Įvadas
Dėl vis{0}}mažesnių elektroninių prietaisų, PCB erdvė tampa vis ribotesnė. Kadangi lustų kaiščių skaičius ir toliau didėja, o didelės spartos sąsajos tampa vis labiau paplitusios, MTTP komandos dažnai padidina maršruto tankį, siekdamos sumažinti dydį. Daugelio projektų atveju tai, ar PCB gali būti veiksmingai „nukreiptas“, netgi gali nustatyti, ar produktas yra patvirtintas plėtrai.
Tačiau faktiniame PCBA gamybos procese didesnis maršruto tankis nebūtinai prilygsta geresniam produktui. Daugelis plokščių, kurios normaliai funkcionuoja MTTP etapo metu, pradėjus gaminti masinę gamybą, pradeda turėti problemų, tokių kaip trumpasis jungimas, varžos svyravimai, litavimo defektai ir tarpsluoksnių patikimumo problemos.
PCBA pramonėje yra labai realus posakis: „Vien todėl, kad jį galima gaminti, dar nereiškia, kad jis gali būti patikimai{0}}gaminamas“. Pagrindiniu iššūkiu kuriant didelio-tankio elektroninius gaminius tapo rasti tinkamą maršruto tankio ir PCB gamybos našumo pusiausvyrą.
Kuo tankesnis PCB maršrutas, tuo siauresnis gamybos langas
Išdėstymo etape daugelis mokslinių tyrimų ir plėtros inžinierių daugiau dėmesio skiria funkciniam įgyvendinimui ir signalo vientisumui, o PCB gamyklos labiau rūpinasi gamybos tolerancija. Kadangi linijų plotis ir tarpai ir toliau mažėja, atitinkamai didėja ėsdinimo, eksponavimo, laminavimo ir gręžimo procesų sunkumai. Mažos klaidos, kurias anksčiau absorbavo gamybos procesas, greitai padidinamos naudojant didelio -tankio PCB.
Pavyzdžiui, dauguma PCB gamyklų gali patikimai pagaminti standartinę keturių{0}}sluoksnių plokštę, kurios plotis ir tarpai yra 4/4 mln. Tačiau jei tai sumažinama iki 3/3 mln. ar mažiau, gamybos išeiga žymiai sumažėja. Net nedidelis ėsdinimo nukrypimas gali sukelti atvirą grandinę arba trumpąjį jungimą.
Daugelyje PCBA gamybos projektų problemos nėra akivaizdžios iš kartoprototipų kūrimo fazėnesmažas partijos dydisleidžia gamykloms skirti daugiau rankinio tikrinimo išteklių. Tačiau prasidėjus masinei gamybai, išryškėja gamybos skirtumai, o derliaus normų skirtumas tampa vis akivaizdesnis. Tai ypač pasakytina apie aukšto-sluoksnio plokštes, HDI plokštes ir didelio-formato serverio pagrindines plokštes, kur rizika, susijusi su didelio-tankio maršruto parinkimu, yra daug sudėtingesnė nei stebima tyrimų ir plėtros etape.
Per didelis maršrutų tankumo siekimas vėliau dažnai padidina gamybos sąnaudas
Kuriant produktą, daugelis įmonių siekia sumažinti medžiagų sąnaudas sumažindamos PCB plotą. Tačiau, pradėjus masinę gamybą, dažnai nutinka priešingai: nors PCB plotas sumažėjo, bendros gamybos sąnaudos iš tikrųjų didėja. Priežastis paprasta. Kai PCB patenka į didelio-tankio gamybos procesus, gamykloms paprastai reikia: aukštesnės-klasės poveikio įrangos, griežtesnės ėsdinimo kontrolės, sudėtingesnių laminavimo procesų, tikslesnių gręžimo galimybių ir didesnėsAOI patikrinimas.
Visi šie veiksniai tiesiogiai didina PCB gamybos sąnaudas. Be to, didėja didelio-tankio plokščių laužo, perdirbimo ir testavimo sudėtingumas. Atrodo, kad daugelis projektų taupo PCB dydį, tačiau iš tikrųjų patiria didesnes išlaidas masinės gamybos metu. Tai ypač pasakytina apie PCBA apdorojimo sektorių, kur pats PCB sudaro tik dalį visų išlaidų. Kai PCB išeiga sumažėja, vėliauSMT surinkimas, tai turi įtakos bandymams, taisymui ir{0}}po pardavimo aptarnavimui.
Didelio{0}}tankio maršrutas taip pat turi įtakos PCBA litavimo stabilumui
Daugelis mokslinių tyrimų ir plėtros komandų mano, kad maršruto parinkimo problemos apsiriboja PCB gamybos etapu, tačiau iš tikrųjų jos tiesiogiai veikia tolesnį PCBA apdorojimą. Kai grandinės yra per tankios, litavimo kaukės tilteliai tarp trinkelių susiaurėja, o trafaretinio spausdinimo tolerancijos riba susitraukia. Tai ypač pasakytina apie sritis, kuriose yra smulkaus -žingsnio IC, BGA ir 0201 komponentų, kur net nedidelis litavimo pastos nesutapimas gali sukelti litavimo tiltelį. Be to, tankus maršrutas padidina vietinio vario srities disbalanso riziką. Perperpylimaslitavimasprocesas, reikšmingi šilumos sugerties pajėgumo skirtumai tarp skirtingų sričių gali lengvai sukelti vietinius temperatūros neatitikimus.
Įprasta gamybiniame aukšte stebima situacija, kai, nepaisant to, kad naudojamas tas pats perpylimo profilis, vienos plokštės sulituoja teisingai, o kitose matomos šalto litavimo jungtys arba antkapis. Daugeliu atvejų pagrindinė priežastis yra ne įranga, o pačios PCB struktūriniai skirtumai. Štai kodėl vis daugiau PCBA gamyklų DFM peržiūrų metu daugiausia dėmesio skiria PCB gamybai ir litavimui.
Tikrai patikimas dizainas nereiškia, kad reikia užpildyti kiekvieną erdvės centimetrą
Daugeliui puikių PCB konstrukcijų būdingas ne tankiausias maršrutas, o labiau pagrįsta proceso ribų kontrolė. Kai kuriuose didelio patikimumo{1}}projektuose MTEP komandos aktyviai rezervuos vietą. Pavyzdžiui: didinti atskaitos atstumą aplink didelės-greičių diferencialo poras, vengti minimalaus linijų pločio BGA ventiliatoriaus{4}}išėjimo srityse, sumažinti tankį kritinėse maitinimo zonose ir rezervuoti varinius plotus šilumai išsklaidyti aukštos-temperatūros regionuose.
Nors atrodo, kad šie dizainai „švaisto erdvę“, jie žymiai pagerina stabilumą masinės gamybos metu. Taip yra todėl, kad PCB gamyba iš esmės apima apdorojimo leistinus nuokrypius. Kuo arčiau dizainas perkelia proceso ribas, tuo mažesnė gamybos paklaida. Net nedidelis bet kurio žingsnio svyravimas gali sukelti partijos defektus. Ypač automobilių elektronikos, pramoninio valdymo ir medicinos prietaisų srityse daugelis įmonių teikia pirmenybę ilgalaikiam -patikimumui, o ne paprasčiausiam PCB matmenų sumažinimui.
Ankstyvas PCB ir PCBA gamintojų bendradarbiavimas tampa vis svarbesnis
Daugelio projektų problemos kyla ne dėl nepakankamų mokslinių tyrimų ir plėtros galimybių, o dėl gamybos indėlio trūkumo projektavimo etape. Daugelis mokslinių tyrimų ir plėtros komandų siunčia savo dizainus PCB ir PCBA gamintojams tik po to, kai išdėstymas bus baigtas. Kai išaiškėja DFM problemos, dažnai jau per vėlu keisti PCB struktūrą.
Šiais laikais vis daugiau projektų atlieka procesų vertinimus ankstyvame projektavimo etape, įskaitant: ar linijų plotis ir tarpai viršija stabilų masinės gamybos diapazoną. Ar per konstrukcijas tinka masinei gamybai; ar laminato krūvą lengva laminuoti; ir ar didelio-tankio sritys turės įtakosSMT litavimas.
Šis ankstyvas bendradarbiavimas gali padėti sumažinti daugybę pavojų prieš gaminiui pradedant oficialią gamybą. Tai ypač pasakytina apie HDI,{1}}didelės spartos ryšio plokštes ir AI serverių plokštes, kur modifikacijų kaina tampa itin didelė, jei problemos aptinkamos tik bandomojo gamybos etape.
Masinės{0}}gamybos stabilumas dažnai yra svarbesnis nei tiesiog „gebėjimas nukreipti pėdsakus“
Daugelis mokslinių tyrimų ir plėtros projektų anksti patenka į paplitusią klaidingą nuomonę: tol, kol PCB gali būti visiškai nukreiptas, problema išspręsta. Tačiau PCBA gamybai tikrieji iššūkiai dažnai prasideda nuo masinės gamybos. Nesvarbu, ar gaminį lengva gaminti, lengva lituoti, lengva išbandyti ir ar jis gali išlaikyti ilgalaikį stabilumą-,-šios problemos galiausiai kyla dėl pačios PCB konstrukcijos.
Maršruto tankis neabejotinai yra svarbus, tačiau jis neturėtų būti gamybos našumo sąskaita. PCB konstrukcija, galinti užtikrinti ilgalaikę{1}}stabilią masinę gamybą, paprastai sukuria pagrįstesnę našumo, erdvės, proceso ir sąnaudų pusiausvyrą.
Išvada
PCBA gamybos pramonėje daugelis{0}}masinės gamybos problemų kyla dėl to, kad projektavimo etape dizainas per daug priartinamas prie gamybos proceso ribų. Tikrai puikus PCB dizainas yra ne kuo mažesnė plokštė, o tai, kad gaminys išliktų stabilus masinės gamybos metu.