EN
ĀTRAS SAITES
Pirms diviem gadiem kāda klienta inženieru uzraudzības vadītājs man zvanīja par PCB ražošanas katastrofu. Viņi noteikti bija izveidojuši barošanas avota plati ar 2 mil (0,05 mm) platu vadiņu un 2 mil (0,05 mm) attālumu starp vadiņiem vadības zonā un norādījuši 2 unciju varu visā slāņu struktūrā, lai barošanas vadi varētu izturēt strāvu. Neapstrādātās plates tika atgrieztas ar aptuveni 40 % iznākumu. Savienojumu pārbaude katrā panelī atklāja desmitiem mirušu savienojumu. Mikroskopa skatā vadības zonas vadiņi nebija tievi — tie izskatījās tā, it kā būtu apstrādāti ar smiltīm. Daži bija pilnībā pazuduši.
Šeit ir neērtā daļa: šī plate bija nolemta jau tad, kad tika sastādīti projektēšanas noteikumi. Ražotājs nebija kļūdījies. Mitro ķīmisko procesu likumi vienkārši pārspēja projektētās shēmas.
Izteiksim specifikāciju tādos mērvienību vienībās, kas acīmredzami atklāj problēmu.
2 mils liela pavadītāja josla ir 50,8 mikronu plata. 2 uncijas vara biezums ir 70 mikroni. Izlasiet to vēlreiz: vara aluminija folija ir par 38 % biezāka nekā pavadītāja joslas platums. Jūs liekat ķīmiskajam izēdēšanas procesam veidot struktūru, kuras augstums ir lielāks nekā platums — citiem vārdiem sakot, 70 mikronu augstu sienu, kas balstās uz 50 mikronu platas pamatnes. Tad jūs lūdzat to pašu izdarīt arī blakus esošajā apgabalā, kas atrodas tikai 2 mils attālumā.
Šķidrā ķīmiskā izēdēšana ir izotropiska. Ķīmiskais risinājums neatšķir, kurš virziens ir „lejup”. Tas izēd varu sāniski gandrīz tikpat ātri, cik izēd vertikāli. Rūpniecībā šo parādību novērtē ar izēdēšanas koeficientu — vertikālā izēdēšanas dziļuma attiecība pret sānisko izēdēšanu katrā pusē. Ražošanā izēdēšanas koeficients parasti ir robežās no 2,5 līdz 4,0, atkarībā no ķīmiskā risinājuma, iekārtām un procesa kontroles. Skābā vara hlorīda šķīduma izmantošana iekšējās slāņa pavadītāju joslu izēdēšanai parasti nodrošina koeficientu no 3,0 līdz 3,5. Alkaliskās sistēmas ārējo slāņu apstrādei rada zemākus koeficientus — aptuveni no 2,5 līdz 3,0.
Veiciet aprēķinus, izmantojot izēdēšanas koeficientu 3,0 un 2 unciju vara biezumu:
Nepieciešamā vertikālā izēdēšanas dziļuma: 70 mikroni
Sānu apakšgriezums katrā pusē: 70 ÷ 3.0 ≈ 23 mikroni
Kopējais platuma zudums abās pusēs: aptuveni 46 mikroni
No 50,8 mikronu vada ķīmiskais izēdētājs noņem 46 mikronus. Paliek tikai 4,8 mikronu šķēlīte — ja tā vispār paliek pāri. Ar ēšanas koeficientu 3,5 vads ir aptuveni 10 mikronu plats. Tomēr tas ir kā nazis, nevis vadītājs. Tas nevar pārvadīt strāvu, neatbilst pretestības prasībām un pat nespēj izturēt apstrādi, pirms sabrūk.
Un 2 mil (50,8 mikronu) attālums? Tas pats 23 mikronu apakšgriezums katrā vada malā samazina attālumu no 50 mikroniem līdz aptuveni 4 mikroniem. Varbūtība, ka var veidoties vara tiltiņi, mikroīsaucieni un laika gaitā dendrītu augšana, dramatiski pieaug.
Tas nav ražošanas iznākuma jautājums. Tas ir fizikas jautājums, kas ietērpts atgriešanās apģērbā.
Tieši šeit atrodas komponents, ko vainošanas spēlē izmet ārā. Gravējuma kompensācija — CAM process, kurā paplašina rasējumu, lai kompensētu zemgriezumu, — ir standarta prakse katrā nopietnā ražotnē. Labs ražotājs noteikti pielāgos 5 mil izmēra dizainu līdz 5,5 vai 6 mil izmēram, lai pabeigtais vadītāja pavediens būtu tieši 5 mil. Tas darbojas perfekti, ja kompensācija ir tikai neliela daļa no elementa izmēra.
Tas pilnībā neizdodas, ja elements jau atrodas pie tā, kas vispār iespējams.
Lai iegūtu pabeigtu 2 mil liela traču pēc aptuveni 46 mikronu kopējās apakšzīmes, mākslas darbam jāsākas aptuveni 97 mikronu lielumā — gandrīz 4 mil lielā. Pašlaik atstarpju matemātika sabrūk: divi 4 mil plati mākslas darba trači, kas projektā novietoti 2 mil attālumā viens no otra, nozīmē, ka pretestības īpašības pašas ir tikai aptuveni 51 mikronu attālumā uz panela. Pretestības slānis tam neiztur. Etaņa vielas apakšējā daļa tiek izēstas un paceltas, un visā slānī rodas neprediktāms, nevienmērīgs ēšanas process. Smalku līniju ēšana uz biezas vara virsmas neiznīkst pakāpeniski — tā sabrūk haotiski.
Tāpēc nozares minimālo trases izmēru tabulas pārskata līdzekļus, kuros tās balstās. 1 uncijas varu gadījumā 3 mil trase ir robeža. 2 unciju varam funkcionālais minimums palielinās līdz 5 mil. 3 unciju varam tas ir 9 mil. 4 unciju varam — 12 mil. Šie nav tradicionāli pieņēmumi — tie ir izmēri, kur atzīmēšanas nogulsnēšanās vairs nav spēle. Izveidojot 2 mil atribūtu uz 2 unciju slāņa, jūs prasāt procesu, kas pastāv tikai pētniecības laboratorijās.
Izdodes kritums nav sīks. Manas pieredzes ietvaros aptuveni 30 smagu vara PCB projektos pēdējo 3 gadu laikā novērojams šāds modelis:
Trases izmērs zem ~3x vara blīvuma: iznākums 35–55% diapazonā, ar kļūdām, kas galvenokārt saistītas ar atvērtām vai gandrīz atvērtām vietām
Trases izmērs apmēram 4x vara blīvumā: iznākums 70–85% diapazonā, ar periodisku neuzticamības nobīdi
Trases platums 5x vai vairāk vara blīvumā: iznākums atjaunojas līdz 95% un vairāk.
Visbriesākās neveiksmes nav mirušās īssavienojuma vietas. Tās ir periodiski pārtrauktās savienojumu vietas — vadītāju pavedieni, kas rūpnīcā iztur savienojumu testus, jo tie ir tikai 5 mikronu biezi pavedieni, bet vēlāk plaisā termiskās ciklēšanas vai rezonanses ietekmē un pēc sešiem mēnešiem ekspluatācijā nesasniedz paredzēto funkcionalitāti. Es esmu izsekojis laukā notikušas neveiksmes līdz tām datoru plates, kas ražotnē bija veiksmīgi izturējušas elektriskās pārbaudes. Vadītāja pavediens AOI attēlos izskatījās normāls. Neviens nebija veicis rentgenstaru pārbaudi katram 2 milimetru plānajam vadītājam, un tie, kuri bija gravēti līdz matu biezumam, palika nepamanāmi, kamēr neatvērās.
Ir arī pretestības stāsts. Pat tad, ja šaurs vadītājs pavediens iztur, tā šķērsgriezums vairs nav taisnstūrveida — tas ir trapecveida, platāks apakšā un šaurāks augšā. Regulētā pretestība tiek aprēķināta, balstoties uz taisnstūrveida ģeometriju. A trapecveida traise pārvieto patieso pretestību no mērķa, izmantojot instrukcijas, kas balstās uz slāņu biezuma un apakšgriezuma rēķināšanu. Atšķirīgo pāru gadījumā kļūdas materiāli: traices kļūst šaurākas, un attālums starp tām palielinās, tādējādi atšķirīgā pretestība mainās vairāk nekā vienvirziena pretestība. Dēļi, kuriem "vajadzētu" būt 100 omu, faktiski mērīti kā 96 omi. Dēļi ar 90 omu pretestību faktiski mērīti kā 87 omi. Minimālie izkārtojumi pilnībā iziet ārpus specifikācijas.
Esmu godīgs pret projektētājiem, kuri pieprasa 2 mil / 2 uncijas. Neviens neuzskata šo kombināciju par grūti realizējamu. Parasti pamatojums izklausās šādi: "Man vajag 3 ampērus šajā barošanas līnijā, kalkulators rāda, ka 1 uncijas traicei jābūt X platas, tāpēc es izvēlos 2 uncijas un saglabāšu traici šauru." Vai arī: "Vietas ir ierobežotas, un 2 uncijas ļauj samazināt barošanas traices."
Kļūda ir uzskatīt vara masu par regulēšanas elementu, kas ietekmē tikai strāvas caurlaides spēju. Tas nav — tas ir elements, kas ietekmē visu slāni kopumā. minimālais vadītāja platums un attālums kopā ar to. Biezāka vara slāņa izmantošana nodrošina lielāku strāvas izturību uz platiem vadiem, bet vienlaikus ierobežo iespēju novietot sarežģītus maršrutus uz tās pašas slāņa. Abus priekšrocības nevar iegūt vienā vara biezumā, jo ķīmiskās apstrādes process to neatļauj.
Es esmu redzējis komandas, kas izvairās no šīs problēmas, un risinājumi seko vienotam paraugam.
Sadali vara biezumu starp dažādiem slāņiem. Novieto 2 uncijas (oz) un pat 3 uncijas (oz) vara uz atsevišķa barošanas slāņa ar platiem vadiem un ļoti lieliem poligonāliem laukumiem. Novieto precīzo kontroles loģiku uz 0,5 uncijas (oz) vai 1 uncijas (oz) slāņa. Divu dažādu vara biezumu izmantošana vienā PCB kārtu komplektā ir pilnīgi parasta prakse — lielākā daļa daudzslāņu PCB ražotāji apstrādā jauktā biezuma kārtu komplektus bez papildu sarežģītībām. Dēļa cena nedaudz pieaug. Tomēr ražošanas iznākums bieži vien pārsniedz šo papildu izmaksu.
Uztur 2 mils (mil) vadītāja platumu uz plānā vara slāņa — bez izņēmumiem. Ja dizainam patiešām nepieciešamas 2 mil platas vadības līnijas un vieta – piemēram, BGA izvadu maršrutēšanai – tad šī daļa jānovieto kārtā, kas ir pietiekami plāna, lai to uzticami iegrieztu. 0,5 oz vara slānis kopā ar lielisku alkalisko līniju un LDI attēlošanu var nodrošināt 2 mil parametrus. 2 oz vara slānis to nevar nevienā ražotnē, ne ar kādu ķīmiju un nekāda veida CAM kompensāciju. Tas nav spēju jautājums; tas ir ģeometrijas jautājums.
Paplašiniet vadības līnijas, pirms maināt vara biezumu. 3 A strāvas līnijai 1 oz varā nepieciešama aptuveni 50–60 mil plata vadības līnija, lai nodrošinātu mērenu temperatūras pieaugumu. 2 oz varā tai pašai strāvas līnijai nepieciešama aptuveni puse no tā – tomēr joprojām daudz vairāk nekā 2 mil. Ja maršrutēšanas zona patiešām neatbilst šai prasībai, risinājums nav 2 oz vara izmantošana uz smalkām vadības līnijām. Risinājums ir specializēta barošanas plakne vai daudz biezāks vara slānis bez smalkām funkcijām uz tā.
Pirms apstiprināt slāņu struktūru, pieprasiet DFM pārskatu, nevis pēc tam. Katrs nopietns izgatavotājs piedāvā bezmaksas izkārtojuma pārbaudi ražošanai, kad augšupielādējat Gerber failus. Tiem, ar kuriem vērts sadarboties, jānorāda 2 mil / 2 oz kombinācija pirms pasūtījuma iesniegšanas un jāpaziņo, kāds būs rezultāts. Ja jūsu ražotājs cenu norāda jūsu 2 mil / 2 oz plāksnēm bez vienīga komentāra, tas ir brīdinājuma signāls — vai nu viņi to izgatavos ar ļoti zemu iznākumu un pārnestīs izmaksas uz jums, vai arī izgatavos to un ļaus jums atklāt problēmu testēšanas laikā.
Liela vara daudzuma izmantošana un šauras līnijas nav dizaina izvēle — tās ir pretrunīgi jēdzieni. Ētants, kas padara 2 oz varu noderīgu, ir tas pats ētants, kas noārda 2 mil vadītājus, un nekāds procesa uzlabojums nemaina šo attiecību. Ētanta faktora matemātika ir publiski pieejama, stabila un neievēro termiņus.
Grupas, kas piegādā augststrāvas dēļus laikā, ir to izdomājušas pašas: novietot varu tur, kur ir strāva, un rezolūciju — tur, kur ir signāli, un nekad nepieprasīt vienai vara kārtai veikt abas funkcijas. Katrs 2 mil/2 oz dēlis, ko es patiesībā kādreiz esmu redzējis izgatavotu, patiesībā ir vai nu zema iznākuma prototips, vai arī jau gaidāma laukā notiekoša attece, vai arī ļoti dārga mācība par ķīmisko traipīšanu. Neviens no tiem nav tapis otrreiz.
Karstās ziņas2026-09-07
2026-09-04
2026-09-03
2026-09-01
2026-08-31
2026-08-27
2026-08-26
2026-08-24
