روش تولید برد CAM HDI

بردهای HDI نیازهای مدارهای مجتمع با چگالی بالا و مونتاژ بین‌اتصالی با چگالی بالا را برآورده می‌کنند. آنها فشار می‌دهند تولید PCB به سطحی جدید. HDI یکی از داغ‌ترین موضوعات در تولید PCB است. افرادی که CAM را برای انواع PCB انجام می‌دهند موافقند. بردهای HDI تلفن پیچیده به نظر می‌رسند و چگالی مسیریابی بالا است. تولید CAM دشوار است و تکمیل سریع و صحیح آن سخت است. در مواجهه با نیاز مشتریان به کیفیت بالا و تحویل سریع، من به تمرین و خلاصه‌سازی ادامه دادم. من کمی تجربه دارم. آن را اینجا با همکاران CAM به اشتراک می‌گذارم.

تعریف SMD اولین نقطهٔ سخت در CAM است.

در تولید PCB، انتقال الگو و حکاکی روی الگوی نهایی تأثیر می‌گذارد. بنابراین در تولید CAM باید خطوط و قطعات SMD را مطابق قواعد پذیرش مشتری جبران کنیم. اگر قطعات SMD را به‌درستی تعریف نکنیم، برخی از پدهای SMD در برد نهایی ممکن است خیلی کوچک شوند.

مشتریان اغلب CSP با ابعاد 0.5 میلی‌متر را روی بردهای تلفن HDI طراحی می‌کنند. اندازه پد 0.3 میلی‌متر است. برخی از پدهای CSP دارای ویای کور هستند. ویای کور ممکن است با پدی که تنها 0.3 میلی‌متر است هم‌تراز شود. این باعث می‌شود پد CSP و پد ویای کور روی هم قرار گیرند یا یکدیگر را قطع کنند. در این حالت باید مراقب باشیم و از اشتباهات جلوگیری کنیم.

مراحل مشخص

1. لایه‌های دریل مربوط به ویای کور و ویای مدفون را ببندید.
2. SMD را تعریف کنید.
3. از پنجرهٔ Feature Finder و پنجرهٔ Reference Selection استفاده کنید. از لایهٔ بالا و لایهٔ پایین، پدهایی را که شامل ویای کور هستند پیدا کنید. این پدها را به‌ترتیب به لایهٔ T و لایهٔ B منتقل کنید.
4. در پنجرهٔ Reference Selection، در لایهٔ T (لایه‌ای که پدهای CSP روی آن قرار دارند)، پدهایی را که با via کور تا ۰٫۳ میلی‌متر تماس دارند انتخاب کرده و حذف کنید. پدهای CSP لایه بالا را در ناحیه CSP به اندازه 0.3 میلی‌متر حذف کنید. سپس، بر اساس طراحی مشتری برای اندازه، موقعیت و تعداد پدهای CSP، خودتان یک پد CSP بسازید و آن را به‌عنوان SMD تعریف کنید. پد CSP را به لایه TOP کپی کرده و پدی را که با ویا کور مطابقت دارد در لایه TOP اضافه کنید. همین کار را برای لایه B نیز انجام دهید.
5. از فایل نت‌لیست مشتری استفاده کنید تا سایر SMDهایی را که از قلم افتاده‌اند یا بیش از حد تعریف شده‌اند، پیدا کنید.

در مقایسه با روش تولید معمول، این روش هدف روشنی دارد و مراحل کمتری را شامل می‌شود. این روش می‌تواند از عملیات نادرست جلوگیری کرده و کار را سریع و صحیح به پایان برساند.

حذف پدهای غیرفعال نیز یک مرحله ویژه برای بردهای تلفن HDI است.

یک برد HDI هشت‌لایه معمولی را به‌عنوان مثال در نظر بگیرید. ابتدا پدهای غیرفعال را که با ویای سوراخ‌گذر لایه‌های ۲ تا ۷ مطابقت دارند، حذف کنید. سپس پدهای غیرفعال را که با ویای مدفون لایه‌های ۳ تا ۶ و ویای سوراخ‌گذر لایه‌های ۲ تا ۷ مطابقت دارند، حذف کنید.

مراحل:

1. از تابع NFPRemoval برای حذف پدهایی که با سوراخ‌های بدون آبکاری در لایه‌های بالا و پایین مطابقت دارند، استفاده کنید.
2. تمام لایه‌های سوراخ‌کاری را به جز سوراخ‌های عبوری ببندید. گزینه NFPRemoveUndrillRemoveUndrillLEDpads را برای حذف پدهای غیرفعال در لایه‌های ۲ تا ۷ انتخاب کنید.
3. تمام لایه‌های دریل را به جز ویاس‌های مدفون برای لایه‌های ۲ تا ۷ ببندید. گزینه NFPRemoveUndrilledPads را انتخاب کرده و با زدن NO پدهای غیرفعال را برای لایه‌های ۳ تا ۶ حذف کنید.

استفاده از این روش برای حذف پدهای غیرفعال واضح و یادگیری آن آسان است. این روش برای افرادی که تازه کار CAM را آغاز کرده‌اند بهترین است.

درباره سوراخکاری لیزری

ویاهای کور در بردهای تلفن HDI معمولاً میکروویاهایی به اندازه حدود 0.1 میلی‌متر هستند. شرکت ما از لیزرهای CO₂ استفاده می‌کند. مواد آلی به شدت فروسرخ را جذب می‌کنند و ماده با گرما تبخیر شده و حفره‌ها را ایجاد می‌کند. اما مس جذب کمی از فروسرخ دارد و نقطه ذوب آن بالا است. لیزرهای CO₂ نمی‌توانند ورق مس را تبخیر کنند. بنابراین مس در محل حفره‌های لیزری با استفاده از محلول خورنده تراشیده می‌شود. برای این کار، CAM باید فتوپلات‌های نمای سوراخ‌کاری را ایجاد کند. در عین حال، برای اطمینان از اینکه لایه بیرونی دوم (کف حفره لیزری) مسی باقی می‌ماند، فاصله بین ویای کور و ویای مدفون باید حداقل ۴ میل باشد. بنابراین، ما باید از Analysis / Fabrication / Board-Drill-Checks برای یافتن حفره‌های معیوب استفاده کنیم.

از طریق پرکننده و ماسک لحیم‌کاری

در پشته لایه‌بندی HDI، لایه‌های بیرونی ثانویه معمولاً از ماده RCC استفاده می‌کنند. ضخامت دی‌الکتریک کم و محتوای رزین پایین است. آزمایش‌های فرآیند این قاعده را نشان می‌دهند: اگر ضخامت برد نهایی بیش از 0.8 میلی‌متر باشد، و اندازه جیب فلزی‌کاری‌شده ≥ 0.8 × 2.0 میلی‌متر باشد، و اندازه ویای فلزی‌کاری‌شده ≥ 1.2 میلی‌متر باشد، در این صورت باید دو مجموعه فایل پر کردن ویای آماده کنیم. یعنی، پر کردن ویای‌ها به دو مرحله تقسیم می‌شود. لایه‌های داخلی با رزین هموارسازی می‌شوند و لایه بیرونی قبل از مرحله سولدرماسک با جوهر سولدرماسک پر می‌شود.

در فرایند ماسک لحیم‌کاری، گاهی ویاس‌ها روی یا نزدیک پدهای SMD قرار می‌گیرند. مشتری درخواست می‌کند که همه ویاس‌ها پر شوند. بنابراین ویاس‌هایی که در ماسک لحیم‌کاری باز هستند یا نیمه‌باز، به‌راحتی می‌توانند باعث چسبیدن خمیر قلع یا گریس روی پد شوند. کارکنان CAM باید با این موضوع برخورد کنند. معمولاً ابتدا تصمیم می‌گیریم ویاس را باز کنیم. اگر نتوانیم ویاس را جابه‌جا کنیم، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. یک نقطهٔ عبور نور روی ماسک لحیم‌کاری قرار دهید که در یک سمت، ۳ میل کوچکتر از سوراخ نهایی باشد.
2. یک نقطهٔ عبور نور روی ماسک لحیم‌کاری قرار دهید که در یک سمت ۳ میل بزرگ‌تر از سوراخ نهایی باشد. (در این مورد، مشتری اجازه می‌دهد مقدار کمی از پد توسط ماسک پوشانده شود.)

ایجاد طرح کلی برد و پانل‌بندی

بردهای تلفنی HDI معمولاً به‌صورت پنل تحویل داده می‌شوند. ظاهر آن‌ها پیچیده است و مشتری فایل‌های CAD مربوط به پنل‌بندی را ارائه می‌دهد. اگر بخواهیم پنل را با استفاده از فایل مشتری با Genesis2000 ترسیم کنیم، دردسرساز است. می‌توانیم در فایل روی «ذخیره به عنوان» کلیک کرده و نوع ذخیره را به AutoCAD R14 / LT98 / LT97 DXF (*.DXF) تغییر دهیم. سپس فایل *.DXF را مانند یک گربر معمولی می‌خوانیم. هنگام خواندن دور برش، اندازه و موقعیت سوراخ‌های استمپ، سوراخ‌های مکان‌یابی و نشانک‌های نوری را نیز می‌خوانیم. این روش سریع و دقیق است.

پردازش قاب آسیاب

وقتی فریم فرزکاری را پردازش می‌کنیم، مگر اینکه مشتری در CAM درخواست نمایان شدن مس را بدهد، ما مقدار کمی مس را از داخل فریم برش می‌دهیم تا از پوسته‌شدن مس در لبه برد در حین تولید جلوگیری کنیم. این باعث ایجاد مواردی مانند شکل 2A می‌شود. اگر دو انتهای A به یک نت واحد تعلق نداشته باشند و عرض مس کمتر از ۳ میل باشد (که ممکن است قابل ساخت نباشد)، آنگاه باعث ایجاد یک اتصال باز (open) خواهد شد. تحلیل Genesis2000 این مشکل را نشان نخواهد داد. بنابراین باید از روش دیگری استفاده کنیم. می‌توانیم مقایسه‌های نت بیشتری انجام دهیم و در مقایسه دوم، مس فریم را به داخل برد برش دهیم. اگر نتیجه مقایسه، باز بودن را نشان نداد، آنگاه دو انتهای A به یک نت تعلق دارند یا عرض مس > ۳ میل است و الگو قابل ساخت است. اگر باز بودن مشاهده شد، عرض مس را افزایش دهید.

خلاصهٔ کوتاه نکات کلیدی

1. SMD را با دقت تعریف کنید. از ابزارهای بستن لایه و پاپ‌آپ برای یافتن پدهایی که شامل ویای کور هستند استفاده کنید. پدهای کوچک را با پدهای CSP صحیح جایگزین کرده و آن‌ها را به لایه‌های بالا و پایین کپی کنید. این کار از تداخل و خطاها جلوگیری می‌کند.
2. پدهای غیرفعال را گام‌به‌گام با استفاده از ابزارهای حذف NFP حذف کنید. این واضح و مناسب برای کارکنان جدید CAM است.
3. برای سوراخکاری با لیزر، بدانید که لیزرهای CO₂ مس را از بین نمی‌برند. از حک‌کاری (etch) استفاده کنید و نقشه‌های نوردهی سوراخکاری را تهیه کنید. ویای کور و مدفون را حداقل ۴ میل از هم فاصله دهید و بررسی‌های سوراخ برد را اجرا کنید.
4. وقتی ضخامت برد و اندازهٔ سوراخ با قاعده مطابقت دارند، فایل‌های ویای پرکننده را ایجاد کنید. در صورت نیاز، پرکننده‌های داخلی و خارجی را جدا کنید. برای ویاهای نزدیک SMDها در ماسک لحیم، با افزودن نقاط مناسب عبور نور، آن‌ها را مدیریت کنید.
5. برای خواندن فایل DXF پنل، CAD را به DXF تبدیل کنید و مانند گربر آن را بخوانید تا سریع و دقیق خطوط کلی، سوراخ‌های پانچ و موقعیت‌های مرجع را به‌دست آورید.
6. برای آسیاب کردن قاب مسی، شبکه‌ها را آزمایش کنید و در صورت مشاهدهٔ باز بودن در مقایسه، مس را گسترش دهید.

این روش اهداف روشنی دارد و مراحل کمتری را شامل می‌شود. از آن برای کاهش خطاها و تسریع تولید صحیح CAM برای بردهای تلفن HDI استفاده کنید.