Často se v praxi objevují dotazy, jak silnou základní měď mohu při výrobě DPS pro svůj návrh použít. Ideální pro výrobce by bylo vyrábět silové části zařízení zvlášť na jednom plošné spoji a zbytek na druhém. Pro první použít desku se silnou základní mědí a na druhou použít běžnou tloušťku. Ale v rámci zlevnění, zjednodušení nebo celkového vzhledu finálního výrobku jsou zákazníci nuceni vyrábět obě tyto části na jednom plošném spoji, což s sebou přináší tuto otázku, tedy jak silnou měď mohu použít, aby to bylo vyrobitelné.
Je nutné si uvědomit, jaká rizika přináší výroba DPS na silné základní mědi. Jde nejen o podleptání vodiče, ale i o celkovou vyváženost návrhu desky ohledně rovnoměrnosti galvanického procesu. Na jedné straně rozlité měděné zóny, silné vodiče a v druhé části DPS jemné vodiče a SMD součástky. To žádný galvanický proces nezvládne se 100% kvalitou, silné vodiče a plná plocha mědi nutí použít vyšší proudy a tím se tenké vodiče napalují. Jejich povrch je porézní, nedokonale překrytý cínovým rezistem a může být následně odleptán. Je třeba tedy dbát na vyváženost galvanické plochy obou stran DPS, v případě jednoznačné nevyváženosti doplnit návrh o "falešnou" plochu mědi. Při návrhu DPS je taky potřeba počítat z podleptáním vodiče.
U vnitřních vrstev vícevrstvých plošných spojů je důležité dodržet minimální vzdálenost od hrany vrtaného otvoru k prvnímu nejbližšímu objektu 0,3 mm.
Materiály, výztuha a pojiva DPS
Definice základního materiálu zahrnuje výztuž a pojivo. Neohebné materiály - základní materiál (substrát, nosná podložka) - elektroizolační podložky tvořené buď dielektrickým materiálem nebo izolovaným kovovým jádrem. Používá se jako nosič vodivého motivu a slouží k montáži elektronických součástek a mechanických prvků. Jsou na organické, anorganické, případně kombinované bázi. Výztuž určuje mechanické vlastnosti DPS (pevnost v tlaku, tahu, ohybu), rozměrovou stálost v daném teplotním rozsahu a výrazně ovlivňuje elektrické, chemické a teplotní charakteristiky. Tvoří kostru laminátu. Pojivo zrovnoměrňuje působení vnějších vlivů na výztuž, chrání ji před mechanickým poškozením a účinky chemikálií. Pojiva jsou na polymerní bázi. Pro neohebné montážní a propojovací struktury se používají termosety (reaktoplastové pryskyřice), pro ohebné materiály se používají termoplasty.
Elektrické a tepelné vlastnosti a fotorezist
Teplota skelného přechodu Tg charakterizuje teplotu, při které dochází k výrazným změnám TCE; plošný spoj přechází z elastického do plastického stavu. Definice fotorezistu a jeho dělení a zpracování hrají klíčovou roli v subtraktivní výrobě plošných spojů. Výhody a nevýhody technologie HAL (Hot Air Levelling) - porovnejte s NiAu. HAL je metoda žárového nanesení pájky PbSn definované tloušťky na měděný podklad.
Typy povrchových úprav měděných ploch neosazených DPS a perspektivní typy zahrnují HAL, OSP (Organic Surface Protectives) a Ni/Au vrstvy. Doba pájitelnosti DPS, materiály Sn, Ag, Ni a jejich kombinace se popisují jako součást postupů povrchových úprav. OSP - chemická metoda nanášení organických inhibitorů oxidace mědi na odhalený měděný povrch DPS po tisku nepájivé masky; výhodou jsou lepší rovinnost povrchu oproti HAL a nižší cena, nevýhodou kratší skladovatelnost a problémy s vícenásobnou expozicí. HAL a OSP mohou být kompatibilní pro CSP aplikace a kombinace NiAu a OSP mohou zajistit spolehlivost kontaktů.
nepájivé masky a propojovací struktury
Jaké typy nepájivé masky používáme pro výrobu neosazené DPS? Propojovací struktura je tvořena vodivým motivem na nosném substrátu a zahrnuje vodiče, plošky, signálové a součástkové otvory, chladiče i pasivní prvky. Subtraktivní proces - na měděné fólii je vytvořen vodivý motiv zpravidla krytý leptuodolnou vrstvou. Subtraktivní technologií je možno vyrábět všechny druhy DPS: pattern-planting (vodivé cesty a otvory galvanicky zesíleny mědí a poté pokoveny Sn, SnPb rezistem), panel plating, tenting a další. Vstupujeme do konstrukce z laminovaného materiálu připraveného k výrobě vícevrstvých desek, zahrnující prepreg a lepicí fólie pro spojení desek a izolaci vrstev.
Základní stavební prvky a tavidla
Základní stavební prvek je lepící list (bonding sheet) neúplně vytvrzený materiál tloušťky 0,05-0,18 mm, jehož vytvrzení je dokončeno při laminaci. Není k dispozici explicitní odstavec, ale jde o to, že prepreg tvoří kostru vícevrstvých desek. Funkci tavidla definují min.4 a hlavní složky tavidla; ROL1 - zkratka pro jednu z klasických charakteristik tavidel. VOC free tavidla a trendy v oblasti tavidel. Dělení vodivých a nevodivých lepidel pro povrchovou montáž, způsoby nanášení (min.3) a metody vytvrzování - elektroizolační a teplotně vodivá lepidla, aplikace pro přilepení SMD součástek a jejich následné pájení vlnou.
Nebudeme opomenout ani SAC bezolovnaté pájky - jejích přednosti a nevýhody ve srovnání s olovnatou pájkou Sn63Pb37; uvedeme min. 5 rozdílů. Dále definujeme montážní a propojovací sestavu a hlavní druhy (min. 5). Hlavní výhody technologie povrchové montáže a popis propojovací struktury - vodivý motiv na nosném substrátu zahrnuje vodiče, plošky, signálové a součástkové otvory, chladiče a pasivní prvky.
Procesy tisku, šablonování a síta
Kterými faktory během výroby šablony je určen objem pájecí pasty? Uveďte zásady pro velikost apertury vzhledem k pájecí pastě i tloušťce materiálu šablony. Kterými faktory během výroby síta je určen objem pájecí pasty. Typické počty ok/cm pro sítotisk snímatelné nepájivé masky, pro sítotisk pájecí pasty i pro sítotisk servisního potisku. Aplikační rozdíly mezi sítotiskem a šablonovým tiskem. Aplikační rozdíly mezi šablonovým tiskem a dispenzí lepidla.
Subsystémy osazovacího procesu zahrnují transportní část, podavače součástek (feeders) a funkce mechanického centrování; klíčová je rovnováha smáčení povrchu roztavenou pájkou a Youngovu rovnici - otázka: platí v praxi?
Pájecí procesy a defekty
Strojní pájení vlnou a hlavní části procesu; vliv špatně nastavených parametrů na defekty pájených spojů. Typy defektů po strojním pájení vlnou a hlavní příčiny. Přednosti dusíkové ochranné atmosféry u pájecího procesu. Pro eutektickou pájku Sn63Pb37 s teplotou tání 183 °C se doporučuje teplota hrotu asi o 80 °C vyšší, kterou je nutno ještě povýšit o tepelné ztráty na DPS během vlastního pájecího procesu. Fázový diagram pájky SnPb - eutektická teplota 183 °C, význam čistoty kovů a vliv nečistot na vlastnosti taveniny.
Kontroly kvality a opravy
AOI - definice a co kontrolujeme. Kontrolní a opravné postupy montážního celku - kontaktní a bezkontaktní metody oprav. Transmisní rentgenová metoda a piezoelektrický měnič s fokusovaným zářením pro 2D/3D zobrazení vrstev. Závady montážních celků s vývodovou montáží a zásady opravy.
Kontrola kvality - principi transmisní metody, definice AOI a zásady manipulace se součástkami citlivými na vlhko (MSL) a LEVEL 4 na obalech PBGA. Důležitá je definice správných postupů pro opravy a testování.
Vliv konstrukčních detailů na spolehlivost
Spojky a izolační prvky jsou klíčové pro domovní elektroinstalaci i pro průmyslové aplikace. Správná volba svorek, spojek a izolačních prvků je základem kvalitní elektroinstalace. Při návrhu detailů fasádních spojů je nutné zvážit hydroizolaci, UV stabilitu, odolnost vůči povětrnostním vlivům a nutnost vrstvy těsnící fólie.
tags: #propojovaci #objekt #izolacniho #spoje