Visão geral
Um pacote de fabricação de PCB pode passar em uma verificação de documento e ainda assim falhar no teste-vermelho.
A pilha-indica "padrão". A nota de cobre diz “1 onça”. O acabamento da superfície diz "ENIG". Nenhuma dessas entradas está necessariamente errada, mas cada uma pode significar algo diferente para o projetista, fabricante, fornecedor de EMS e comprador da PCB.
É aí que os projetos começam a derivar.
O empilhamento de PCB-para montagem deve definir uma construção de PCB controlada, deixando ao fabricante espaço suficiente para propor opções de fabricação práticas e revisáveis.
O objetivo é identificar de quais requisitos o produto depende, quais detalhes o fabricante da PCB pode otimizar e quais alterações propostas precisam de aprovação técnica antes do início da fabricação.
Os problemas mais difíceis geralmente vêm de notas que parecem claras para todos, mas nunca foram formalmente definidas.
Execute o teste-vermelho antes de liberar o PCB
Antes de liberar uma PCB para fabricação, leia o pacote de fabricação como se nenhuma das equipes envolvidas tivesse participado das reuniões de projeto anteriores.
Em seguida, circule cada nota que possa ser razoavelmente interpretada de mais de uma maneira.
Nas revisões de projetos, o primeiro esclarecimento costuma ser surpreendentemente básico: qual documento é a fonte de controle?
Uma tabela empilhada-no banco de dados de layout, uma nota no desenho de fabricação e uma suposição na cotação podem parecer razoáveis ao descrever placas ligeiramente diferentes. Até que um deles seja identificado como a linha de base divulgada, as ferramentas e a preparação da produção estão sendo construídas em torno de suposições.
"Use o empilhamento padrão do fabricante-Up"
Isso pode ser perfeitamente aceitável para um PCB simples, sem impedância, material, espessura ou requisitos de qualificação rigidamente controlados.
Torna-se incompleto quando o design depende de:
- relações dielétricas específicas;
- impedância controlada;
- espessura de PCB acabada rigorosamente controlada;
- propriedades de materiais definidas;
- uma estrutura de IDH ou microvia;
- uma construção previamente qualificada.
Um empilhamento padrão-pode ser uma escolha sensata de fabricação.
Um empilhamento padrão não aprovado-substituindo uma construção controlada é onde o risco começa.
"1 onça de cobre"
Esta nota familiar nem sempre identifica:
- a quais camadas se aplica;
- se as camadas interna e externa usam a mesma construção de cobre;
- se se refere à folha inicial ou ao cobre acabado;
- se recursos externos revestidos estão incluídos;
- se são necessárias estruturas especiais com-cobre pesado ou com preenchimento-de cobre.
Um PCB simples pode não precisar de mais detalhes.
Uma PCB multicamada,{0}}controlada por impedância, alta-corrente, linha fina-ou previamente qualificada geralmente faz isso.
"ENIG Acabamento"
O nome do acabamento identifica um sistema de galvanização, mas não explica por que esse sistema foi selecionado.
O projeto pode exigir:
- uma almofada planar soldável;
- um contato elétrico exposto;
- ligação de fios;
- uma condição específica de armazenamento;
- múltiplas exposições térmicas;
- acabamentos seletivos;
- conformidade com uma especificação de desempenho aprovada.
A ENIG pode satisfazer esses requisitos. O desenho de fabricação ainda deve mostrar qual produto ou requisito de montagem está direcionando a seleção.
ENIG é um sistema final para uma interface definida. Não é uma atualização-de qualidade de uso geral.
Defina do que o produto realmente depende
Uma pilha de PCB-descreve a estrutura da camada física da placa.
Dependendo do projeto, pode controlar:
- ordem e função das camadas;
- relacionamentos principais e pré-impregnados;
- materiais dielétricos ou uma família de materiais aprovada;
- espessuras dielétricas;
- requisitos de cobre por camada;
- espessura total da placa acabada;
- relações de impedância-controladas;
- estruturas através, cegas, enterradas ou microvia.
O fabricante pode recomendar uma construção diferente devido à disponibilidade de material, comportamento de prensagem, distribuição de cobre, capacidade de linha-e-de espaço, por meio de processamento ou prática de produção estabelecida.
Essa é uma colaboração normal de engenharia. A revisão precisa determinar se a construção proposta preserva os requisitos dos quais o produto depende.
Stacks{0}}padrão podem ser a escolha certa
Muitos fabricantes de PCB mantêm construções padrão para contagens de camadas comuns, materiais, configurações de cobre e espessuras de acabamento.
O uso de um empilhamento padrão-pode oferecer suporte a:
- disponibilidade de materiais;
- familiaridade com o processo;
- preparação de engenharia mais rápida;
- consistência de fabricação;
- controle de custos.
Um projeto não precisa de um empilhamento personalizado-apenas para fazer seu desenho de fabricação parecer mais sofisticado.
A questão relevante é se a construção proposta preserva os requisitos controlados, que podem incluir:
- impedância;
- espessura acabada;
- desempenho material;
- via estrutura;
- geometria do cobre;
- ajuste mecânico;
- estatuto de qualificação.
Uma construção padrão que satisfaça essas condições ainda é uma solução projetada.
01
Equilíbrio é controle de risco, não um exercício de imagem espelhada-
Uma construção de PCB razoavelmente equilibrada pode ajudar a controlar o arco e a torção durante a laminação e posterior processamento térmico.
Alguns projetos válidos ainda usam espaçamento dielétrico desigual, funções de camada diferentes, demandas de roteamento assimétrico ou relacionamentos de plano-de referência especializados.
O fabricante deve considerar a construção completa, incluindo distribuição de material, equilíbrio de cobre, comportamento de prensagem, dimensões da placa, design do painel e requisitos de aceitação do-produto acabado.
Um empilhamento-deve ser equilibrado sempre que possível e controlado onde o desempenho depender dele.
02
A espessura da PCB acabada pode ser uma interface mecânica
A espessura final pode afetar mais do que o preço-do painel vazio.
Pode ser importante:
- guias de cartões;
- conectores de borda;
- pressione-recursos de ajuste;
- pinos compatíveis;
- slots de gabinete;
- ferragens de montagem;
- transportadores e acessórios;
- folgas mecânicas controladas.
Uma PCB colocada livremente dentro de um gabinete grande pode aceitar a faixa de espessura -acabada normal do fabricante.
Uma placa deslizando em uma guia controlada ou acoplada a um conector rígido pode não funcionar.
O desenho de fabricação deve distinguir entre uma espessura nominal padrão e uma interface de produto controlada mecanicamente.
03
Tg por si só não define robustez térmica
Tg é uma propriedade importante do laminado, mas não descreve de forma independente como uma construção de PCB se comportará durante a montagem e manutenção.
Outros fatores relevantes podem incluir:
- Expansão do eixo-Z;
- comportamento de decomposição;
- resistência à delaminação;
- sistema de resina;
- condição de umidade;
- cobre e via estrutura;
- qualidade de laminação;
- o processo térmico real.
Um laminado de-Tg mais alto deve ser selecionado porque suas propriedades verificadas se ajustam ao projeto. A designação por si só não estabelece a confiabilidade térmica do conjunto acabado.
04
Notas de cobre precisam de três respostas
Um requisito de cobre torna-se muito mais claro quando responde a três perguntas:
- A que camada se aplica?
- Refere-se ao cobre inicial ou ao cobre acabado?
- Que requisitos elétricos, térmicos, mecânicos ou de fabricação dependem disso?
Sem essas respostas, uma nota de cobre familiar ainda pode produzir interpretações diferentes.
Cobre inicial e cobre acabado referem-se a diferentes estágios
Os condutores da camada-interna geralmente são formados por imagem e gravação de material-revestido de cobre.
As camadas externas também exigem metalização-através-do furo e normalmente recebem cobre adicional durante o processo de revestimento da camada-externa.
Por esse motivo, a folha inicial da-camada externa não deve ser lida automaticamente como a espessura final do condutor externo.
Quando a distinção for importante, o pacote de fabricação poderá precisar identificar:
- camada-interna de cobre;
- camada inicial-externa;
- camada externa de-cobre com acabamento necessário;
- requisitos de furos-passantes-revestidos;
- recursos especiais revestidos-ou com cobre.
O desenho só precisa de detalhes suficientes para evitar que a folha inicial e o cobre acabado sejam tratados como termos intercambiáveis.
O cobre mais espesso estreita a janela de fabricação
O aumento da espessura do cobre pode suportar:
- requisitos-atuais de transporte;
- menor resistência do condutor;
- espalhamento térmico;
- objetivos mecânicos ou de produto.
Também pode afetar:
- largura e espaçamento de linha alcançáveis;
- compensação de gravação;
- cobertura-da máscara de solda;
- laminação e enchimento de resina;
- via processamento;
- seleção de processos;
- custo de fabricação.
Um projeto pode exigir cobre pesado, espaçamento fino, impedância controlada, blocos compactos e baixo custo ao mesmo tempo.
Esses requisitos nem sempre permanecem independentes. Quando eles competem, a documentação divulgada deve mostrar qual requisito tem prioridade, em vez de deixar o fabricante adivinhar.
A linha de montagem não solda onças
A linha de montagem solda almofadas conectadas à geometria real do cobre.
O comportamento térmico local de uma junta de solda pode ser afetado por:
- conexões planas diretas;
- geometria de relevo-térmico;
- vazamentos de cobre próximos;
- vias;
- dimensões da almofada;
- volume-de pasta de solda;
- terminações de componentes;
- distribuição-completa da temperatura da placa.
Um caminho térmico desigual entre as duas almofadas de um componente pequeno pode contribuir para um umedecimento ou marcação irregular.
O peso nominal do cobre da placa, entretanto, não é suficiente para estabelecer a causa raiz.
Uma PCB de-cobre pesado também não requer automaticamente uma temperatura de pico de refluxo mais alta, uma atmosfera de nitrogênio ou um perfil padrão de-cobre pesado. O processo de soldagem deve ser validado em relação à montagem preenchida real.
O peso do cobre é uma especificação-no nível da placa. O aquecimento-da junta de solda é uma condição do processo local.
Escolha o acabamento da superfície na interface para trás
Um acabamento de superfície de PCB protege o cobre exposto e fornece uma interface para soldagem, contato elétrico, ligação de fios ou outra função do produto.
A seleção do{0}acabamento da superfície deve começar com a função da superfície exposta: soldagem, contato elétrico, ligação de fios, desgaste ou outro requisito do produto. A escolha a partir de uma hierarquia premium percebida geralmente inicia a revisão no lugar errado.
A decisão pode envolver:
- soldabilidade;
- planaridade da almofada;
- pacote de componentes;
- armazenamento e manuseio;
- exposição térmica repetida;
- requisitos de contato-elétrico;
- ligação de fios;
- condições ambientais;
- capacidade de processo do fornecedor;
- custo.
Almofadas Soldáveis
Para pads SMT e THT normais, a revisão pode considerar:
- geometria da almofada;
- planaridade necessária;
- pitch e pacote de componentes;
- sequência de soldagem;
- condições de armazenamento;
- controles de manuseio;
- expectativas de retrabalho;
- o processo de fabricação qualificado.
ENIG fornece uma superfície comparativamente plana de níquel-e-de ouro e é amplamente usada para projetos de-recursos finos.
OSP fornece uma camada protetora orgânica plana diretamente sobre o cobre.
O HASL-sem chumbo cria uma superfície-revestida com solda com mais topografia do que acabamentos químicos planos.
Prata de imersão, estanho de imersão e ENEPIG fornecem outras combinações de soldabilidade, requisitos de processo, comportamento elétrico e custo.
Esses acabamentos resolvem diversos problemas de interface. Eles não formam uma classificação universal de qualidade.
Contatos de desgaste e outras superfícies funcionais
Um acabamento soldável pode não ser o acabamento correto para um contato de desgaste.
Dedos-de borda de cartão, contatos de comutação, contatos de teste, almofadas de ligação-de fio e outras superfícies funcionais podem exigir:
- um acabamento seletivo;
- um sistema de depósito diferente;
- uma superfície de desgaste controlada;
- uma resistência de contacto particular;
- um requisito de aceitação dedicado.
Furos revestidos por prensa ou zonas de contato-ajustadas também podem exigir controles separados de fabricação e aceitação, em vez de depender apenas da nota geral de acabamento-da superfície.
O menor componente SMT nem sempre é o recurso que orienta a seleção do acabamento. Em alguns produtos, a interface crítica é usada somente após a conclusão da montagem.
Múltiplas exposições térmicas
Um conjunto-de PCB de dupla face pode passar por dois ciclos de refluxo.
Um produto de tecnologia-mista pode posteriormente passar por soldagem por onda, seletiva ou manual. O retrabalho localizado pode introduzir mais calor.
Os materiais de acabamento e montagem selecionados precisam permanecer compatíveis com a rota de processo pretendida. Regras genéricas como “OSP é igual a um refluxo” ou “ENIG é igual a três refluxos” não descrevem um processo de fabricação qualificado.
Os sistemas OSP comerciais estão disponíveis para diversas exposições-de refluxo sem chumbo. O resultado ainda depende da química, embalagem, armazenamento, manuseio e processo de montagem selecionados.
ENIG e ENEPIG também dependem de revestimento controlado e qualidade de depósito.
O sistema de acabamento, os requisitos de depósito e a interface pretendida formam juntos a especificação completa.
Onde Stack{0}}Up, Copper e Finish colidem
Essas especificações são mais fáceis de serem mal interpretadas quando uma PCB contém requisitos concorrentes.
Componentes-de pitch fino em uma PCB potente-densa
Um acabamento de superfície plana pode suportar impressão consistente em blocos pequenos.
A mesma placa também pode conter planos grandes, conexões-de alta corrente e juntas de solda-de alta massa.
Mudar de HASL para ENIG pode melhorar a planaridade do bloco. Não removerá:
caminhos térmicos locais desiguais;
grandes blocos conectados-de cobre;
requisitos de design-de estêncil;
condições de soldagem-específicas do componente;
a massa térmica total da montagem povoada.
Um acabamento não pode compensar uma estrutura de cobre descontrolada.
Conjunto misto de SMT e furo{0}}passante
Uma PCB de tecnologia-mista pode passar por:
SMT do primeiro-lado;
SMT-do segundo lado;
soldagem seletiva ou por onda;
instalação manual;
retrabalho localizado.
O acabamento superficial deve ser avaliado em relação à sequência completa do processo, e não apenas à primeira passagem do SMT.
O empilhamento-e a construção em cobre também podem afetar a alta-massa através de-juntas de furos, zonas de-ajuste por pressão, conectores e manuseio mecânico.
Produtos HDI e Microvia
Para uma PCB HDI, o empilhamento-estabelece a relação entre laminação sequencial, microvias, blocos alvo, preenchimento de cobre e camadas dielétricas.
A confiabilidade da Microvia depende de mais do que se a placa nua passa nos testes elétricos comuns.
Os fatores relevantes podem incluir:
via geometria;
estrutura de camadas;
revestimento de cobre;
design do-pad de destino;
sequência de laminação;
exposição térmica;
qualificação-específica do projeto.
O fornecedor de EMS não redesenha a estrutura de microvia do cliente. Ele precisa saber quando o produto requer uma construção controlada, evidências adicionais ou controle de revisão disciplinado antes do início da montagem.
Uma proposta do fabricante é uma contribuição de engenharia, mas ainda não é uma mudança lançada
Os fabricantes de PCB propõem rotineiramente mudanças para melhorar:
- disponibilidade de materiais;
- pressionando construção;
- capacidade de fabricação de impedância;
- capacidade de-linha e{1}}espaço;
- via processamento;
- consistência de produção;
- custo.
Essa é uma colaboração de engenharia útil.
A proposta deverá ser revista de acordo com o requisito que possa afetar.
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Mudança proposta |
Perguntas para resolver |
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Família de materiais ou propriedades dielétricas |
As propriedades elétricas, térmicas, mecânicas, de inflamabilidade e de qualificação exigidas são preservadas? |
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Espaçamento dielétrico |
A alteração afeta a impedância, as relações planas, a espessura total ou o ajuste mecânico? |
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Construção de cobre |
Isso afeta a geometria final, a impedância, os caminhos de corrente, a corrosão ou o comportamento térmico? |
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Estrutura via ou microvia |
Isso altera os requisitos de laminação, confiabilidade, construção de almofadas, testes ou aceitação? |
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Acabamento de superfície |
Ele permanece compatível com soldagem, contatos, armazenamento, desempenho elétrico e requisitos do cliente? |
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Acabamento de contato seletivo |
Os requisitos de desgaste, resistência de contato, adesão e uso do produto-ainda são atendidos? |
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Espessura do PCB acabado |
Isso afeta conectores, gabinetes, acessórios, recursos de{0}ajuste à pressão ou qualificação do produto? |
Nem toda mudança precisa da aprovação de todos os departamentos. Necessita da aprovação dos responsáveis pelo requisito que pode ser movido.
Uma proposta de fornecedor torna-se liberada somente após a conclusão da aprovação técnica aplicável.
O que liberar antes da fabricação do PCB
Um pacote de fabricação útil pode incluir:
- Gerber, ODB++, IPC-2581 ou dados de fabricação equivalentes;
- desenho de fabricação;
- requisitos de empilhamento-aprovado ou de empilhamento-controlado;
- funções de camada;
- requisitos materiais ou regras familiares{0}}materiais aprovadas;
- espessura de PCB acabada e tolerância controlada;
- requisitos de cobre por camada;
- requisitos de impedância-controlada;
- perfurar e via informações;
- requisitos cegos, enterrados, preenchidos, tampados ou microvia;
- acabamento superficial e áreas de{0}acabamento seletivo;
- requisitos de-contato elétrico, encaixe-de pressão ou ligação-de fio;
- rota esperada de processo de tecnologia-SMT, THT ou mista;
- Revisão de PCB e produto;
- regras de aprovação-equivalentes e de alteração-aprovadas.
A mesma nota não precisa ser copiada em todos os arquivos.
Uma fonte clara de autoridade é melhor do que várias cópias inconsistentes. Os dados de layout, desenho de fabricação, cotação, consultas técnicas e registro de aprovação devem apontar para a mesma construção.
Um pacote de fabricação completo é aquele em que cada arquivo descreve o mesmo PCB lançado.
Perguntas a serem encerradas antes que o Conselho seja ordenado
Antes de liberar o PCB, confirme:
- Quais relacionamentos{0}}de empilhamento são controlados elétrica, mecanicamente ou funcionalmente?
- O fabricante pode usar um empilhamento padrão-ou a construção proposta requer aprovação?
- Os requisitos de cobre são identificados por camada e por condição inicial ou final, quando relevante?
- A espessura da PCB acabada afeta um conector, gabinete, recurso de{0}ajuste por pressão ou acessório?
- Que montagem e sequência térmica a placa preenchida experimentará?
- Qual função do produto levou ao acabamento superficial selecionado?
- A cotação, o desenho de fabricação, as aprovações técnicas e o projeto liberado descrevem a mesma construção de PCB?
Essas questões não substituem o projeto de PCB ou a validação do processo.
Eles evitam interpretações evitáveis após a fabricação já ter começado.
Como a STHL coordena as especificações de PCB e a preparação da montagem
Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. oferece suporte à fabricação de PCB e preparação de montagem downstream em fluxos de trabalho de fabricação de EMS e PCBA baseados em projetos.
Dentro do escopo confirmado do projeto, uma revisão de engenharia pode considerar:
- Contagem e empilhamento de camadas de PCB-;
- espessura do material e da placa acabada;
- requisitos de cobre por camada;
- impedância controlada;
- estruturas de via e IDH;
- acabamento superficial;
- panelização;
- preparação de estêncil e montagem;
- Requisitos de tecnologia SMT, THT ou mista-;
- consistência de revisão de fabricação e montagem.
O objetivo é identificar onde uma suposição de fabricação ou mudança proposta pode afetar a capacidade de fabricação, a preparação da montagem ou a condição do produto liberado. A autoridade final do projeto elétrico, mecânico e do produto-permanece com o cliente e os proprietários do projeto aplicável.
Revise os STHLsFabricação de PCBscapacidades quando a construção de PCB, os requisitos de fabricação e a preparação da produção posterior precisam ser coordenados.
A mesma linha de base de PCB liberada pode então suportar a colocação de componentes, soldagem, inspeção e execução de produção dentro do escopo de montagem confirmado.
Envie os dados de fabricação e montagem liberados atravésSolicite um orçamentoou envie os requisitos do projeto parainfo@pcba-china.com.
Conclusão
O empilhamento-de PCB, o peso do cobre e o acabamento superficial aparecem como entradas separadas em um desenho de fabricação ou cotação.
Na produção, eles se tornam uma única placa.
O empilhamento-estabelece a construção física e elétrica. A especificação do cobre estabelece a estrutura do condutor. O acabamento superficial estabelece a condição da interface de soldagem, contato ou ligação.
Cada item pode permitir flexibilidade de fabricação, mas essa flexibilidade precisa de um limite de aprovação claro.
Uma especificação-de PCB pronta para fabricação informa ao fabricante o que pode mudar, informa ao montador qual placa esperar e informa à equipe de produto quando uma proposta deve retornar para aprovação.
Esse é o objetivo de revisar a pilha de PCB-para montagem antes que os dados de fabricação, cotações, ferramentas e preparação de produção comecem a se mover de forma independente.
