Notizie PCB - Sette questioni che devono essere prese in considerazione nella progettazione di circuiti stampati PCB

Sette questioni che devono essere prese in considerazione nella progettazione di circuiti stampati PCB

Sette questioni devono essere prese in considerazione nella progettazione del circuito stampato PCB! Per facilità di espressione, analisi da sette aspetti: taglio, foratura, cablaggio, maschera di saldatura, caratteri, trattamento superficiale e formatura:1. I materiali di taglio considerano principalmente la questione dello spessore della piastra e dello spessore del rame:

Le serie standard di piastre con uno spessore superiore a 0,8 MM sono: 1,0 1,2 1,6 2,0 3,2 MM, e lo spessore di una piastra inferiore a 0,8 MM non è considerato una serie standard. Lo spessore può essere determinato in base alle esigenze, ma gli spessori comunemente utilizzati sono: 0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.6MM, questo materiale è utilizzato principalmente per lo strato interno delle schede multistrato.

Quando si progetta lo strato esterno, prestare attenzione allo spessore della piastra. La produzione e la lavorazione devono aumentare lo spessore della placcatura di rame, dello spessore della maschera di saldatura, del trattamento superficiale (spruzzo di stagno, placcatura d'oro, ecc.), dello spessore, dei caratteri, dell'olio di carbonio e dell'altro spessore. La produzione effettiva di lamiera sarà più spessa di 0,05-0,1MM, La piastra di latta sarà più spessa di 0,075-0,15mm. Ad esempio, quando il prodotto finito richiede uno spessore di 2,0 mm durante la progettazione, quando il foglio di 2,0 mm è normalmente selezionato per il taglio, lo spessore del foglio finito raggiungerà 2,1-2,3mm, tenendo conto della tolleranza del foglio e della tolleranza di elaborazione. Nel frattempo, se il design richiede che lo spessore della piastra finita non dovrebbe essere superiore a 2,0 mm, la piastra dovrebbe essere fatta di materiale non convenzionale della piastra di 1,9 mm. L'impianto di elaborazione PCB deve ordinare temporaneamente dal produttore della piastra e il ciclo di consegna diventerà molto lungo.

Quando lo strato interno è fatto, lo spessore dopo la laminazione può essere regolato dallo spessore e dalla configurazione della struttura del prepreg (PP). La gamma di selezione della scheda centrale può essere flessibile. Ad esempio, lo spessore del bordo finito deve essere 1,6 mm e la scelta del bordo (bordo centrale) può essere 1,2 MM può anche essere 1,0 MM, purché lo spessore del piatto laminato sia controllato entro una certa gamma, lo spessore del piatto finito può essere soddisfatto.

L'altro è la tolleranza dello spessore del pannello. I progettisti di PCB devono considerare la tolleranza di spessore della scheda dopo l'elaborazione del PCB considerando la tolleranza di assemblaggio del prodotto. Ci sono tre aspetti principali che influenzano la tolleranza del prodotto finito, tra cui la tolleranza del materiale in entrata, la tolleranza di laminazione e la tolleranza di ispessimento esterno. Diverse tolleranze convenzionali dello strato sono ora fornite per riferimento: (0.8-1.0)±0.1 (1.2-1.6)±0.13 2.0±0.18 3.0±0.23 Le tolleranze di laminazione sono controllate entro ± (0.05-0.1) secondo diversi strati e spessori MM. Specialmente per le schede con connettori del bordo della scheda (come spine stampate), lo spessore e la tolleranza della scheda devono essere determinati in base ai requisiti di corrispondenza con il connettore.

Il problema dello spessore del rame superficiale, perché il rame del foro deve essere completato dalla placcatura chimica del rame e dalla galvanizzazione del rame, se non viene fatto alcun trattamento speciale, lo spessore del rame superficiale sarà più spesso quando il rame del foro è ispessito. Secondo lo standard IPC-A-600G, lo spessore minimo della placcatura di rame è 20um per il livello 1, 2 e 25um per il livello 3. Pertanto, se lo spessore del rame deve essere 1OZ (minimo 30.9um) quando lo spessore del rame è richiesto durante la produzione del circuito stampato, il taglio può a volte scegliere il materiale di taglio HOZ (minimo 15.4um) secondo la larghezza della linea / distanza della linea, rimuovere la tolleranza ammissibile di 2-3um, il più piccolo può raggiungere 33.4um, se si sceglie il taglio 1OZ, Lo spessore minimo del rame finito raggiungerà 47.9um. Altri calcoli di spessore del rame sono disponibili e così via.

2. la perforazione considera principalmente la tolleranza di dimensione del foro, il pre-allargamento del foro, l'elaborazione del foro al bordo della scheda, il foro non metallizzato e la progettazione del foro di posizionamento:

Attualmente, la punta di lavorazione più piccola per la perforazione meccanica è di 0,2 mm, ma a causa dello spessore di rame della parete del foro e dello spessore dello strato protettivo, l'apertura di progettazione deve essere ingrandita durante la produzione e la piastra dello stagno dello spruzzo deve essere aumentata di 0,15 mm. La piastra d'oro deve essere aumentata di 0,1 mm. La domanda chiave qui è, Se il diametro del foro è ingrandito, la distanza tra il foro e il circuito e la pelle di rame soddisferà i requisiti di elaborazione? L'anello di saldatura del circuito stampato originariamente progettato è sufficiente? Ad esempio, il diametro del foro passante è di 0.2mm, il diametro del pad è di 0.35mm. Il calcolo teorico mostra che 0.075mm su un lato dell'anello di saldatura può essere elaborato completamente, ma dopo che il trapano è stato ingrandito secondo la piastra di stagno, non c'è anello di saldatura. Se i pad non possono essere ingranditi dagli ingegneri CAM a causa del problema di spaziatura, la scheda non può essere elaborata e prodotta.

Problema di tolleranza dell'apertura: Attualmente, la maggior parte delle tolleranze di perforazione delle piattaforme di perforazione domestiche sono controllate a ±0.05mm, più la tolleranza dello spessore della placcatura nel foro, la tolleranza dei fori metallizzati è controllata a ±0.075mm e la tolleranza dei fori non metallizzati è controllata a ±0.05mm.

Un altro problema che è facile da ignorare è la distanza di isolamento tra il foro del trapano e lo strato di rame interno della scheda multistrato. Poiché la tolleranza di posizionamento del foro è ±0.075mm, c'è un cambiamento di tolleranza di ±0.1mm per l'espansione e la contrazione del laminato interno durante la laminazione. Pertanto, nella progettazione, la distanza dal bordo del foro alla linea o alla pelle di rame è garantita per essere superiore a 0,15 mm per la scheda a 4 strati e l'isolamento della scheda a 6 strati o a 8 strati è garantito per essere superiore a 0,2 mm per facilitare la produzione.

Ci sono tre modi comuni per fare fori non metallizzati, sigillare film a secco o tappare particelle di gomma, in modo che il rame placcato nel foro non sia protetto dalla resistenza alla corrosione e lo strato di rame sulla parete del foro possa essere rimosso durante l'incisione. Prestare attenzione alla sigillatura del film asciutto, il diametro del foro non dovrebbe essere superiore a 6.0mm e il foro della spina di gomma non dovrebbe essere inferiore a 11.5mm. Inoltre, la perforazione secondaria è utilizzata per fare fori non metallizzati. Indipendentemente dal metodo adottato, il foro non metallizzato deve essere privo di rame nell'intervallo di 0,2 mm.

La progettazione dei fori di posizionamento è spesso un problema che è facile da trascurare. Nel processo di elaborazione del circuito stampato, test, punzonatura di forma o fresatura elettrica tutti devono utilizzare fori più grandi di 1,5 mm come fori di posizionamento per la scheda. Durante la progettazione, è necessario considerare il più possibile per distribuire i fori sui tre angoli del circuito stampato in forma triangolare.

In terzo luogo, la produzione di linea considera principalmente l'impatto dell'incisione di linea

A causa dell'influenza della corrosione laterale, lo spessore del rame e le diverse tecniche di lavorazione sono considerati durante la produzione e la lavorazione e una certa rugosità della linea è richiesta. La compensazione convenzionale per il rame HOZ per la spruzzatura dello stagno e della piastra d'oro è di 0,025mm e la compensazione convenzionale per lo spessore del rame 1OZ è di 0,05-0,075mm, la produzione di larghezza della linea/spaziatura e la capacità di elaborazione sono convenzionalmente 0,075/0,075mm. Pertanto, quando si progetta la maggior parte dei cavi di spaziatura della linea/larghezza della linea, è necessario considerare il problema di compensazione durante la produzione.

La scheda placcata in oro non ha bisogno di rimuovere lo strato placcato in oro sul circuito dopo l'incisione e la larghezza della linea non è ridotta, quindi non c'è bisogno di compensazione. Tuttavia, va notato che poiché esiste ancora un'incisione laterale, la larghezza della pelle di rame sotto lo strato d'oro sarà più piccola della larghezza dello strato d'oro. Se lo spessore del rame è troppo spesso o l'incisione è troppo grande, la superficie dell'oro crollerà facilmente, con conseguente scarsa saldatura.

Per i circuiti con requisiti di impedenza caratteristica, i requisiti di larghezza/spaziatura linea saranno più rigorosi.

Quarto, la parte più problematica della produzione della maschera di saldatura è il metodo di trattamento della maschera di saldatura sui vias:

Oltre alla funzione conduttiva della via, molti ingegneri di progettazione di schede PCB lo progetteranno come punto di prova online per il prodotto finito dopo l'assemblaggio dei componenti, e anche un numero molto piccolo di loro sono progettati anche come fori plug-in per componenti. Nel tradizionale via design, al fine di evitare che la saldatura venga tinta, sarà progettato come olio di copertura. Se si tratta di un punto di prova o di un foro plug-in, la finestra deve essere aperta.

Tuttavia, l'olio di copertura del foro passante del circuito stampato a spruzzo di stagno è molto facile da causare le perline di stagno da essere incorporate nel foro, quindi una parte considerevole dei prodotti sono progettati come olio della spina del foro passante e la posizione del BGA è anche trattata come olio della spina per la comodità di imballare il BGA. Ma quando il diametro del foro è più grande di 0,6 mm, aumenterà la difficoltà di tappare l'olio (la spina non è piena). Pertanto, il piatto dello stagno dello spruzzo è anche progettato come una finestra semiaperta con un diametro più grande del foro di 0,065mm su un lato e la parete del foro e il bordo del foro sono all'interno della gamma di 0,065mm.

Cinque, l'elaborazione dei caratteri considera principalmente l'aggiunta di pad e marchi correlati sui caratteri.

Poiché il layout dei componenti sta diventando più denso ed è necessario considerare che il pad non può essere posizionato quando i caratteri vengono stampati, almeno assicurarsi che la distanza tra i caratteri e il pad sia superiore a 0,15 mm, a volte il telaio del componente e i simboli dei componenti non possono essere completamente distribuiti sul circuito stampato. Fortunatamente, ora è incollato. La maggior parte della pellicola è completa dalla macchina, quindi se è davvero impossibile regolare il design, è possibile prendere in considerazione la stampa solo del telaio del carattere invece del simbolo del componente.

I contenuti comunemente aggiunti del marchio includono l'identificazione del fornitore, il marchio di dimostrazione UL, il grado ignifugo, il marchio antistatico, il ciclo di produzione, l'identificazione specificata dal cliente e così via. Il significato di ogni segno deve essere chiarito ed è meglio lasciarlo da parte e specificare dove metterlo.

Sesto, l'influenza dello strato di rivestimento superficiale (placcatura) della scheda PCB sulla progettazione:

Attualmente, i metodi di trattamento superficiale convenzionali più ampiamente usati includono la placcatura in oro OSP, l'oro ad immersione e lo spruzzo di stagno. Possiamo confrontare i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno in termini di costo, saldabilità, resistenza all'usura, resistenza all'ossidazione, diversi processi di produzione, perforazione e modifica del circuito.

Processo OSP: basso costo, buona conducibilità e planarità, ma scarsa resistenza all'ossidazione, che non favorisce lo stoccaggio. La compensazione della perforazione è convenzionalmente fatta da 0.1mm e la compensazione dello spessore del rame HOZ è di 0.025mm. Considerando che è estremamente facile essere ossidato e contaminato con polvere, il processo OSP è completato dopo la formatura e la pulizia. Quando la dimensione del singolo chip è inferiore a 80MM, il modulo di giunzione deve essere considerato consegna.

Processo di galvanizzazione nichel-oro: buona resistenza all'ossidazione e resistenza all'usura. Quando utilizzato in spine o punti di contatto, lo spessore dello strato d'oro è maggiore o uguale a 1.3um. Lo spessore dello strato d'oro utilizzato per la saldatura è solitamente 0.05-0.1um, ma la relativa saldabilità Scarsa. La compensazione di perforazione è fatta secondo 0.1mm e la larghezza della linea non è compensata. Si noti che quando lo spessore del rame è superiore a 1OZ, lo strato di rame sotto lo strato superficiale d'oro può causare un'eccessiva incisione e collasso, causando problemi di saldabilità. La doratura richiede assistenza attuale. Il processo di placcatura in oro è progettato prima dell'incisione. Il trattamento superficiale completo svolge anche un ruolo di resistenza alla corrosione. Dopo l'incisione, il processo di rimozione della resistenza alla corrosione viene ridotto, motivo per cui la larghezza della linea non viene compensata.

Processo di placcatura in oro nichel elettronico (oro ad immersione): buona resistenza all'ossidazione, buona durezza, placcatura liscia è ampiamente utilizzata nelle schede SMT, la compensazione di perforazione è fatta a 0.15mm e la compensazione dello spessore del rame HOZ è 0.025mm, perché il processo dell'oro ad immersione è progettato Dopo la maschera di saldatura, è necessario utilizzare la protezione di resistenza alla corrosione prima dell'incisione. Dopo l'incisione, è necessario rimuovere la resistenza alla corrosione. Pertanto, la compensazione della larghezza della linea è più di quella della tavola placcata in oro. Per le tavole rivestite in rame di grandi dimensioni, la quantità di sale d'oro consumata dalle tavole d'oro ad immersione è significativamente inferiore a quella delle tavole placcate in oro.

Processo della piastra dello stagno dello spruzzo (63 stagno/37 piombo): relativamente migliore resistenza all'ossidazione, durezza, scarsa planarità, compensazione della perforazione è fatta a 0.15mm, la compensazione della larghezza della linea di spessore del rame HOZ è 0.025mm, il processo è fondamentalmente lo stesso di quello dell'affondamento dell'oro Consistente, è attualmente il metodo di trattamento superficiale più comune.

Come ha proposto la direttiva ROHS, l'UE ha rifiutato di utilizzare sei sostanze pericolose contenenti piombo, mercurio, cadmio, cromo esavalente, eteri polibromurati difenili (PBDE) e bifenili polibromurati (PBB). Il trattamento superficiale ha introdotto stagno puro (rame stagno), spruzzando stagno puro (stagno-argento-rame), argento ad immersione e stagno ad immersione, ecc. per sostituire il processo di spruzzatura piombo-stagno.

7. Jigsaw puzzle e la creazione di forma sono anche difficili da considerare in modo completo quando si progetta:

Prima di tutto, la facilità di elaborazione dovrebbe essere considerata quando la scheda è assemblata. La distanza di tempo della forma di fresatura elettrica deve essere assemblata in base al diametro di una fresa (convenzionale 1.6 1.2 1.0 0.8). Quando si punzona la forma della scheda, prestare attenzione a se la distanza dal foro e dalla linea al bordo della scheda è maggiore di uno spessore della scheda. La dimensione minima di punzonatura deve essere superiore a 0,8 mm. Se si utilizza il collegamento V-CUT, il bordo della scheda e il rame devono essere a 0,3 mm dal centro del V-CUT.

In secondo luogo, dobbiamo considerare il problema del tasso di utilizzazione dei grandi materiali. Poiché le specifiche dei materiali di grandi dimensioni sono relativamente fisse, i materiali di lamiera comunemente utilizzati sono 930X1245, 1040X1245, 1090X1245 e altre specifiche. Se l'unità di consegna è assemblata in modo irragionevole, è facile causare sprechi di materiali in lamiera.