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Siete problemas en el diseño de PCB
Hay siete cuestiones que deben tenerse en cuenta: Diseño de PCB! Para facilitar la expresión, Análisis de siete aspectos: Corte, Perforación, Cableado, Película de resistencia a la soldadura, Carácter, surface treatment and forming:
1. El material de Corte tiene en cuenta principalmente el espesor de la placa y el espesor del Cobre:
Las placas de la serie estándar de espesor superior a 0,8 mm son: 1,0 1,2 1,6 2,0 3,2 mm, las placas de espesor inferior a 0,8 mm no se consideran series estándar. El espesor se puede determinar de acuerdo a las necesidades, pero el espesor común es: 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,6 mm, el material se utiliza principalmente en la capa interna de la placa multicapa.
Diseño de la capa exterior, Observe el espesor de la placa. Aumento del espesor del recubrimiento de cobre para la producción y el procesamiento, Espesor de la película de soldadura, surface treatment (tin spraying, Chapado en oro, Etc..) thickness, Carácter, Aceite de carbono y otros espesores. El espesor real de producción de la placa metálica será superior a 0.05 - 0.1 mm, La placa de estaño será más gruesa que 0.075 - 0.15 mm. Por ejemplo:, Cuando el producto terminado requiere un espesor de 2.0 mm en el momento del diseño, Cuando 2.Por lo general, se selecciona una placa de 0 mm para cortar, El espesor de la placa acabada será de 2.1 - 2.3 mm, Considerar la tolerancia de la placa y la tolerancia de mecanizado. Al mismo tiempo, Si el diseño requiere que el espesor de la placa acabada no sea superior a 2.0 mm, La placa debe estar hecha de 1.Placa no convencional de 9 mm. Este Procesamiento de PCB La fábrica necesita un pedido temporal del fabricante de placas, Los plazos de entrega serán muy largos.
Cuando se fabrica una capa interna, el espesor laminado puede ajustarse mediante el espesor y la configuración estructural del prepreg (PP). El rango de selección del núcleo puede ser flexible. Por ejemplo, el espesor de la placa acabada debe ser de 1,6 mm, la selección de la placa (placa central) puede ser de 1,2 mm o 1,0 mm, mientras el espesor de la placa laminada esté dentro de un cierto rango, el espesor de la placa acabada puede ser satisfecho.
Tolerancia al espesor de la placa. El diseñador de PCB debe tener en cuenta las siguientes tolerancias de espesor: Procesamiento de PCB Teniendo en cuenta la tolerancia de montaje del producto. Hay tres aspectos principales que afectan a la tolerancia del producto terminado:, Incluidas las tolerancias de los materiales entrantes, Tolerancia a la laminación y tolerancia al engrosamiento. Several conventional sheet tolerances are now provided for reference: (0.8 - 1.0)±0.1 (1.2 - 1.6)±0.13 2.0 ⅱ ± 0.18 3.0 ⅱ ± 0.23 Laminating tolerances are controlled within ±(0.05 - 0.1) according to different layers and thicknesses MM. Especially for boards with board edge connectors (such as printed plugs), El espesor y la tolerancia de la placa se determinarán de acuerdo con los requisitos del conector..
El espesor de la superficie del cobre es un problem a, ya que el cobre del agujero necesita ser chapado sin electrodos y chapado de cobre. Si no se hace un tratamiento especial, el cobre del agujero se espesa, el espesor de la superficie del cobre será más grueso. De acuerdo con el estándar IPC - A - 600g, los espesores mínimos de recubrimiento de cobre para las clases 1, 2 y 3 son 20um y 25um, respectivamente. Por lo tanto, si el espesor de cobre es necesario en el proceso de producción de PCB, el espesor de cobre es 1oz (mínimo 30,9um), y El material de corte Hoz (mínimo 15,4um) se puede seleccionar a veces de acuerdo con el ancho de línea / distancia de línea. Eliminar la tolerancia permitida de 2 - 3 um hasta un mínimo de 33,4 um. Si se selecciona el corte de 1 Oz, el espesor mínimo del cobre terminado será de 47,9 um. Otros cálculos de espesor de cobre están disponibles, etc.
2. La tolerancia dimensional del agujero, la pre - Ampliación del agujero, el mecanizado del agujero al borde de la placa, el diseño del agujero no metálico y el agujero de localización se consideran principalmente en la perforación:
En la actualidad, el bit más pequeño utilizado para la perforación mecánica es de 0,2 mm, pero debido al espesor del cobre de la pared del agujero y el espesor de la capa protectora, el diámetro del agujero de diseño debe ampliarse en el proceso de producción, y la placa de estaño debe aumentarse en 0,15 mm. La placa de oro necesita ser aumentada en 0,1 mm. La cuestión clave aquí es si la distancia entre el agujero y el circuito y la piel de cobre cumple los requisitos de mecanizado si el diámetro del agujero se expande. ¿Es suficiente el anillo de soldadura de la almohadilla de circuito originalmente diseñada? Por ejemplo, el diámetro del orificio es de 0,2 mm y el diámetro de la almohadilla es de 0,35 mm. El cálculo teórico muestra que 0075 mm en un lado del anillo de soldadura se puede mecanizar completamente, pero no hay anillo de soldadura después de que el bit se expande de acuerdo con la placa de estaño. Si el ingeniero cam no puede ampliar la almohadilla debido a problemas de espaciamiento, no puede procesar y producir la placa de circuito.
Tolerancia al diámetro del agujero: en la actualidad, la mayoría de las tolerancias de perforación de la Plataforma de perforación doméstica se controlan a ± 0,05 mm, y la tolerancia del espesor de la galvanoplastia en el agujero, la tolerancia del agujero metalizado se controla a - ± 0075 mm, la tolerancia del agujero no metalizado se controla a - ± 0,05 mm.
Otro problem a fácil de ignorar es la distancia de aislamiento entre el agujero perforado y la capa interna de cobre de la placa multicapa. Debido a que la tolerancia de posicionamiento del agujero es de ± 0075 mm, la tolerancia de expansión y contracción del laminado interno cambia de ± 0,1 mm. Por lo tanto, en el diseño, la distancia entre el borde del agujero y la línea o la piel de cobre es superior a 0,15 mm, y el grado de aislamiento de 6 u 8 capas es superior a 0,2 mm, lo que facilita la producción.
Hay tres métodos comunes para hacer agujeros no metálicos, sello de película seca o taponamiento de partículas de caucho, para que el cobre recubierto en los agujeros no esté protegido contra la corrosión, y la capa de cobre en la pared del agujero se puede eliminar durante el grabado. Preste atención al sellado de película seca, el diámetro del agujero no es superior a 6,0 mm, el agujero del tapón de Goma no es inferior a 11,5 mm. Además, se utilizan perforaciones secundarias para la fabricación de agujeros no metálicos. Independientemente del método utilizado, el agujero no metálico debe estar libre de cobre en el rango de 0,2 mm.
El diseño del agujero de localización es un problem a fácil de ignorar. En el proceso Placa de circuito Tratamiento, Ensayo, Se requieren agujeros mayores de 1 para punzonar o fresar la forma.Agujero de posicionamiento de 5 mm como placa. Tiempo de diseño, Es necesario considerar la distribución de los agujeros tanto como sea posible. Placa de circuito Triangular.
En tercer lugar, la línea de producción considera principalmente el efecto del grabado en línea
Debido a la influencia de la corrosión lateral, el espesor del cobre y la tecnología de procesamiento diferente se consideran en el proceso de producción y procesamiento, y la línea debe tener cierta rugosidad previa. La compensación convencional para el cobre hoz utilizado para la pulverización de estaño y chapado en oro es de 0025 mm, la compensación convencional para el espesor del cobre 1oz es de 0,05 - 0075 mm, y la capacidad de producción y procesamiento del ancho de línea / espaciamiento de línea es de 0075 / 0075 mm. Por lo tanto, es necesario considerar la compensación en el proceso de producción al diseñar el ancho máximo de línea / espaciamiento de línea.
La placa dorada no necesita ser removida del circuito después del grabado, y el ancho de línea no se reduce, por lo que no hay necesidad de compensación. Sin embargo, cabe señalar que la anchura de la piel de cobre bajo la capa de oro será menor que la anchura de la capa de oro, ya que el grabado lateral todavía existe. Si el cobre es demasiado grueso o demasiado grabado, la superficie de oro se colapsará fácilmente, resultando en una mala soldadura.
Para los circuitos con impedancia característica, el ancho de línea / espaciamiento de línea será más estricto.
En cuarto lugar, la parte más problemática de la producción de máscaras de soldadura es el método de procesamiento de máscaras de soldadura a través del agujero:
Además de la función de conducción a través del agujero, muchos ingenieros de diseño de PCB diseñan el componente como un punto de prueba en línea para el producto terminado después de ensamblarlo, e incluso muy pocos como un agujero de inserción del componente. Con el fin de evitar la coloración de la soldadura en el diseño convencional del orificio, está diseñado para cubrir el aceite. Si es un punto de prueba o un agujero de inserción, debe abrir la ventana.
Sin embargo, el aceite de tapa a través del agujero de la placa de circuito de pulverización de estaño es muy fácil de hacer que las cuentas de estaño se incrustan en el agujero, por lo que una parte considerable del producto está diseñado como aceite de enchufe a través del agujero, y la posición de bga también se considera aceite de enchufe para facilitar el embalaje de bga. Sin embargo, cuando el diámetro del agujero es superior a 0,6 mm, aumentará la dificultad del enchufe de aceite (el enchufe no está lleno). Por lo tanto, la placa de estaño también está diseñada como una ventana semiabierta con un diámetro de Poro superior a 0065 mm en un lado y un borde de agujero dentro de 0065 mm. Pulverización de estaño.
El procesamiento de caracteres se refiere principalmente a la adición de almohadillas de soldadura y marcas relacionadas en los caracteres.
Dado que el diseño de los componentes es cada vez más denso, es necesario tener en cuenta que la almohadilla no se puede colocar cuando se imprimen los caracteres, al menos para asegurar que la distancia entre los caracteres y la almohadilla sea superior a 0,15 mm, a veces el marco de los componentes y los símbolos de los componentes no Se distribuyen completamente en el tablero de circuitos. Afortunadamente, ahora está pegado. La mayoría de las películas son hechas por máquinas, por lo que si realmente no es posible ajustar el diseño, considere imprimir sólo cajas de caracteres en lugar de símbolos de componentes.
El logotipo suele incluir el logotipo del proveedor, el logotipo ul, el grado de ignífugo, el logotipo antiestático, el ciclo de producción, el logotipo especificado por el cliente, etc. el significado de cada logotipo debe ser claro, preferiblemente a un lado y el lugar de colocación especificado.
En sexto lugar, la influencia del recubrimiento superficial (galvanoplastia) en el diseño de PCB:
En la actualidad, Los métodos convencionales de tratamiento de superficie más utilizados incluyen el recubrimiento de oro OSP, Lixiviación de oro, Pulverización de estaño.
Podemos comparar las ventajas y desventajas de cada método en términos de costos, Soldabilidad, Resistencia al desgaste, Antioxidación, Diferentes procesos de producción, Perforación y reconstrucción de circuitos.
Proceso OSP: bajo costo, buena conductividad eléctrica y buena integridad, pero baja resistencia a la oxidación, desfavorable para el almacenamiento. La compensación de perforación es generalmente de 0,1 mm y la compensación de espesor de cobre hoz es de 0025 mm. Teniendo en cuenta la alta vulnerabilidad a la oxidación y la contaminación por polvo, el proceso OSP se completa después de la formación y limpieza. Cuando el tamaño de un solo chip es inferior a 80 mm, se debe considerar la forma de empalme de entrega.
Proceso de galvanoplastia de níquel - oro: buena resistencia a la oxidación y resistencia al desgaste. Cuando se utiliza en enchufes o puntos de contacto, el espesor de la capa de oro es superior o igual a 1,3 um. El espesor de la capa de oro utilizada para la soldadura es generalmente de 0,05 a 0,1 um, pero la soldabilidad relativa es pobre. La compensación de perforación se realiza de acuerdo con 0,1 mm, sin compensación de ancho de línea. Tenga en cuenta que cuando el espesor del cobre es superior a 1 Oz, la capa de cobre por debajo de la capa de oro en la superficie puede causar grabado excesivo y colapso, resultando en problemas de soldabilidad. El chapado en oro requiere asistencia eléctrica. El proceso de recubrimiento de Oro está diseñado antes del grabado. El tratamiento completo de la superficie también tiene un efecto anticorrosivo. Después del grabado, el proceso de eliminación de la resistencia a la corrosión disminuye, por lo que el ancho de línea no se compensa.
Proceso de recubrimiento electrolítico de níquel - oro (inmersión): buena resistencia a la oxidación, buena resistencia, recubrimiento suave se utiliza ampliamente en la placa SMT, la compensación de perforación es de 0,15 mm, la compensación de espesor de cobre hoz es de 0025 mm, porque el proceso de inmersión de Oro está diseñado después de la soldadura de resistencia, por lo que la protección contra la corrosión es necesaria antes del grabado. Después del grabado, es necesario eliminar la resistencia a la corrosión. Por lo tanto, la compensación del ancho de línea es mayor que la compensación del ancho de línea de la placa Chapada en oro. El consumo de sal de oro de la placa de inmersión de oro es obviamente menor que el de la placa de recubrimiento de oro para la placa de recubrimiento de cobre de gran área.
Proceso de pulverización de estaño (63 SN / 37 PB): la resistencia a la oxidación, la dureza y la planitud son relativamente óptimas, la compensación de perforación es de 0,15 mm, la compensación de ancho de línea de espesor de cobre hoz es de 0025 mm, y el proceso es básicamente el mismo que el proceso de deposición de oro. Es el método de tratamiento de superficie más común en la actualidad.
Directiva RoHS propuesta por la UE, Rechaza seis sustancias nocivas que contienen plomo, Mercurio, Cadmio, Cromo hexavalente, polybrominated diphenyl ethers (PBDE) and polybrominated biphenyls (PBB). The surface treatment introduced pure tin (tin copper
7. La fabricación de rompecabezas y formas también es difícil de integrar en el diseño:
En primer lugar, debe tenerse en cuenta la conveniencia del proceso de montaje de la placa de circuito. La distancia de tiempo de la forma de molienda eléctrica se montará de acuerdo con el diámetro del cortador (1.6 1.2 1.0 0.8). Al perforar la forma de la placa, observe si la distancia entre el agujero y la línea y el borde de la placa es mayor que el espesor de la placa. El tamaño mínimo de estampado debe ser superior a 0,8 mm. Si se utiliza una conexión de corte en forma de V, los bordes de la placa de circuito y el cobre deben estar a 0,3 mm del Centro de corte en forma de V.
En segundo lugar, debemos considerar la utilización de materiales a gran escala. Debido a que las especificaciones de los materiales a gran escala son relativamente fijas, las placas comunes tienen 930x1245, 1040x1245 y 1090x1245 especificaciones. Si el montaje del transportador no es razonable, es fácil desperdiciar la placa.
