошуку контактних площадок, пов'язаних з CSP, як у верхньому, так і в нижньому шарах, та переміщення їх до тимчасових шарів (t шар для верху, b-шар для дна).
4. Перейдіть на вкладку t шар, видаліть усі контактні площадки 0.3 мм, що перекриваються глухими переходними отворами, та видаліть зайві контактні площадки CSP з початкового верхнього шару.
5. Перебудуйте контактні площадки CSP вручну відповідно до заданого розміру, розташування та кількості контактних площадок, а потім визначте їх як SMD. Скопіюйте виправлені контактні площадки назад на верхній шар та додайте відповідні контактні площадки, якщо потрібно.
6. Повторіть той самий процес для b-шар.
7. Нарешті, проскануйте файли Gerber, щоб виявити будь-які відсутні або дубліковані SMD-диски.

Переваги цього оптимізованого CAM-процесу

Порівняно з традиційними методами CAM, цей цільовий метод HDI PCB CAM пропонує:

• Зрозумілий робочий процес для визначення SMD-дисплеїв у щільних конструкціях HDI
• Менше етапів обробки, що зменшує час та кількість помилок, пов'язаних з ручним керуванням
• Краща сумісність зі сценаріями перекриття сліпих переходних отворів + контактних площадок CSP
• Підвищена точність та вихід матеріалу з першого проходу

Видалення нефункціональних контактних площадок у HDI PCB CAM

Ще однією важливою операцією в робочих процесах CAM для друкованих плат HDI є видалення нефункціональних контактних площадок (NFP) – контактних площадок, які не підключені до жодної мережі на певних шарах. Ці контактні площадки можуть впливати на цілісність сигналу, збільшувати складність шарів і створювати виробничі труднощі, особливо в конструкціях мобільних плат HDI високої щільності.

Використовуючи типову 8-шарову друковану плату HDI як приклад, процес CAM включає два основні етапи видалення NFP:

Покрокове видалення NFP у CAM

1. Видаліть неметалізовані контактні площадки з отворів на верхньому та нижньому шарах за допомогою NFPRemovel функції.
2. Видалити пов’язані з via NFP:
   • Закрийте всі шари свердління, окрім переходних отворів
   • Установка Видалити непросвердлені колодки in NFPRemovel до НІ
   • Видаліть нефункціональні прокладки з шарів 2 по 7
3. Видалити закопане через NFP:
   • Закрийте всі шари свердління, окрім заглиблених переходних отворів
   • Знову ж таки, набір Видалити непросвердлені колодки до НІ
   • Видаліть нефункціональні прокладки з шарів 3 по 6

Цей процес забезпечує чисті внутрішні шари та допомагає зменшити непотрібні мідні елементи, що може покращити однорідність травлення та мінімізувати виробничі ризики.

Чому цей метод видалення NFP працює для HDI CAM

Цей метод особливо підходить для CAM-інженерів, які працюють з багатошаровими HDI-конструкціями друкованих плат, оскільки:

• Він використовує чіткий робочий процес на основі шарів, простий у вивченні та виконанні
• Сумісний з програмним забезпеченням Genesis2000 CAM
• Зменшує внутрішнє забруднення міддю, що є важливим для тонкого травлення та лазерного вирівнювання

Для операторів CAM, особливо тих, хто вперше стикається з обробкою HDI-стекуванням, цей покроковий метод пропонує простий та ефективний підхід до видалення нефункціональних контактних майданчиків.

Лазерне свердління в обробці друкованих плат HDI CAM

Лазерне свердління є важливим кроком у CAM-обробці друкованих плат HDI, особливо для створення високощільних глухих перехідних отворів, зазвичай діаметром близько 0.1 мм. У нашому виробничому процесі ми використовуємо технологію CO₂-лазера, яка ефективна для свердління органічних матеріалів, таких як RCC або PI, але не мідної фольги через високу температуру плавлення міді та низьке поглинання інфрачервоного випромінювання.

Використання конформної маски для обробки CO₂-лазером

Оскільки CO₂-лазери не можуть пропалювати мідь, у CAM застосовується процес конформної маски. Це включає травлення мідної фольги в місцях просвердлених лазером переходних отворів, щоб лазер міг безпосередньо отримати доступ до діелектричного шару. Для підтримки цього процесу інженери CAM повинні створити плівку експонуючих отворів на основі положень переходних отворів під час підготовки даних.

Перевірки свердління CAM для забезпечення правил проектування

Щоб зберегти структурну цілісність і забезпечити, щоб мідна фольга залишалася внизу зовнішніх шарів, мінімальна відстань між глухими та заглибленими переходами має бути щонайменше 4 міли. У Genesis2000 інженери CAM можуть виконати цю перевірку за допомогою наступного шляху:

Аналіз → Виготовлення → Перевірка свердління дощок

Це допомагає виявляти та позначати порушення відстані між отворами, які в іншому випадку можуть призвести до дефектів свердління або неправильного формування отворів під час виробництва.

Включення лазерного свердління в робочі процеси CAM-обробки друкованих плат HDI вимагає як знань про матеріали, так і валідації програмного забезпечення. Використання CO₂-лазера в поєднанні з конформним маскуванням та ретельною перевіркою правил CAM забезпечує точність та надійність процесу у мобільних платах HDI високої щільності.

Заглушення отворів та робота з паяльною маскою в HDI PCB CAM

У робочому процесі CAM для друкованих плат HDI зовнішні шари зазвичай використовують матеріали RCC (мідь з покриттям смолою), які мають тонкі діелектричні шари та низький вміст смоли. Згідно з експериментальними даними, коли товщина готової плати перевищує 0.8 мм, а розміри металізованого пазу ≥ 0.8 мм × 2.0 мм або діаметр металізованого отвору ≥ 1.2 мм, необхідно підготувати два набори файлів для отворів-заглушок. Це означає, що отвори потребують подвійного заглушення:

• Внутрішні шари використовують зішкрібання та заглушення смоли.
• Зовнішні шари безпосередньо заповнюються чорнилом для паяльної маски перед нанесенням паяльної маски.

Проблеми з перехідними отворами поблизу SMD-майданчиків під час процесу паяльної маски

У процесі виробництва паяльної маски, перехідні отвори, розташовані на або поблизу SMD-контактних площадок, створюють ризик витоку чорнила під час експонування паяльної маски. Оскільки клієнти зазвичай вимагають, щоб усі перехідні отвори були заглушені, інженери CAM повинні ретельно керувати розміщенням перехідних отворів та отворами паяльної маски, щоб уникнути дефектів паяльної маски.

CAM-рішення для взаємодії перехідних отворів та паяльних масок

Поширений підхід CAM такий:

• По можливості перемістіть перехідні отвори подалі від контактних майданчиків SMD, щоб запобігти перекриттю.
• Якщо перехідні отвори неможливо перемістити, застосуйте одне з наступних налаштувань паяльної маски:
  • Для перехідних отворів, покритих паяльною маскою, додайте прозорі точки на шар паяльної маски, розміром на 3 міли менший за готовий отвір з одного боку.
  • Для переходних отворів, що торкаються отвору паяльної маски, додайте прозорі точки, які на 3 міли більші за готовий отвір з одного боку. (Це використовується, коли клієнти дозволяють незначне покриття контактної площадки чорнилом паяльної маски.)

Правильне оброблення отворів та шарів паяльної маски в процесі CAM HDI PCB є важливим для забезпечення якості виробництва та надійності паяних з'єднань, особливо для конструкцій з високою щільністю з щільним розміщенням SMD та переходних отворів.

Обробка форми в проектуванні CAM-панелей HDI PCB

У виробництві друкованих плат HDI CAM, плати часто постачаються у панельному форматі зі складними та нестандартизованими контурами. Замовники зазвичай надають креслення CAD (зазвичай у форматі .DWG ), яке включає контур панелі, отвори для штампів, отвори для позиціонування та точки оптичного вирівнювання.

Ефективний імпорт фігур через DXF у Genesis2000

Замість ручного перемальовування контуру панелі в Genesis2000, що займає багато часу та схильне до помилок, інженери CAM можуть спростити процес, конвертувавши CAD-файл клієнта:

1. Відкрийте .DWG файлу.
2. Скористайтеся функцією «Зберегти як» та змініть тип файлу на: AutoCAD R14/LT98/LT97 DXF (*.DXF)
3. У Genesis2000 імпортуйте .DXF файл, як і файл Gerber.

Цей метод дозволяє інженерам CAM точно та ефективно враховувати:

Переваги виробництва панелей HDI

Такий підхід до імпорту DXF не лише підвищує швидкість, але й зменшує ризик помилок у розмірах, що особливо цінно для високоточних панелей друкованих плат HDI. Він забезпечує точне вирівнювання для подальших процесів свердління, фрезерування та складання.

Фрезерування контурної межі в HDI PCB CAM

В обробці друкованих плат HDI CAM фрезерування контурної межі є критичним кроком. Якщо замовник спеціально не вимагає оголеної міді, стандартні методи виготовлення вимагають, щоб мідну фольгу трохи відтягували від краю плати. Це запобігає розшаруванню або перевертання міді під час фрезерування.

Ризик розриву ланцюгів через вузькі мідні кінці

Однак, відтягування міді може створити надто вузькі сліди поблизу краю. Наприклад, якщо два мідні кінці (A) розташовані близько до краю та:

• Не належать до однієї електричної мережі
• Мають ширину менше 3 міл

Тоді отримана форма може бути невиробничою та призвести до розриву ланцюга. Такі проблеми не видно у стандартних звітах аналізу Genesis2000.

Рішення CAM: Порівняння вторинної мережі з модифікованим відтягуванням краю

Щоб виявити та вирішити цю проблему, потрібне вторинне порівняння мережі:

1. Вручну видаліть додаткові 3 мілі міді всередину від краю плати.
2. Повторно запустіть порівняння мереж у Genesis2000.
3. Інтерпретуйте результат:
   • Якщо розрив ланцюга не виявлено: два мідні кінці або належать до однієї мережі, або ширина після обрізки становить ≥ 3 міл, що можливо виготовити у виробництві.
   • Якщо стався розрив ланцюга: ширина мідного проводу занадто вузька або мережі ізольовані — розширте мідну фольгу, щоб забезпечити з’єднання та надійне виробництво.

Цей метод забезпечує практичний підхід до запобігання непоміченим проблемам CAM під час контурного фрезерування друкованих плат HDI, підвищуючи вихід продукції та забезпечуючи дотримання виробничих стандартів.

Висновок

Попит на високоінтегровані ІС та технології складання з високою щільністю з'єднань висунув плати HDI на передовий рівень у виробництві друкованих плат. Однак їхні складні конструкції та щільна проводка створюють значні труднощі під час виробництва CAM, що часто призводить до затримок та неточностей. Щоб забезпечити найвищу якість та своєчасну доставку, інженери CAM отримали цінні знання завдяки постійній практиці та вдосконаленню.

Основні сфери уваги включають точне визначення SMD, спрощене видалення нефункціональних колодок, методи точного лазерного свердління, ефективну обробку отворів для заглушок і паяльних масок, оптимізоване виготовлення форми та ретельне фрезерування кордонів. Систематично вирішуючи ці проблеми та використовуючи передові стратегії CAM, професіонали можуть досягти більшої ефективності та точності у виробництві плат HDI. Результатом є постачання друкованих плат найвищої якості, які відповідають мінливим вимогам ринку.