電子設計 - PCBバックプレーン設計と試験点

従来のPCBとバックプレーンとの間の大きな違いは、基板のサイズ及び重量にある, 大きくて重い原材料パネルの処理と同様に. 標準サイズ PCB製造 装置は、典型的に、24 x 24インチです. しかし, 利用者, 特に通信ユーザ, より大きなバックプレーンを必要とする. 大型ボード搬送工具の確認・購入を推進している. 設計者は、大きなピン数コネクタのルーティング問題を解決するために追加の銅層を追加しなければならない, バックプレーン層の数を増加させる. 厳しいEMCおよびインピーダンス条件はまた、適切な遮蔽を確保するために、設計における層の数の増加を必要とする, 漏話を減らす, 信号の整合性を向上させる.

高消費電力のカードがバックプレーンに挿入されると、カード層の厚さは、カードが正常に動作することを保証するために必要な電流を供給するために適度でなければならない。これらのすべての要因は、バックプレーンの平均重量の増加をもたらすが、それはコンベヤベルトおよび他の搬送システムが安全に大型の原板を移動させることができなければならないだけでなく、その重量が増加したという事実を考慮に入れなければならないことを必要とする。

より薄い層コアおよびより階層化されたバックプレーンに対するユーザのニーズは、搬送システムに対して約2つの反対の要件をもたらす。コンベヤベルトおよび搬送装置は、片手で損傷なしに厚さ0.10 mm（0.004インチ）未満の厚さの大サイズの薄板をピックアップし、輸送することができなければならず、また、10 mm（0.394インチ）厚と25 kg（56ポンド）の重量を輸送することができなければならない。板は板から落ちない。

内側プレート（厚さ0.1 mm、0.004インチ）の厚さと最終的なバックプレーン（最大10 mm、0.39インチまでの厚さ）の厚さの差は2桁の大きさであり、これは搬送システムが処理領域を通ってそれらを安全に輸送するのに十分な強度でなければならないことを意味する。バックプレーンは従来のPCBよりも厚く、ホールの数が非常に大きいため、プロセス流体を流出させることが容易である。30000の穴をもつ10 mmの厚い背板は、簡単に表面張力によってガイド穴に吸着される少量の作動流体を取り出すことができます。液体の供給量を最小にし、ガイド孔に残っている乾燥不純物の可能性を排除するためには、高圧フラッシングとエアブロワーによってボアホールをきれいにすることが極めて重要である。

レイヤー対位法

ユーザー・アプリケーションがより多くのボード層を必要とするので、層の間の整列は非常に重要になります。層間アラインメントは許容収束性を必要とする。ボードサイズは、この収束要件のためにより厳しい要求をしました。すべてのレイアウトプロセスは、特定の温湿度環境で生産される。露光装置は同じ環境であり、全体像のフロントイメージとバックイメージのアライメント耐性を0.0125 mm（0.0005インチ）に維持しなければならない。この精度要件を達成するためには、CCDカメラを使用して前後のレイアウトのアライメントを完了する必要がある。

エッチングの後、内部のプレートを穿孔するために、4つの穴をあけているシステムを使ってください。穿孔はコアプレートを通過し、位置精度は0.025 mm（0.001インチ）、維持可能性は0.0125 mm（0.0005インチ）である。それから、内部の層を一緒に接着している間、エッチングされた内部層を整列させるために、穿孔にピンを挿入してください。

初めに、このポストエッチング穿孔方法の使用は、完全にリング穴およびエッチングされた銅板のアライメントを確実にすることができて、固体の輪形の設計構成を形成することができる。しかしながら、ユーザがPCB配線に関してより小さな面積に配線する必要があるため、基板の固定コストを変化させないようにするためには、エッチングされた銅板のサイズを小さくする必要があり、層間の銅板はより良い対応付けを必要とする。この目標を達成するために、X線掘削機を購入することができる。装置は、025 mm（0.001インチ）の位置精度で1092 * 813 mm（43 * 32インチ）の大きな板に穴を開けることができます。2つの用法があります。

1 . X線機械を使用して、各層のエッチングされた銅を観察し、穴を開けることによって良い位置を決定する。

（2）掘削機は統計データを記憶し、理論値に対するアライメントデータのずれと発散を記録する。このSPCデータは、原料の選択、処理パラメータ及びレイアウト図などの前処理手順にフィードバックされ、変化率を低下させ、連続的に処理を改善する。

電気めっきプロセスは、標準的なめっきプロセスに類似しているが、大規模バックプレーンの独特の特性のために、考慮されなければならない2つの主要な相違点がある。

フィクスチャや搬送装置は大型ボードや厚板を同時に搬送できる。1092 x 813 mm（43 x 32インチ）の大きなフォーマット原料基質の重さは、25キログラム（56ポンド）に達することができます。基板は輸送及び加工中に確実に把持されなければならない。タンクの設計は、ボードを収容するのに十分深くなければならず、均一なメッキ特性をタンク全体に維持しなければならない。

従来、ユーザは全てのバックプレーン用の圧入コネクタを指定しており、銅メッキの均一性にはあまり依存しなかった。バックプレーンの厚さは0.8 mmから10.0 mm（0.03インチから0.394インチ）の変化を生じる。種々のアスペクト比と大きな基板仕様の存在は，電気めっきの均一性指数が重要となる。必要な均一性を達成するためには、周期的な反転（「パルス」）メッキ制御装置を使用しなければならない。

ボーリングに必要なメッキ層の均一な厚さに加えて、バックプレーン設計者は、一般的に、外層表面上の銅の均一性に対して異なる要件を有する。いくつかのデザインは、外側の層にエッチングされた信号線が非常に少ない。一方，高速データレートやインピーダンス制御回路の要求に直面して，emc遮蔽のために外層にほぼ固体銅板を設置する必要がある。

検出

ユーザーがより多くのレイヤーを必要とするので、欠陥が識別されて、ボンディングの前に内側のエッチングされたレイヤーに絶縁されることを確実にすることは、非常に重要である。バックプレーンインピーダンスの効果的で繰り返し可能な制御を達成するために、エッチングライン幅、厚さ及び許容範囲は重要な指標となっている。このとき、AOI法を用いて、エッチングされた銅パターンと設計データとの整合性を確保することができる。インピーダンスモデルは、線幅許容値をAOIに設定することによって線幅変化に対するインピーダンスの感度を決定し、制御するために使用される。

大規模でマルチドリルバックプレーンとバックプレーン上のアクティブ回路を配置する傾向は，効率的な生産のために部品負荷の前にベアボードの厳密な検査を必要としている。

バックプレーン上の穴の数の増加は、専用の固定具の使用がユニットテスト時間を大いに短くすることができるが、ベアボード試験器具が非常に複雑になることを意味する。製造工程を短縮し、試作時間を短縮するために、両面飛行プローブ検出治具を使用し、オリジナル設計データをプログラミングに使用し、ユーザの設計要件との整合性を確保し、コストを削減し、市場への時間を短縮することができる。

以上が主なポイントです PCBバックプレーン設計 とテスト. IPCBも提供されて PCBメーカー and PCB製造 テクノロジー