Progettazione PCB - Punti di progettazione e collaudo del backplane PCB

La grande differenza tra un PCB convenzionale e un backplane risiede nelle dimensioni e nel peso della scheda, nonché nella lavorazione di pannelli di materie prime grandi e pesanti. La dimensione standard delle apparecchiature di produzione PCB è tipicamente 24x24 pollici. Tuttavia, gli utenti, in particolare gli utenti delle telecomunicazioni, richiedono backplane più grandi. Ciò ha favorito la conferma e l'acquisto di utensili di trasporto di grandi dimensioni. I progettisti devono aggiungere ulteriori strati di rame per risolvere il problema di routing del connettore a grande pin-count, che aumenta il numero di strati backplane. Le dure condizioni di EMC e impedenza richiedono anche un aumento del numero di strati nella progettazione per garantire una schermatura adeguata, ridurre il crosstalk e migliorare l'integrità del segnale.

Quando una scheda ad alto consumo energetico viene inserita nel backplane, lo spessore dello strato di rame deve essere moderato per fornire la corrente necessaria per garantire che la scheda possa funzionare normalmente. Tutti questi fattori portano ad un aumento del peso medio del backplane, che richiede che i nastri trasportatori e gli altri sistemi di trasporto non solo devono essere in grado di trasferire in sicurezza tavole grezze di grandi dimensioni, ma devono anche tenere conto del fatto che il loro peso è aumentato.

L'esigenza dell'utente di un nucleo di strato più sottile e di un backplane più stratificato comporta due requisiti opposti per il sistema di trasporto. I nastri trasportatori e i dispositivi di trasporto devono essere in grado di raccogliere e trasportare lastre sottili di grande formato con uno spessore inferiore a 0,10 mm (0,004 pollici) senza danni, da un lato, e devono anche essere in grado di trasportare 10 mm (0,394 pollici) di spessore e 25 kg (56 libbre) di peso, dall'altro. La tavola non cade dalla tavola.

La differenza tra lo spessore delle piastre interne (0,1 mm, 0,004 pollici) e lo spessore del backplane finale (fino a 10 mm, 0,39 pollici) è di due ordini di grandezza, il che significa che il sistema di trasporto deve essere abbastanza forte da trasportarle in modo sicuro Trasferimento attraverso l'area di lavorazione. Poiché il backplane è più spesso del PCB convenzionale e il numero di fori è molto più grande, è facile far defluire il fluido di processo. La piastra posteriore spessa 10mm con 30.000 fori può facilmente estrarre una piccola quantità di fluido di lavoro che è adsorbito nel foro di guida dalla tensione superficiale. Al fine di ridurre al minimo la quantità di liquido trasportato ed eliminare la possibilità che eventuali impurità di essiccazione rimangano nel foro di guida, è estremamente importante pulire il foro per mezzo di lavaggio ad alta pressione e ventilatore d'aria.

Contropunto livello

Poiché le applicazioni utente richiedono sempre più strati di scheda, l'allineamento tra i livelli diventa molto importante. L'allineamento tra strati richiede convergenza di tolleranza. La dimensione della scheda è diventata più esigente per questo requisito di convergenza. Tutti i processi di layout sono prodotti in un determinato ambiente a temperatura e umidità controllata. L'apparecchiatura di esposizione è nello stesso ambiente e la tolleranza di allineamento dell'immagine anteriore e dell'immagine posteriore dell'intera area deve essere mantenuta a 0,0125mm (0,0005 pollici). Per raggiungere questo requisito di precisione, è necessario utilizzare una telecamera CCD per completare l'allineamento del layout anteriore e posteriore.

Dopo l'incisione, utilizzare un sistema a quattro fori per perforare la piastra interna. La perforazione passa attraverso la piastra centrale, l'accuratezza della posizione è mantenuta a 0,025mm (0,001 pollici) e la ripetibilità è 0,0125mm (0,0005 pollici). Quindi inserire un perno nella perforazione per allineare lo strato interno inciso mentre incolla lo strato interno insieme.

All'inizio, l'uso di questo metodo di perforazione post-incisione può garantire completamente l'allineamento del foro forato e della piastra di rame inciso, formando una solida struttura di progettazione a forma di anello. Tuttavia, poiché gli utenti richiedono sempre più circuiti da posare in un'area più piccola in termini di routing PCB, al fine di mantenere invariato il costo fisso della scheda, la dimensione della piastra di rame inciso deve essere più piccola e la piastra di rame intercalare deve essere migliore Contropunto. Per raggiungere questo obiettivo, una perforatrice a raggi X può essere acquistata. Il dispositivo può perforare un foro su una scheda di grandi dimensioni di 1092 * 813mm (43 * 32 pollici) con una precisione di posizione di 0,025mm (0,001 pollici). Ci sono due usi:

1. Utilizzare una macchina a raggi X per osservare il rame inciso su ogni strato e determinare una buona posizione con l'aiuto di fori di perforazione.

2. La perforatrice memorizza i dati statistici e registra la deviazione e la divergenza dei dati di allineamento rispetto al valore teorico. Questi dati SPC vengono riportati alle procedure di lavorazione precedenti, come la selezione delle materie prime, i parametri di lavorazione e il disegno del layout, ecc., per contribuire a ridurre il tasso di cambiamento e migliorare continuamente il processo.

Sebbene il processo di galvanizzazione sia simile a qualsiasi processo di placcatura standard, a causa delle caratteristiche uniche del backplane su larga scala, ci sono due differenze principali che devono essere considerate.

Gli apparecchi e le attrezzature di trasporto devono essere in grado di trasportare contemporaneamente tavole di grandi dimensioni e tavole pesanti. Il peso di un substrato di materia prima di grande formato di 1092x813mm (43x32 pollici) può raggiungere i 25 chilogrammi (56 libbre). Il substrato deve essere in grado di essere saldamente afferrato durante il trasporto e la lavorazione. Il design del serbatoio deve essere sufficientemente profondo da accogliere il bordo e le caratteristiche uniformi di placcatura devono essere mantenute in tutto il serbatoio.

In passato, tutti gli utenti hanno specificato connettori pressfit per backplanes, quindi hanno fatto troppo affidamento sull'uniformità della placcatura in rame. Lo spessore del piano posteriore produce una variazione da 0,8 mm a 10,0 mm (0,03 pollici a 0,394 pollici). L'esistenza di vari rapporti di aspetto e di più grandi specifiche del substrato rendono l'indice di uniformità della galvanizzazione diventato critico. Per ottenere l'uniformità richiesta, devono essere utilizzate apparecchiature periodiche di controllo della placcatura inversa ("pulse") e devono essere effettuate le agitazioni necessarie per mantenere le condizioni di placcatura il più uniforme possibile.

Oltre allo spessore uniforme dello strato di placcatura richiesto per la perforazione, i progettisti del backplane generalmente hanno requisiti diversi per l'uniformità del rame sulla superficie dello strato esterno. Alcuni disegni hanno pochissime linee di segnale incise sullo strato esterno. D'altra parte, di fronte alla domanda di velocità di dati ad alta velocità e circuiti di controllo dell'impedenza, diventerà necessario installare uno strato di rame quasi solido sullo strato esterno per la schermatura EMC.

rilevamento

Poiché gli utenti richiedono più strati, è molto importante assicurarsi che i difetti siano identificati e isolati sullo strato interno inciso prima dell'incollaggio. Al fine di ottenere un controllo efficace e ripetibile dell'impedenza del backplane, la larghezza, lo spessore e la tolleranza della linea di incisione sono diventati indicatori chiave. In questo momento, il metodo AOI può essere utilizzato per garantire la corrispondenza del modello in rame inciso con i dati di progettazione. Il modello di impedenza viene utilizzato per determinare e controllare la sensibilità dell'impedenza alle variazioni di larghezza della linea impostando la tolleranza di larghezza della linea sull'AOI.

I backplane di grandi dimensioni e multi-forati e la tendenza di posizionare circuiti attivi sul backplane hanno promosso congiuntamente la necessità di un rigoroso controllo delle schede nude prima del caricamento dei componenti per una produzione efficiente.

L'aumento del numero di fori sul backplane significa che il dispositivo di prova a bordo nudo diventerà molto complicato, anche se l'uso di un dispositivo dedicato può ridurre notevolmente il tempo di prova dell'unità. Al fine di abbreviare il processo di produzione e i tempi di produzione del prototipo, viene utilizzato il dispositivo di rilevamento della sonda volante bifacciale e i dati di progettazione originali vengono utilizzati per la programmazione, che può garantire la coerenza con i requisiti di progettazione dell'utente, ridurre i costi e accorciare il tempo di commercializzazione.

Quanto sopra è i punti principali della progettazione e del test del backplane PCB. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione di PCB