Výroba desek plošných spojů

Výroba desek plošných spojů PCB = Printed Circuit Board DPS = Deska Plošných Spojů

 Konstrukční třídy přesnosti  Finální úpravy DPS  Technologie výroby 2-stranných a vícevrstvých desek  HDI – slepé a utopené prokovy (Blind, Burried Vias), microvias  Technologické možnosti vybraných výrobců  Výroba PCB s řízenou impedancí

Konstrukční třídy přesnosti

Třída přesnosti

4

5

6



W

min.

12

8

6



Isol

min.

12

8

6



V

min.

24

16

12



PAD

min.

V+24

V+16

V+12



SMask

min.

PAD+10 PAD+8

PAD+6

Další důležitý parametr:

Jednotky:

Aspect Ratio

1 palec = 2,54 cm

= poměr V : H 1 : 6..8

1 mil

= 0,001 palce

40 milů ≈ 1 mm

Třídy přesnosti definice padstacku

DPS – technologie výroby Layout – finální úpravy • Termální plošky • Obrysy DPS • Můstky pro frézování • Sesazovací značky • Zaměřovací značky • Kótování • Popisy na DPS • Ošetření zlacených konektorů

N N

V = výrobce N = návrhář

V/N V N N N V/N

Obrysy DPS • Zpravidla pouze ve vrstvách SMT/SMB • Možno ve zvláštní vrstvě (frézování...)

Ostřihové značky

Termální plošky

DPS – technologie výroby Layout – finální úpravy Můstky pro frézování • Můstky na kterých zůstává deska držet v rámu • Utopené můstky • Ohýbání desky Sesazovací značky

Zaměřovací značky • Pro osazovací automat (kulaté) • Pro BGA – kontrola osazení • Pro nanášení pasty nebo lepidla (hranaté)

DPS – technologie výroby Layout – finální úpravy Kótování • Výjimečně – zpravidla při frézování nebo panelizaci Popisy na DPS

Ošetření zlacených konektorů

DPS – technologie výroby Generování technologických dat • Fotoplotr • Vrtání Fotoplotr – Extended Gerber • Spoje • Nepájivé masky • Servisní potisk • Pájecí pasta/lepidlo

• Frézování/drážkování • Osazování • RS 274 – X • Jednotky (inch, mm) • Formát (3.4...) • Zero Supression

Vrtání – Excellon, Sieb & Meyer • Počet použitých vrtáků •Jednotky (inch, mm) • Formát (3.4...) • Zero Supression • Průměry vrtáků / konečné průměry otvorů Frézování/drážkování • Gerber data ve spec. vrstvě

Osazování • Pájecí pasta • Lepidlo • Souřadnice, rotace • Výkres • BOM

DPS – technologie výroby Generování technologických dat Extended Gerber 3.4 G04 Aperture Definitions*** *%AMTHERMAL24* 1,1,0.104,0,0,* 1,0,0.074,0,0,* 21,0,0.104,0.015,0,0,45.0* 21,0,0.104,0.015,0,0,13.0*% %ADD10C,0.0550*% %ADD11C,0.0520*% %ADD12R,0.0520X0.0520*% %ADD13C,0.0580*% %ADD14THERMAL24*% G04 Plot Data *** G54D10* G01X0032750Y0014500D02* Y0012700D01* X0032750Y0010500D02* X0014950D01* G54D11* G01X0015850Y0033250D02* Y0013500D01* G54D12* G01X0018348Y0033622D02* Y0034155D01* X0018170D02* X0018810Y0034067D01* Y0033711D01* X0018854Y0033622D01* X0019761D02* G54D13* Y0030250D03* G54D14* X0019750D03* M02*

Excellon 2.4 INCH,TZ T1C0.0300 T2C0.0310 T3C0.0400 T4C0.0450 T5C0.1400 % G05 T1 X222000Y131000 X222000Y152500 X124000Y176600 X135000Y192500 T2 X182000Y145000 X212000Y155000 X212000Y145000 T3 X089000Y103500 X258000Y266000 X089000Y103500 T4 X152500Y176000 X152500Y186000 X152500Y196000 T5 X182000Y120000 X222000Y120000 X124500Y176600 X135500Y192500 T0 M30

ADD10C0.550* = definice kruhové clonky D10 o průměru 0,055, D01 = otevřít uzávěrku, D02 = zavřít uzávěrku, D03 = bliknout světlo, G54D12 = vybrat clonku D12, X0018348Y0033622D02* = přesunout se bez světla do polohy 1,8348(x), 3.3622(y), Y0034155D01* = přesunout do polohy 1,8348(x), 3.4155(y) a přitom svítit, M02* = konec souboru atd…

G05 = vrtání obrazce, T1 = povel k výměně vrtáku, M30 = nastavení registru se STOP–kódem (=konec vrtání)...

DPS – technologie výroby Dvoustranné DPS – semiaditivní postup 1. Zadání výroby 2. Technologický rozbor a příprava dat 3. Vykreslení filmových matric 4. Formátování základního materiálu 5. Vrtání 6. Prokovení otvorů 7. Laminace fotorezistu 8. Osvit motivu 9. Vyvolání negativního motivu 10.Galvanické zesílení mědi 11.Leptuvzdorný rezist 12.Odstranění negativního fotorezistu 13.Leptání 14.Odstranění leptuvzdorného rezistu 15.Testování 16.Nepájivá maska 17.HAL/zlacení 18.Potisk 19.Formátování na výsledný rozměr

Semiaditivní postup

Semiaditivní postup Technologie výroby 2‐stranných desek

Semiaditivní postup Technologie výroby 2‐stranných desek

DPS – technologie výroby Vrstvy a jejich tloušťky

Přehled vrstevDPS a jejich typických tlouštěk. Vrstva

Tloušťka

Filmy z fotoplotru Nosný materiál Základní plátování mědí Prokov – aktivace palladiem Prokov – galvanická měď Fotorezist (fólie) Galvanické zesílení mědi Leptuvzdorný rezist – cín Nepájivá maska HAL Nikl (chemicky/galvanicky) Zlato (chemicky/galvanicky)

0,18 mm 0,2 až 3,2 mm, standardně 1,5 mm 5, 9, 18, 35, 70 nebo 105 μm, standardně 18 μm 0,1 μm 6 až 8 μm 38 μm 20 μm 12 μm 25 μm 10 až 15 μm 1 μm / 5 μm 0,1 μm / 1 μm

DPS – technologie výroby 4-vrstvé desky

DPS – technologie výroby Návrh skladby vícevrstvých DPS Dvě základní pravidla:

Cu folie Laminát (prepreg) Jádro (core) Laminát (prepreg) Jádro (core) Laminát (prepreg) Jádro (core) Laminát (prepreg) Cu folie

DPS – vícevrstvé desky Střídání prepregů a jader tak, aby se celá sestava mohla laminovat najednou (nízká cena) Symetrie hustoty mědi od středu na obě strany (prohýbání DPS)

DPS – vícevrstvé desky

Nejčastější chyby návrhářů • Chybí označení stran (vrstev). • Nejednoznačnost označení datových souborů. • Nejednotné měrné jednotky. • Způsob opracování. • Obrysy plošného spoje. • Symetrické rozložení mědi. • Spoje, pájecí plošky a prokovy blízko okraje DPS. • Zbytečně tenké spoje. • Příliš tenké texty. • Servisní potisk přes pájecí plošky. • SMD – malý odstup nepájivé masky. • Zbytečně malé průměry vrtáků. • Průměry vrtáků nebo konečné průměry otvorů? • Mnoho průměrů vrtáků. • Malé mezikruží. • Filmy - pro kusovou nebo sériovou výrobu? • Speciální výřezy.

High Speed Digital Design & High Density Interconnect Key:

PCB – technologie HDI – slepé a utopené prokovy (Blind, Burried), microvias

Core Prepreg Cu - foil

High Speed Digital Design & High Density Interconnect

PCB – technologie

HDI – slepé a utopené prokovy (Blind, Burried), microvias


PCB – technologie



PCB – technologie



PCB – technologické možnosti






PCB – technologické možnosti 2013 Standard šířka spoje/izolační vzdálenost průchozí vrtání bb vrtání (l:hp) mezikruží tl. prepregu soutisk nepájivé masky min. šířka nepájivé masky

w/s th v r/l hp mr md

Advanced

75/75 um 50/50um 280 um 150 um 110 um (1,4:1) 80 um (1,4:1) 125/75 um 100/40 um 40, 50, 65, 100, 125... um +/-38 um +/-25 um 70 um 60 um

Standard

Advanced

100/100 um 85/85 um 200 um 100 um 200 um (1:1) 120um (1:1) 120/120 um 100/100 um 50, 65, 100, 175... um +/-100um +/-70 um 100 um 100 um

Advanced parametry se průběžně mění se zaváděním nových technologií, je nutné je vždy konzultovat s konkrétním výrobcem. l

v

md

mr

r

th

w s

hp

h hl


PCB – technologické možnosti 2014 Standard šířka spoje/izolační vzdálenost průchozí vrtání bb vrtání (l:hp) mezikruží tl. prepregu soutisk nepájivé masky min. šířka nepájivé masky

w/s th v r/l hp mr md

Advanced

75/75 um 50/50um 280 um 150 um 110 um (1,4:1) 80 um (1,4:1) 125/75 um 100/40 um 40, 50, 65, 100, 125... um +/-38 um +/-25 um 70 um 60 um

Standard

Advanced

100/100 um 65/65 um 200 um 100 um 150 um (1:1) 100um (1:1) 120/100 um 100/85 um 50, 65, 100, 175... um +/-100um +/-50 um 100 um 80 um

Advanced parametry se průběžně mění se zaváděním nových technologií, je nutné je vždy konzultovat s konkrétním výrobcem. l

v

md

mr

r

th

w s

hp

h hl


PCB s řízenou impedancí

Příklad zadání:

Předpokládané řazení vrstev: TOP 100um IN2 100um IN3 500um IN4 100um IN5 500um IN6 100um IN7 100um BOT

9-18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 178um, GAP 280um FR4 18um PLANE FR4 18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 100um, GAP 178um FR4 18um PLANE FR4 18um PLANE FR4 18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 100um, GAP 178um FR4 18um PLANE FR4 9-18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 178um, GAP 280um


PCB s řízenou impedancí GERBERy + popis požadované impedance fialové spoje: FPGA Virtex5 - CX4 (rocket I/O) dif. páry Zo=50 Ohm, Zdiff=100 Ohm, +/-10% 3-10GHz modré spoje: FPGA Virtex 5 - DDR2 single: 50-60 Ohm dif. páry Zo=50-60 Ohm, Zdiff=100-120 Ohm 0.5-1GHz

Příklad zadání:

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB s řízenou impedancí

Příklad simulace:

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB s řízenou impedancí

Příklad simulace:


PCB technologie Zdroje:

 www.pragoboard.cz  www.we-online.com  www.ats.net  www.cube.cz  Záhlava, V. : Návrh a konstrukce desek plošných spojů, BEN, Praha 2011

Výroba desek plošných spojů

Recommend Documents