Руководство для проектировщиков печатных плат по Разработке для производства (DFM). Часть 2. Главы 1-2.

автор Дэвид Марракчи, компания Альтиум |

Перед внедрением процесса DFM важно понять процесс, лежащий за созданием физической печатной платы. Несмотря на различные технологии, присутствующие на каждой фабрике, большинство лидирующих в отрасли производителей следуют определенному набору шагов для того, чтобы превратить вашу разработку из цифровых битов в физические платы.

Раздел 1 -Принципы проектирования для успешного производства

Глава 1 – Краткий обзор процесса производства печатных плат

Перед внедрением процесса DFM важно понять процесс, лежащий за созданием физической печатной платы. Несмотря на различные технологии, присутствующие на каждой фабрике, большинство лидирующих в отрасли производителей следуют определенному набору шагов для того, чтобы превратить вашу разработку из цифровых битов в физические платы. Основные шаги этого процесса приведены на Рис.1.

Когда финальная обработка вашей платы завершена, производитель начинает процесс электрического тестирования с контрольными точками тестирования, которые вы предоставили в вашем финальном проекте платы. Все платы, которые проходят это процесс проверки, считаются завершенными и затем отправляются в погрузку и отправку.

Типичные факторы стоимости в процессе производства ПП

  • Стоимость производства платы во многом определяется особенностями материалов и деталей, которые вы указали в процессе проектирования.
  • Принятие решений по проектированию с учетом производства
  • Поняв стандартный процесс производства ПП, вы делаете правильный шаг в сторону более информированного выбора материалов и делателей в момент проектирования. Теперь, давайте перейдем к процессу DFM и начнем с выбора материалов

Рис.1.Стандартный процесс производства печатных плат
Этапы производства
1. Получение данных от клиента
2. Обработка данных
3. Основы/покрытия
4. Покрытие сухой пленкой резиста
5. Нанесение трафарета
6. Размещение панели под ультрафиолетовый свет
7. Обработка панелей (удаление резиста)
8. Травление
9. Полосковый резист
10. Покрытие оксидом
11. Многослойное покрытие
12. Первичное сверление
13. Снятие заусениц и очистка
14. Очистка платы от излишков смолы
15. Нанесение меди
16. Покрытие сухой пленкой фоторезиста
17. Обработка
18. Электролитическое покрытие
19. Травление
20. Полосковый резист
21. Паяльная маска и обработка
22. Выравнивание припоя горячим воздухом (самое распространенное поверхностное покрытие ПП)
23. Поверхностное покрытие
24. Выравнивание припоя горячим воздухом (HASL)
25. Легенда и обработка
26. Производство и трассировка
27. Электрическое тестирование и финальный контроль

Глава 2 – Выбор материалов


Каждый процесс разработки начинается с выбора материалов, и данная глава фокусируется на выборе правильных материалов для вашего проекта ПП, создающих особые требования разработки, которые вы указываете в ваших спецификациях. Мы в большой степени сфокусируемся на FR-4, так как это самый распространенный материал для ПП. Если ваши особенные требования не описаны в следующих разделах, пожалуйста, свяжитесь с вашим производителем для дальнейших инструкций.

Процесс выбора базового материала

При проектировании печатной платы есть несколько вариантов выбора материала соответственно уникальным потребностям вашей разработки.  Перед выбором материала рекомендуется сначала определить требования по функциональности и надежности, которым должна отвечать ваша плата. См. Рис.2, на котором изображен процесс выбора материала.

Свойства материалов

Рис. 2 – Карта выбора материала для проектировщика/конечного потребителя

Электрические свойства

Наиболее критичными свойствами, которые важно учитывать для электрических требований, являются электрическая прочность, диэлектрическая постоянная и влагостойкость. На Рис.3 приведены некоторые из наиболее распространенных материалов и их соответствующие показатели этих свойств. Не забывайте консультироваться со своим производителем для более детальных данных по электрическим свойствам.

Рис. 3 – Основные свойства наиболее распространенных материалов диэлектрика.

Типы медной фольги

Обычно производители предлагают различные типы фольги, чтобы вы могли из них выбрать. Наиболее распространенные – это электроосажденная медь (ED) и катаная медь. Твердые платы обычно используют фольгу из электроосажденной меди, тогда как жестко-гибкие платы – фольгу из катаной меди.
Сопротивление меди

Так как платы становятся более плотными и более сложными, становится все более важно рассчитать ваше распределенное сопротивление меди. Вы можете использовать следующую формулу для простого расчета сопротивляемости в ваших медных дорожках:
R = p*L/A
где:
R - сопротивление дорожки от начала до конца в Ohms
p – сопротивляемость материала дорожки в Ohm/м
L – длина дорожки в метрах
A – площадь поперечного сечения дорожки в м2

Допустимая нагрузка меди по току

Рис. 4 может быть использован как наглядное пособие для понимания допустимой нагрузки по току внутренних слоев для обычной толщины меди и температурными уровнями выше окружающей среды.

Рис.4. Ширины инкапсулированного проводника.

Толщина покрытой платы

Финальной частью процесса выбора материала является расчет окончательной толщины вашей покрытой платы. Это измерение делается от меди до меди и является максимальной толщиной вашей покрытой платы.

Источник: The Printed Circuit Designer’s Guide to... Design for Manufacturing (DFM),

David Marrakchi, 2017 BR Publishing, Inc.

Назад