Výroba desek plošných spojů

Výroba desek plošných spojů PCB = Printed Circuit Board DPS = Deska Plošných Spojů Konstrukční třídy přesnosti Finální úpravy DPS Technologie výroby 2-stranných a vícevrstvých desek HDI slepé a utopené prokovy (Blind, Burried Vias), microvias Technologické možnosti vybraných výrobců Výroba PCB s řízenou impedancí

Konstrukční třídy přesnosti Třída přesnosti 4 5 6 W min. 12 8 6 Isol min. 12 8 6 V min. 24 16 12 PAD min. V+24 V+16 V+12 SMask min. PAD+10 PAD+8 PAD+6 Další důležitý parametr: Aspect Ratio = poměr V : H 1 : 6..8 Jednotky: 1 palec = 2,54 cm 1 mil = 0,001 palce 40 milů 1 mm

Třídy přesnosti definice padstacku

DPS technologie výroby Layout finální úpravy Termální plošky Obrysy DPS Můstky pro frézování Sesazovací značky Zaměřovací značky Kótování Popisy na DPS Ošetření zlacených konektorů N N V/N V N N N V/N V = výrobce N = návrhář Termální plošky Obrysy DPS Zpravidla pouze ve vrstvách SMT/SMB Možno ve zvláštní vrstvě (frézování...) Ostřihové značky

DPS technologie výroby Layout finální úpravy Můstky pro frézování Můstky na kterých zůstává deska držet v rámu Utopené můstky Ohýbání desky Sesazovací značky Zaměřovací značky Pro osazovací automat (kulaté) Pro BGA kontrola osazení Pro nanášení pasty nebo lepidla (hranaté)

DPS technologie výroby Layout finální úpravy Kótování Výjimečně zpravidla při frézování nebo panelizaci Popisy na DPS Ošetření zlacených konektorů

Fotoplotr Vrtání DPS technologie výroby Generování technologických dat Frézování/drážkování Osazování Fotoplotr Extended Gerber Spoje Nepájivé masky Servisní potisk Pájecí pasta/lepidlo RS 274 X Jednotky (inch, mm) Formát (3.4...) Zero Supression Vrtání Excellon, Sieb & Meyer Počet použitých vrtáků Jednotky (inch, mm) Formát (3.4...) Zero Supression Průměry vrtáků / konečné průměry otvorů Frézování/drážkování Gerber data ve spec. vrstvě Osazování Pájecí pasta Lepidlo Souřadnice, rotace Výkres BOM

DPS technologie výroby Generování technologických dat Extended Gerber 3.4 Excellon 2.4 G04 Aperture Definitions*** *%AMTHERMAL24* 1,1,0.104,0,0,* 1,0,0.074,0,0,* 21,0,0.104,0.015,0,0,45.0* 21,0,0.104,0.015,0,0,13.0*% %ADD10C,0.0550*% %ADD11C,0.0520*% %ADD12R,0.0520X0.0520*% %ADD13C,0.0580*% %ADD14THERMAL24*% G04 Plot Data *** G54D10* G01X0032750Y0014500D02* Y0012700D01* X0032750Y0010500D02* X0014950D01* G54D11* G01X0015850Y0033250D02* Y0013500D01* G54D12* G01X0018348Y0033622D02* Y0034155D01* X0018170D02* X0018810Y0034067D01* Y0033711D01* X0018854Y0033622D01* X0019761D02* G54D13* Y0030250D03* G54D14* X0019750D03* M02* INCH,TZ T1C0.0300 T2C0.0310 T3C0.0400 T4C0.0450 T5C0.1400 % G05 T1 X222000Y131000 X222000Y152500 X124000Y176600 X135000Y192500 T2 X182000Y145000 X212000Y155000 X212000Y145000 T3 X089000Y103500 X258000Y266000 X089000Y103500 T4 X152500Y176000 X152500Y186000 X152500Y196000 T5 X182000Y120000 X222000Y120000 X124500Y176600 X135500Y192500 T0 M30 ADD10C0.550* = definice kruhové clonky D10 o průměru 0,055, D01 = otevřít uzávěrku, D02 = zavřít uzávěrku, D03 = bliknout světlo, G54D12 = vybrat clonku D12, X0018348Y0033622D02* = přesunout se bez světla do polohy 1,8348(x), 3.3622(y), Y0034155D01* = přesunout do polohy 1,8348(x), 3.4155(y) a přitom svítit, M02* = konec souboru atd G05 = vrtání obrazce, T1 = povel k výměně vrtáku, M30 = nastavení registru se STOP kódem (=konec vrtání)...

DPS technologie výroby Dvoustranné DPS semiaditivní postup 1. Zadání výroby 2. Technologický rozbor a příprava dat 3. Vykreslení filmových matric 4. Formátování základního materiálu 5. Vrtání 6. Prokovení otvorů 7. Laminace fotorezistu 8. Osvit motivu 9. Vyvolání negativního motivu 10.Galvanické zesílení mědi 11.Leptuvzdorný rezist 12.Odstranění negativního fotorezistu 13.Leptání 14.Odstranění leptuvzdorného rezistu 15.Testování 16.Nepájivá maska 17.HAL/zlacení 18.Potisk 19.Formátování na výsledný rozměr

Semiaditivní postup

Semiaditivní postup Technologie výroby 2 stranných desek

Semiaditivní postup Technologie výroby 2 stranných desek

Vrstvy a jejich tloušťky DPS technologie výroby Přehled vrstevdps a jejich typických tlouštěk. Vrstva Filmy z fotoplotru Nosný materiál Základní plátování mědí Prokov aktivace palladiem Prokov galvanická měď Fotorezist (fólie) Galvanické zesílení mědi Leptuvzdorný rezist cín Nepájivá maska HAL Nikl (chemicky/galvanicky) Zlato (chemicky/galvanicky) Tloušťka 0,18 mm 0,2 až 3,2 mm, standardně 1,5 mm 5, 9, 18, 35, 70 nebo 105 μm, standardně 18 μm 0,1 μm 6až8μm 38 μm 20 μm 12 μm 25 μm 10 až 15 μm 1 μm /5μm 0,1 μm /1μm

DPS technologie výroby 4-vrstvé desky

Návrh skladby vícevrstvých DPS Dvě základní pravidla: DPS technologie výroby Cu folie Laminát (prepreg) Jádro (core) Laminát (prepreg) Jádro (core) Laminát (prepreg) Jádro (core) Laminát (prepreg) Cu folie

DPS vícevrstvé desky Střídání prepregů a jader tak, aby se celá sestava mohla laminovat najednou (nízká cena) Symetrie hustoty mědi od středu na obě strany (prohýbání DPS)

DPS vícevrstvé desky

Nejčastější chyby návrhářů Chybí označení stran (vrstev). Nejednoznačnost označení datových souborů. Nejednotné měrné jednotky. Způsob opracování. Obrysy plošného spoje. Symetrické rozložení mědi. Spoje, pájecí plošky a prokovy blízko okraje DPS. Zbytečně tenké spoje. Příliš tenké texty. Servisní potisk přes pájecí plošky. SMD malý odstup nepájivé masky. Zbytečně malé průměry vrtáků. Průměry vrtáků nebo konečné průměry otvorů? Mnoho průměrů vrtáků. Malé mezikruží. Filmy - pro kusovou nebo sériovou výrobu? Speciální výřezy.

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologie HDI slepé a utopené prokovy (Blind, Burried), microvias Key: Core Prepreg Cu - foil

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologie HDI slepé a utopené prokovy (Blind, Burried), microvias

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologie HDI slepé a utopené prokovy (Blind, Burried), microvias

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologie HDI slepé a utopené prokovy (Blind, Burried), microvias

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologické možnosti

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologické možnosti

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologické možnosti

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologické možnosti l v w s 2013 Standard Advanced Standard Advanced šířka spoje/izolační vzdálenost w/s 75/75 um 50/50um 100/100 um 85/85 um průchozí vrtání th 280 um 150 um 200 um 100 um bb vrtání (l:h p ) v 110 um (1,4:1) 80 um (1,4:1) 200 um (1:1) 120um (1:1) mezikruží r/l 125/75 um 100/40 um 120/120 um 100/100 um tl. prepregu h p 40, 50, 65, 100, 125... um 50, 65, 100, 175... um soutisk nepájivé masky mr +/-38 um +/-25 um +/-100um +/-70 um min. šířka nepájivé masky md 70 um 60 um 100 um 100 um Advanced parametry se průběžně mění se zaváděním nových technologií, je nutné je vždy konzultovat s konkrétním výrobcem. md mr r th h p h h l

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologické možnosti l v w s 2014 Standard Advanced Standard Advanced šířka spoje/izolační vzdálenost w/s 75/75 um 50/50um 100/100 um 65/65 um průchozí vrtání th 280 um 150 um 200 um 100 um bb vrtání (l:h p ) v 110 um (1,4:1) 80 um (1,4:1) 150 um (1:1) 100um (1:1) mezikruží r/l 125/75 um 100/40 um 120/100 um 100/85 um tl. prepregu h p 40, 50, 65, 100, 125... um 50, 65, 100, 175... um soutisk nepájivé masky mr +/-38 um +/-25 um +/-100um +/-50 um min. šířka nepájivé masky md 70 um 60 um 100 um 80 um Advanced parametry se průběžně mění se zaváděním nových technologií, je nutné je vždy konzultovat s konkrétním výrobcem. md mr r th h p h h l

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB s řízenou impedancí Příklad zadání: Předpokládané řazení vrstev: TOP 9-18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 178um, GAP 280um 100um FR4 IN2 18um PLANE 100um FR4 IN3 18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 100um, GAP 178um 500um FR4 IN4 18um PLANE 100um FR4 IN5 18um PLANE 500um FR4 IN6 18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 100um, GAP 178um 100um FR4 IN7 18um PLANE 100um FR4 BOT 9-18um signál 50/100 Ohm při šířce spoje 178um, GAP 280um

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB s řízenou impedancí Příklad zadání: GERBERy + popis požadované impedance fialové spoje: FPGA Virtex5 - CX4 (rocket I/O) dif. páry Zo=50 Ohm, Zdiff=100 Ohm, +/-10% 3-10GHz modré spoje: FPGA Virtex 5 - DDR2 single: 50-60 Ohm dif. páry Zo=50-60 Ohm, Zdiff=100-120 Ohm 0.5-1GHz

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB s řízenou impedancí Příklad simulace:

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB s řízenou impedancí Příklad simulace:

High Speed Digital Design & High Density Interconnect PCB technologie Zdroje: www.pragoboard.cz www.we-online.com www.ats.net www.cube.cz Záhlava, V. : Návrh a konstrukce desek plošných spojů, BEN, Praha 2011