De ce traseele dvs. de 4 mil revenesc la 3,5 mil, în timp ce straturile se decalează cu 2 mil?

De ce traseele dvs. de 4 mil revenesc la 3,5 mil, în timp ce straturile se decalează cu 2 mil?

Derivarea dimensională pe care nimeni nu o deține

Datele de layout indicau 4 mil. Placa finală măsura 3,5 mil. Și acest lucru a fost, din fericire, cel mai bun caz. Veste mai rea se ascundea în înregistrarea strat-cu-strat: straturile interioare s-au deplasat cu 2 mil unul față de celălalt în timpul laminarea , ceea ce însemna că găurile de foraj nu mai erau centrate pe „ inele anulare  pe două dintre cele șase straturi. Plăcile au trecut testul funcțional. Au trecut și evaluarea inițială a clientului. Ulterior, o dimensiune de insusceptibilitate pe o pereche de înaltă viteză a revenit cu 7 ohmi în afara valorii țintă, iar grupul de analiză a defecțiunilor a început să descompună structura stratificată.

ambele probleme erau vizibile în prima lot de producție, dacă ar fi privit cineva. dimensiunea urmei  se afla în banda de rezistență a producătorului — cu greu. Deriva înscrierii se afla în interiorul limitei analitice pe care procesul fabricii o generase întotdeauna. Absolut nimic nu a eșuat la evaluare. Nimic nu a contravenit unei specificații. Plăcile erau pur și simplu cantitatea de erori bidimensionale pe care fiecare producător o considera «normală», iar combinația acestora facea obiectivele de performanță ale produsului imposibil de atins.

Acest articol se referă la cele două procese tăcute care au consumat marja: pierderea imaginii  și retragerea stratului interior . Niciunul nu este exotic. Ambele sunt măsurabile, controlabile și sistematic neglijate — până când osciloscopul clientului spune altceva.

Cele 0,5 milioane care au dispărut: de unde provine pierderea imaginii

O urmă de 4 mil funcționează în prezent la limita capacității obișnuite a materialului FR-4. Este factorul în care procedurile cele mai ieftine și cele mai dezvoltate din industrie – expunerea complet uscată la film, expunerea directă la UV și gravarea umedă – încep să-și arate limitele dimensionale. Diferența dintre cei 4 mil pe care i-ați desenat și cei 3,5 mil pe care i-ați obținut nu este un singur defect. Este o acumulare de mici erori, fiecare corectă în mod independent, care se cumulează într-o pierdere de lățime de 12,5%:  

Derivarea puterii de expunere. Rezistența este polimerizată de lumină UV. Puterea insuficientă duce la întărirea incompletă a marginilor neexpuse ale modelului – acestea se dizolvă în developer, lăsând linii mai subțiri decât desenul original. Puterea de expunere variază în funcție de vârsta sursei de lumină, de temperatură și de viteza benzi transportoare. Pe o linie de expunere bazată pe film  , o sursă de lumină cu o putere cu 10% sub specificație reduce în mod tăcut cu 0,1–0,2 mil fiecare element de pe fiecare panou.  

Parametrii de dezvoltare.  Chimia developerului are un interval de temperatură și concentrație. Dacă funcționează prea cald sau dacă chimia devine prea concentrată, programatorul începe să ‘mănânce’ rezistența parțial polimerizată – o problemă numită dezvoltare excesivă . Rezultatul este caracteristic: funcțiile fine se degradează, în timp ce caracteristicile robuste rămân neschimbate. Dacă liniile de 4 mil pierd lățime, dar planele de 10 mil nu, dezvoltarea excesivă este prima suspectă.  

Variație a densității rezistenței.  Rezistența uscată este disponibilă în densități mici, dar un rol de trei săptămâni, păstrat necorespunzător, poate varia. Cele mai subțiri oferă o protecție redusă în timpul gravării, ceea ce duce la o atacare laterală crescută – povestea subgravării  din articolele anterioare explică pierderea imaginii la pasul următor.  

Factorul de gravare.  Indiferent de lățimea care rezistă imaginii, soluția de gravare acționează ulterior – în mod obișnuit 20–30 microni în total, pe ambele fețe ale unei piste de 1 uncie, mai mult pe cupru mai gros. Stilul de 4 mil care pierde 0,4 mil la imagistică și încă 0,3 mil la subgravare ajunge la ușa clientului cu o grosime de 3,3–3,5 mil. Nici o acțiune izolată nu a eșuat. Planul bugetar s-a epuizat pur și simplu.

Cei 2 mil care s-au mutat: De ce straturile interioare refuză să rămână fixe

Înregistrarea strat-cu-strat  într-o placă multicouche este o luptă împotriva produselor care își schimbă literalmente dimensiunile în timpul prelucrării. Laminatul cu strat de cupru, care intră în linie ca o panou plan, nu-și păstrează aceeași dimensiune după gravare, tratament oxidic și laminare. Se micșorează. Problema nu este dacă se micșorează – ci doar cât de mult, în ce direcție și dacă deriva este suficient de uniformă pentru a fi compensată.  

Fizica micșorării este dominată de două elemente:

Țesătura din sticlă .a laminatului  textilul din sticlă are instrucțiuni de țesere – urzeala (lungime) și bătătura (lățime) – iar rășina și sticla reacționează în mod diferit la căldură și presiunea laminării. Plăcile se micșorează în mod diferit de-a lungul celor două axe, de obicei într-un raport de 2:1. O placă care se contractă cu 0,02 % pe direcția urzelei s-ar putea contracta cu 0,04 % pe direcția bătăturii. Pe o placă de 18 inch, aceasta înseamnă o diferență de aproximativ 1,5 mils între cele două direcții – înainte de a lua în calcul orice altă eroare.  

Curgerea și întărirea rășinii . În timpul laminării, materialul prepreg se topește, curge și formează legături transversale. Cantitatea de curgere depinde de presiune, de rampa de temperatură și de conținutul de rășină al prepregului. O curgere mai intensă implică o mișcare mai mare, iar această mișcare nu este uniformă pe întreaga suprafață a plăcii – marginile curg diferit față de centre, iar plăcile groase se comportă diferit față de cele subțiri. Straturile interne, deja gravate, sunt antrenate de activitatea rășinii. Pozițiile finale ale acestora depind de material, de proces și, parțial, de noroc.

Soluția pieței este reducerea plății :CAM aplicația software extinde desenul stratului intern prin intermediul unui element de corecție statistică, astfel încât straturile se micșorează până la dimensiunea optimă în timpul laminării. Funcționează bine atunci când materialul este uniform, procedura este sigură și contracția este previzibilă. Când apare orice modificare—un nou lot de prepreg, o altă structură a țesăturii din sticlă sau o schimbare sezonieră a umidității—funcționarea devine instabilă, deoarece elementul de corecție se bazează pe date istorice, nu pe caracteristicile materialelor actuale.

Așa arată o derivație de 2 mil. Desenul a fost compensat pentru o reducere de 0,03%. Materialul real s-a contractat cu 0,045%. Diferența—2 mil pe o placă de 24 de inch—se manifestă prin straturi nealiniate, ținte de foraj excentrice și inele anulare care nu mai sunt perfect circulare.

Când cele două greșeli se întâlnesc

Separat, niciuna dintre aceste erori nu reprezintă o catastrofă. O pistă de 3,5 mil asigură un curent adecvat pentru majoritatea aplicațiilor. O derivație de înregistrare de 2 mil este imperceptibilă în multe configurații.

Împreună, ele formează o problemă complet diferită:

Controlul imunității scade rezistențele controlate sunt calculate pe baza unei dimensiuni exacte, a unei grosimi exacte a dielectricului și a unei greutăți exacte a cuprului. O pierdere de lățime de 0,5 mil, împreună cu variația grosimii dielectricului datorită laminării neuniforme, poate deplasa o pereche diferențială de 100 ohmi la 93 sau 107 ohmi. Siliciul funcționează încă. Totuși, marja de integritate a semnalului dispare, iar configurația care „a trecut” simularea electrică nu mai funcționează acum în adaptor.

Marginile inelului circular dispar.  Aprin  se impune prezența cuprului în jurul găurii forate – adică a inelului circular. Dacă o broșă se abate cu 2 mil față de centrul unei piste cu un inel circular de 3 mil, rămâne doar 1 mil cupru pe o parte. Această valoare se încadrează în multe cerințe de acceptare, dar este, de asemenea, la doar un ciclu termic distanță de o conexiune deteriorată. Gaura nu s-a deschis încă. Este un atac de cord care așteaptă să se producă.

Rutarea de evadare eșuează la BGA.  Rutarea densă sub un BGA cu pas fin utilizează fiecare micron ușor disponibil. O pierdere de dimensiune de 0,5 mil plus o schimbare de strat de 2 mil transformă «rutabil» în «circuite deschise pe stratul 3 care apar doar la radiografie.»

Ce menține, de fapt, capacitățile oneste

Partea pozitivă este că fiecare dintre aceste sisteme de derivă este măsurabilă, iar controlul dimensiunilor conduce controlul procesului:  

Calibrați linia de imagistică, nu doar placa finală.  Monitorizați energia de expunere și chimia programatorului la intervale specificate. Rulați o promoție de rezoluție — un model de test cu linii de la 5 mil până la 2 mil — prin linie zilnic și înregistrați lățimile determinate. Voucherul captează derivarea în timp ce aceasta este încă o tendință, nu după ce a devenit o problemă de randament. Aceasta este procedură standard de control și este singura acțiune cu valoare maximă pentru protejarea capacității de realizare a liniilor fine.

Utilizați LDI acolo unde liniile fine reprezintă o provocare. Imagistica directă cu laser (LDI)  elimină în întregime acțiunea filmului, ceea ce elimină distorsiunea filmului, eroarea de aliniere la expunerea directă și neregularitatea dimensională a operei de artă în sine. Sistemele LDI mențin rezoluția caracteristicilor la 10–25 microni — ușor în interiorul regiunii de 4 mil — și, mult mai important, numeroși producători de LDI pot scala imaginea la reducerea reală măsurată pentru fiecare panou, corectând deriva de înregistrare strat cu strat, nu statistic. Aceasta este diferența dintre compensarea unei derive obișnuite și compensarea derivației de pe panoul din fața dumneavoastră.

Procedura se micșorează pe material, nu pe presupunere.  Verificați nucleul și straturile de prepreg pe factură și validați elementele de plată în funcție de comportamentul real al produsului. Când factorul de compensare nu mai corespunde reducerii măsurate, este momentul să actualizați specificația camerei web — nu să continuați să vă doriți.

Forați până la straturi, nu până la panou. Explorare cu raze X — folosirea ţintelor cu raze X imprimate pe straturile interioare pentru localizarea programului de găurire – este dispozitivul standard pentru alinierea găuritorilor la poziţiile reale ale straturilor. Transformă «straturile trebuie să fie aici» în «straturile se află dedesubt, găureşte corespunzător». Pentru plăcile cu cerinţe stricte privind inelul anular, ţintirea găuritorilor cu raze X împreună cu evaluarea pe panou este diferenţa dintre o problemă de randament şi un proces.

Întrebări frecvente

Î: Ce pierdere «normală» de lăţime a traseului există între proiectare şi placa finită?

R: Pentru cupru obişnuit de 1 oz şi control complet al procesului, se preconizează o pierdere de 0,2–0,4 mil (imaginare + gravare). Pierderi de 0,5 mil sau mai mari într-un design de 4 mil indică faptul că fereastra de proces este depăşită – fie criteriile de imaginare au derivat, fie soluţia de gravare este prea agresivă pentru grosimea de cupru.

Î: De ce rămân straturile mele nealiniate, chiar dacă se foloseşte o scădere a aşezării?

R: Compensarea este statistică – se bazează pe medii istorice. Corectează pentru produsul obișnuit, nu pentru cel real. Noile loturi de prepreg, diferitele tipuri de țesătură din sticlă, variațiile de umiditate și variantele de presare determină o abatere semnificativă a valorii reale față de cea compensată. Soluția constă în măsurarea materialului actual și actualizarea factorului de compensare, precum și în utilizarea țintirii cu raze X la găurire pentru a gestiona eroarea repetitivă în etapa de găurire.  

Î: Sistemul LDI poate corecta deriva de înregistrare sau doar lățimea traseelor?

R: Ambele. LDI elimină erorile induse de film (o sursă majoră atât pentru pierderea lățimii, cât și pentru distorsionarea desenului), iar multe sisteme LDI industriale pot aplica o scalare specifică fiecărei plăci, bazată pe reducerea măsurată – corectând înregistrarea între straturi direct pe placă reală, nu pe baza unei medii analitice.  

Î: La ce dimensiune a plăcii devine o derivă de 2 mil o problemă reală?

R: Nu este dimensiunea plăcii care contează – ci dimensiunea atributelor. O derivație de 2 mil nu este periculoasă pe un stil cu trasee de 10 mil și paturi mari, dar este dezastruoasă pe o configurație de 4 mil cu BGAs cu pas de 0,4 mm. Dacă dimensiunea minimă a atributelor dvs. se apropie de limita procesului, o eroare de înregistrare nu are niciun spațiu în care să se ascundă.  

Î: Cum pot recunoaște exact dacă stilul meu de 4 mil este în pericol, înainte de a primi comanda?

R: Puteți pune producătorului trei întrebări: care este toleranța de lățime a traseelor pe care o aplică pentru atribute de 4 mil, care este specificația lor de înregistrare între straturi și dacă folosesc țintirea cu raze X pentru găurirea plăcilor multistrat. Dacă răspunsurile sunt neclare sau dacă specificația de înregistrare este mai slabă de 3 mil, configurația dvs. este în pericol – iar oferta de preț nu vă va informa despre acest lucru.

Marginea pe care nu o puteți vedea este marginea pe care nu o puteți permite să pierdeți

Urmă de 4 mil și stratul interior neregulat au aceeași cauză de bază: controlul dimensional tratat ca o statistică, nu ca o dimensiune. O pierdere de dimensiune de 0,5 mil și o derivație de înregistrare de 2 mil nu reprezintă eșecuri ale vreunui conductor izolat sau al vreunei echipamente. Ele reprezintă costul acumulat al ferestrelor de procedură care nu au fost niciodată strânse, al elementelor de plată care nu au fost niciodată validate împotriva produsului real și al cerințelor de acceptare care permit trecerea fiecărei erori, deoarece, individual, aceasta a avut întotdeauna loc.

Plăcile cu trasee fine nu încetează să funcționeze din cauza evenimentelor spectaculoase. Ele încetează să funcționeze pentru că marja se erodează în mod tăcut, câte 0,1 mil de fiecare dată, pe fiecare panou, la fiecare modificare – până în ziua în care osciloscopul unui client detectează în sfârșit problema.