Elektronisches Design - PCB Backplane Design und Testpunkte

Der große Unterschied zwischen einer herkömmlichen Leiterplatte und einer Backplane liegt in der Größe und dem Gewicht der Leiterplatte, sowie die Verarbeitung von großen und schweren Rohstoffplatten. Die Stundardgröße von Leiterplattenherstellung Ausrüstung ist normalerweise 24x24 Zoll. Allerdings, Benutzer, insbesondere Telekommunikationsnutzer, größere Backplanes erfordern. Dies hat die Bestätigung und den Kauf von großformatigen Brettförderwerkzeugen gefördert. Designer müssen zusätzliche Kupferschichten hinzufügen, um das Routingproblem des Steckverbinders mit großer Pin-Anzahl zu lösen, was die Anzahl der Backplane-Schichten erhöht. Die rauen EMV- und Impedanzbedingungen erfordern auch eine Erhöhung der Anzahl der Schichten im Design, um eine angemessene Abschirmung zu gewährleisten, Übersprechen reduzieren, und Verbesserung der Signalintegrität.

Wenn eine Karte mit hohem Stromverbrauch in die Backplane eingeführt wird, muss die Dicke der Kupferschicht moderat sein, um den erforderlichen Strom bereitzustellen, um sicherzustellen, dass die Karte normal arbeiten kann. All diese Faktoren führen zu einem Anstieg des Durchschnittsgewichts der Backplane, was erfordert, dass Förderbänder und andere Fördersysteme nicht nur großformatige Rohplatten sicher transportieren können, sondern auch berücksichtigen müssen, dass ihr Gewicht zugenommen hat.

Das Bedürfnis des Anwenders nach einem dünneren Schichtkern und einer mehr geschichteten Backplane bringt zwei gegensätzliche Anforderungen an das Fördersystem mit sich. Förderbänder und Fördergeräte müssen einerseits großformatige dünne Platten mit einer Dicke von weniger als 0,10 mm (0,004 Zoll) ohne Beschädigung aufnehmen und transportieren können, andererseits müssen sie auch 10 mm (0,394 Zoll) dick und 25 kg (56 Pfund) Gewicht transportieren können. Das Brett fällt nicht vom Brett.

Der Unterschied zwischen der Dicke der inneren Platten (0.1mm, 0.004 Zoll) und der Dicke der endgültigen Backplane (bis zu 10mm, 0.39 Zoll) beträgt zwei Größenordnungen, was bedeutet, dass das Fördersystem stark genug sein muss, um sie sicher durch den Verarbeitungsbereich zu transportieren. Da die Backplane dicker als die herkömmliche Leiterplatte ist und die Anzahl der Löcher viel größer ist, kann die Prozessflüssigkeit leicht herausfließen. Die 10mm dicke Rückplatte mit 30.000 Löchern kann leicht eine kleine Menge Arbeitsflüssigkeit entnehmen, die durch Oberflächenspannung im Führungsloch adsorbiert wird. Um die transportierte Flüssigkeitsmenge zu minimieren und eventuelle Trocknungsverunreinigungen am Führungsloch auszuschließen, ist es äußerst wichtig, das Bohrloch mittels Hochdruckspülung und Luftgebläse zu reinigen.

Ebenenkontrapunkt

Da Benutzeranwendungen immer mehr Leiterplattenschichten erfordern, wird die Ausrichtung zwischen den Schichten sehr wichtig. Die Ausrichtung zwischen den Schichten erfordert Toleranzkonvergenz. Die Platinengröße ist für diese Konvergenzanforderung anspruchsvoller geworden. Alle Layoutprozesse werden in einer bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitskontrollierten Umgebung produziert. Die Belichtungsausrüstung befindet sich in der gleichen Umgebung, und die Ausrichtungstoleranz des vorderen Bildes und des hinteren Bildes des gesamten Bereichs muss bei 0.0125mm (0.0005 Zoll) beibehalten werden. Um diese Genauigkeitsanforderung zu erreichen, muss eine CCD-Kamera verwendet werden, um die Ausrichtung des vorderen und hinteren Layouts abzuschließen.

Nach dem Ätzen verwenden Sie ein Vier-Bohrsystem, um die Innenplatte zu perforieren. Die Perforation geht durch die Kernplatte, die Positionsgenauigkeit wird bei 0.025mm (0.001 Zoll) beibehalten, und die Wiederholbarkeit ist 0.0125mm (0.0005 Zoll). Setzen Sie dann einen Stift in die Perforation ein, um die geätzte innere Schicht auszurichten und die innere Schicht miteinander zu verbinden.

Zu Beginn kann die Verwendung dieser Nachätzperforationsmethode die Ausrichtung des gebohrten Lochs und der geätzten Kupferplatte vollständig sicherstellen und eine solide ringförmige Konstruktionsstruktur bilden. Da Benutzer jedoch mehr und mehr Schaltungen in einem kleineren Bereich in Bezug auf PCB-Routing benötigen, muss die Größe der geätzten Kupferplatte kleiner sein, und die Zwischenschicht-Kupferplatte muss ein besserer Gegenpunkt sein, um die Fixkosten der Platine unverändert zu halten. Um dieses Ziel zu erreichen, kann eine Röntgenbohrmaschine erworben werden. Das Gerät kann ein Loch auf einem großen Brett von 1092*813mm (43*32 Zoll) mit einer Positionsgenauigkeit von 0.025mm (0.001 Zoll) bohren. Es gibt zwei Verwendungsmöglichkeiten:

1. Verwenden Sie eine Röntgenmaschine, um das geätzte Kupfer auf jeder Schicht zu beobachten, und bestimmen Sie eine gute Position mit Hilfe von Bohrungen.

2. Die Bohrmaschine speichert statistische Daten und zeichnet die Abweichung und Divergenz der Ausrichtungsdaten relativ zum theoretischen Wert auf. Diese SPC-Daten werden an die vorherigen Verarbeitungsverfahren zurückgegeben, wie die Auswahl der Rohstoffe, Verarbeitungsparameter und Layoutzeichnung usw., um die Änderungsrate zu reduzieren und den Prozess kontinuierlich zu verbessern.

Obwohl der Galvanikprozess jedem Standardplattierungsverfahren ähnlich ist, gibt es aufgrund der einzigartigen Eigenschaften der großflächigen Backplane zwei Hauptunterschiede, die berücksichtigt werden müssen.

Vorrichtungen und Fördermittel müssen in der Lage sein, große und schwere Platten gleichzeitig zu transportieren. Das Gewicht eines großformatigen Rohstoffsubstrats von 1092x813mm (43x32 Zoll) kann 25 Kilogramm (56 Pfund) erreichen. Das Substrat muss während des Transports und der Verarbeitung sicher greifen können. Das Design des Tanks muss tief genug sein, um die Platte aufzunehmen, und einheitliche Beschichtungseigenschaften müssen im gesamten Tank beibehalten werden.

In der Vergangenheit haben Anwender alle Einpressverbinder für Backplanes spezifiziert, so dass sie sich zu stark auf die Gleichmäßigkeit der Kupferbeschichtung verlassen. Die Dicke der Backplane erzeugt eine Variation von 0,8 mm bis 10,0 mm (0,03 Zoll bis 0,394 Zoll). Verschiedene Seitenverhältnisse und größere Substratspezifikationen machen den Einheitlichkeitsindex der Galvanik kritisch. Um die erforderliche Gleichmäßigkeit zu erreichen, müssen periodische Reverse- (Impuls-) Plattierungssteuergeräte verwendet werden. Darüber hinaus muss das notwendige Rühren durchgeführt werden, um die Plattierungsbedingungen so gleichmäßig wie möglich zu halten.

Zusätzlich zu der gleichmäßigen Dicke der Beschichtungsschicht, die zum Bohren erforderlich ist, haben Backplane-Designer im Allgemeinen unterschiedliche Anforderungen an die Gleichmäßigkeit von Kupfer auf der äußeren Schichtoberfläche. Einige Designs haben sehr wenige Signalleitungen auf der äußeren Schicht geätzt. Auf der anderen Seite wird es angesichts der Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsdaten und Impedanzsteuerkreisen notwendig werden, eine nahezu massive Kupferplatte auf der Außenschicht zur EMV-Abschirmung zu installieren.

Erkennung

Da Anwender mehr Schichten benötigen, ist es sehr wichtig, vor dem Kleben darauf zu achten, dass Defekte auf der inneren geätzten Schicht identifiziert und isoliert werden. Um eine effektive und wiederholbare Kontrolle der Backplane-Impedanz zu erreichen, sind Breite, Dicke und Toleranz der Ätzlinie zu Schlüsselindikatoren geworden. Zu diesem Zeitpunkt kann das AOI-Verfahren verwendet werden, um sicherzustellen, dass das geätzte Kupfermuster mit den Konstruktionsdaten übereinstimmt. Das Impedanzmodell wird verwendet, um die Empfindlichkeit der Impedanz gegenüber Linienbreitenänderungen zu bestimmen und zu steuern, indem die Linienbreitentoleranz auf dem AOI eingestellt wird.

Große und mehrfach gebohrte Backplanes und der Trend, aktive Schaltkreise auf der Backplane zu platzieren, haben gemeinsam die Notwendigkeit einer strengen Inspektion von blanken Platinen vor der Bauteilbelastung für eine effiziente Produktion gefördert.

Die Zunahme der Anzahl der Löcher auf der Backplane bedeutet, dass die blanke Board-Testvorrichtung sehr kompliziert wird, obwohl die Verwendung einer dedizierten Vorrichtung die Unit-Testzeit erheblich verkürzen kann. Um den Produktionsprozess und die Prototypenherstellungszeit zu verkürzen, wird die beidseitige fliegende Sondenerkennungsvorrichtung verwendet und die ursprünglichen Konstruktionsdaten für die Programmierung verwendet, die die Konsistenz mit den Designanforderungen des Benutzers sicherstellen, Kosten senken und die Markteinführungszeit verkürzen kann.

Das oben genannte sind die wichtigsten Punkte von PCB Backplane Design und Prüfung. Ipcb wird auch für Leiterplattenhersteller and Leiterplattenherstellung Technologie