قواعد توجيه PCB: عرض التتبع، والتباعد، وخيارات التصنيع المهمة

تحكي كل لوحة موجهة نراها في مصنعنا قصة عن القرارات التي تم اتخاذها قبل وصولها. يحدد الرسم التخطيطي الوظيفة الكهربائية، لكن التوجيه هو الذي يقرر ما إذا كان من الممكن تصنيع هذه الوظيفة بتكلفة معقولة، خلال فترة زمنية واقعية، وبهامش كافٍ لتحمل سنوات من الحرارة والاهتزاز وإجهاد الجهد. في تجربتنا كشركة مصنعة لثنائي الفينيل متعدد الكلور، فإن معظم مشاكل الإنتاج التي يمكن الوقاية منها - آثار الحرق، والتخليص الفاشل، والألواح المشوهة، والطلاء السيئ - تعود إلى مجموعة من قواعد التوجيه التي تم تجاهلها أو إساءة فهمها. تشرح هذه المقالة ما يتضمنه توجيه لوحة الكمبيوتر حقًا، وما هي المعلمات الأكثر أهمية، وكيفية تعيين قيود التوجيه التي يمكن للمصنع أن يبنيها بالفعل دون نزاع.

ما الذي يتضمنه توجيه لوحة الكمبيوتر فعليًا

التوجيه هو خطوة التخطيط التي تصبح فيها كل شبكة كهربائية في المخطط مسارًا نحاسيًا فعليًا. يمكن للبرنامج رسم هذه المسارات تلقائيًا، لكن النتيجة تكون جيدة بقدر القيود التي يوفرها المصمم: عرض التتبع، والتباعد بين الموصلات، والطبقات المسموح بها، عبر الأنواع، وتوزيع النحاس الذي ستشهده عملية الحفر والطلاء.

يقوم المسار أيضًا بإنشاء المستويات الأرضية المرجعية وجزر الطاقة والمسارات الحرارية التي تجعل التصميم ناجحًا في العالم الحقيقي. إن وضع المكونات هو الذي يحدد مكان وضع الأجزاء؛ التوجيه يقرر كيفية الاتصال. بين الاثنين، يكون للتوجيه تأثير أكبر على تكلفة التصنيع والإنتاجية، لأن هندسة النزرة وتوازن النحاس يؤثران بشكل مباشر على كيفية قيام المصنع بحفر اللوحة وألواحها وتصفيحها.

عرض التتبع: قرار المسار الأول

عرض التتبع هو أول رقم يتم ضبطه لأنه يحمل ثلاثة متطلبات في وقت واحد: السعة الحالية، وانخفاض الجهد، والممانعة المميزة. يمكن أن تكون آثار الإشارة رفيعة؛ تحتاج شبكات الطاقة إلى مقطع عرضي. المرجع الذي تستخدمه معظم المصانع هو IPC-2221. بالنسبة إلى 1 أونصة (35 ميكرومتر) من النحاس الموجود على طبقة خارجية مع ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية، تكون السعة الحالية المقدرة كما يلي تقريبًا.

هناك تصحيحان مهمان في الممارسة العملية. تبدد الآثار الموجودة على الطبقات الداخلية ما يقرب من نصف كمية الحرارة التي تبددها الآثار الخارجية، لذا يجب خفض مستوى الجدول الحالي وفقًا لذلك. وتفترض هذه القيم ارتفاعًا متواضعًا بمقدار 10 درجات مئوية؛ إذا كان الغلاف المحيط يمنع تدفق الهواء أو كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة، فإن التيار الآمن ينخفض ​​أكثر. عندما يجب أن يحمل التصميم تيارًا عاليًا مستدامًا، يجب أن يستخدم المسار صب النحاس، أو المستوى، أو طبقة نحاسية أكثر سمكًا بدلاً من أثر ضيق واحد. يقوم خطنا بانتظام بتوجيه ألواح نحاسية سميكة بوزن 2 أونصة إلى 10 أونصات، وتبدو جداول عرض التتبع لهذه الأوزان مختلفة تمامًا عن قيم 1 أونصة أعلاه.

الخلوص والتباعد: قم بتعيينهما وفقًا للجهد، وليس فقط للتحقق من قاعدة التصميم

الخلوص هو المسافة بين ميزتين نحاسيتين: التتبع إلى التتبع، والتتبع إلى الوسادة، والوسادة إلى عبر. سيتحقق فحص قاعدة التصميم من أي رقم يتم كتابته في أداة CAD، لكن الرقم الصحيح يأتي من الجهد الكهربي وسلامة الإشارة وقدرة المصنع، وليس من القاعدة الافتراضية. بالنسبة لشبكات الإشارة ذات الجهد المنخفض داخل منتج مغلق، من الشائع وجود مسافة 0.1 مم (4 مل) بين الآثار؛ قدرتنا القياسية هي 4 ملايين، ويمكننا استيعاب 3 ملايين من الأثر والمساحة التي تتطلبها كثافة التصميم.

لا ينبغي أن تكون التخليص قيمة عالمية واحدة. يؤثر جهد التشغيل ودرجة التلوث والطلاء والارتفاع والجهد العابر على مسافة الزحف التي يحتاجها المنتج. يحتوي IPC-2221B على جداول التباعد مقابل الجهد التي يستخدمها مهندسو الامتثال؛ كقاعدة عملية، أي شبكة تحمل أكثر من 50 فولت، أو أي أثر يتم توجيهه بالقرب من حافة اللوحة، يجب أن تستخدم مساحة أكبر بكثير من قاعدة التصميم الافتراضية.

بالنسبة للإشارات عالية السرعة، يتحكم التباعد في كل من الاقتران والممانعة. يحافظ الزوج التفاضلي المتطابق على ممانعته المستهدفة فقط عندما تظل الفجوة بين المسارين ثابتة، ويكون المستوى المرجعي تحته أكثر أهمية من قيمة الخلوص المطلقة. بالنسبة لدوائر التردد اللاسلكي، يتم تحديد أثر 50 أوم من خلال عرضه، وسمك العزل الكهربائي، والمسافة إلى المستوى الأرضي تحته.

تكديس الطبقات: تعمل كثافة التوجيه على زيادة التكلفة والمدة الزمنية

عدد الطبقات هو أكبر قرار توجيه يتخذه التصميم. إذا تمكنت طبقتان من التعامل مع الكثافة، فإن مجموعة من ست طبقات تعتبر إهدارًا للمال. إذا كان التصميم يحتاج إلى طاقة مستمرة ومستويات أرضية، أو تحكم محكم في المعاوقة، أو مروحة BGA كثيفة، فإن المكدس ينتقل إلى أربع أو ست طبقات أو أكثر. يؤدي الانتقال من طبقتين إلى أربع طبقات إلى مضاعفة تكلفة العملية تقريبًا، نظرًا لأنه تتم إضافة خطوات تصوير الطبقة الداخلية والتصفيح والمحاذاة وخطوات الحفر الإضافية إلى المسار. تنمو المهل الزمنية مع عدد الطبقات أيضًا. في منشأتنا في منطقة التنمية الاقتصادية Guangde، فترات الإنتاج المنشورة حسب عدد الطبقات هي كما يلي.

يقوم المسار بتعيين المكدس، ويقوم المكدس بتعيين تاريخ التسليم. إذا كان التصميم يحتاج إلى 12 طبقة فقط بسبب سوء استخدام طبقات الإشارة الخارجية، فسيصل مسار أنظف من أربع طبقات في جزء صغير من الوقت. يقوم مصنعنا ببناء من 1 إلى 32 طبقة، والنمط متسق: التوجيه الفعال يقلل من وقت التسليم بشكل أكثر موثوقية من أي رسوم تعجيل.

قواعد سوق دبي المالي: قم بتوجيه الطريقة التي يقوم بها المصنع بالحفر والألواح والصفائح

لا يزال من الممكن أن يفشل المسار الذي يجتاز عمليات فحص netlist والإشارة في المصنع. يجب أن يتم حفر اللوح وحفره وطلائه وضغطه، ولكل عملية حدود هندسية. تمنع القواعد التالية حالات فشل التكرار الأكثر شيوعًا.

توازن النحاس والسرقة

عندما تكون إحدى مناطق الطبقة عبارة عن صب صلب وأخرى فارغة تقريبًا، يصبح سمك الطلاء غير متساوٍ ويمكن أن يؤدي التصفيح إلى تشوه اللوحة. يعمل التوجيه الجيد على توزيع النحاس عبر كل طبقة؛ عندما يكون ذلك مستحيلاً، قم بإضافة كتل سرقة أو نحاس متقاطع. يضيف فريق CAM لدينا السرقة أثناء الأدوات، ولكن التصميم الموجه الذي يصل إلى التمريرات المتوازنة يتم مراجعته بشكل أسرع واللوحات أكثر اتساقًا.

فيا والحلقة الحلقية

يحتاج كل طريق إلى حلقة حلقية: الحلقة النحاسية حول الحفرة المحفورة التي تربط البرميل بالأثر. إذا كانت الحلقة صغيرة جدًا، فسيؤدي التسجيل الخاطئ للحفر إلى قطع الاتصال. تعتبر الحلقة الحلقية التي يبلغ حجمها 4 مل (0.1 مم) على الأقل بمثابة قاعدة عمل آمنة للمعالجة القياسية. تعمل الفتحات العمياء والمدفونة على تقليل عدد الطبقات في التصميمات الكثيفة، ولكن كل نوع عبر النوع يضيف خطوات الحفر والتصفيح؛ عبر الوسادة، وهو مفيد في ظل BGAs، ويتطلب تعبئة وطلاء إضافي. تشكل لوحات HDI ذات الميكروفياس عائلة معالجة منفصلة، ​​والتي يقوم خط HDI الخاص بنا بتوصيلها خلال 25 يومًا.

الإغاثة الحرارية

عندما تتصل وسادة من خلال الفتحة بصب نحاس كبير، يعمل الصب كمشتت حراري أثناء اللحام. بدون مكبرات تخفيف الحرارة، قد لا تصل الوسادة إلى درجة حرارة اللحام. قم بتوجيه الوسادات المتصلة بالطائرة مع النقوش الحرارية أينما يسمح التصنيف الحالي.

قائمة مرجعية عملية للتوجيه يجب تشغيلها قبل إرسال الملفات:

• تتتبع قوة الحجم وتصب من أجل تيار أسوأ الحالات، وليس من أجل الحمل النموذجي.
• استخدم قواعد التخليص لكل فئة صافية؛ نادرًا ما تحتاج شبكات الإشارة العامة ذات الجهد العالي والسرعة العالية إلى نفس التباعد.
• حافظ على توزيع النحاس على كل طبقة بشكل متساوٍ بشكل معقول، وأضف السرقة إلى الطبقات الفارغة في الغالب.
• تأكد من الحد الأدنى من الأثر/المساحة، والحد الأدنى من الحلقة الحلقية، والحد الأدنى من خلال حجم الحفر مع المصنع قبل الانتهاء من المسار.
• ضع مستوى مرجعيًا صلبًا تحت كل طريق عالي السرعة أو يتم التحكم فيه بالممانعة.

المواد والتشطيبات السطحية التي تغير قواعد التوجيه

تقوم الركيزة والتشطيب بتغيير معلمات التوجيه بقدر ما تفعله الدائرة الكهربائية. يتعامل معيار FR-4 مع اللوحات الرقمية والتناظرية العامة بشكل جيد. يقاوم High-Tg FR-4 فشل CAF في اللوحات السميكة متعددة الطبقات وهو شائع في إلكترونيات السيارات؛ ويغطي FR-4 الخالي من الهالوجين المتطلبات البيئية؛ تُستخدم شرائح عالية التردد مع Dk وDf متحكم فيهما للترددات اللاسلكية والرقمية عالية السرعة، ويتغير عرض التتبع المطلوب لخط 50 أوم مع كل مادة.

تقوم الألواح المعدنية الأساسية - المصنوعة من الألومنيوم أو النحاس - بتوصيل الحرارة عبر الركيزة، لذلك يمكن لدوائر الطاقة استخدام مسارات أضيق، لكن حفر ونقش النوى المعدنية يتبع قواعد تصميم مختلفة. تشتمل مجموعة منتجاتنا على ألواح FR-4، وألواح عالية Tg، وخالية من الهالوجين، وعالية التردد، وقاعدة من الألومنيوم، وقاعدة نحاسية، وألواح سيراميكية، مع تشطيبات سطحية مثل OSP، وHASL الخالي من الرصاص، والذهب الغاطس، والقصدير الغاطس. يؤثر اختيار اللمسة النهائية بشكل أساسي على قابلية اللحام ومدة الصلاحية، لذلك يجب مطابقتها لعملية التجميع بدلاً من التعامل معها كفكرة لاحقة.

الطريق مع وضع التصنيع في الاعتبار

التوجيه هو عندما يصبح التصميم كائنًا ماديًا، ويتم الحكم على هذا الكائن من قبل المصنع. نادرًا ما تكون اللوحات التي يتم شحنها في الوقت المحدد وتعمل بشكل موثوق نتاجًا لإعدادات جهاز التوجيه التلقائي الذكي؛ إنها منتجات عرض التتبع بحجم التيار، والخلوصات المحددة للجهد، والأكوام المختارة للكثافة، وتفاصيل سوق دبي المالي التي يتم احترامها من تمرير التخطيط الأول. عندما تكون في شك، اسأل مبكرًا: النموذج الأولي ذو الوجهين من مصنعنا يمكن تسليمه خلال 24 ساعة، وتكلفة التكرار السريع أقل بكثير من دفعة مكونة من 16 طبقة تفشل في الاختبار الكهربائي بسبب خطأ في التباعد. إذا كنت بحاجة إلى توصية بشأن التجميع، أو مراجعة سوق دبي المالي، أو عرض أسعار للوحة موجهة من طبقة واحدة إلى 32 طبقة، فإن فريقنا الهندسي جاهز للإجابة بالتفاصيل.