ALMINDELIGE PCB-DESIGNFEJL
KOBBERMØNSTER
Vi ser på almindelige Printed Circuit Board-fejl i Cad-filer. For at gøre fremstillingen af printkort effektiv og tidsbesparende, anbefaler vi nedenstående løsninger for at undgå disse fejl. Kobbermønsterfejl er det første emne i vores serie om almindelige designfejl.
Beskrivelse af problemet:
Problemer med samme netafstand ses ofte ved, at opsætningen i CAD-systemerne har forskellige (lavere) værdier for samme netafstand end afstanden mellem forskellige net. Det kan give problemer i de samme net med for lave isolationer i de samme net, hvilket giver problemer med splinter og/eller resulterer i åbninger i loddemasken, der blotter kobber i nærheden.
Løsning:
For at undgå sådanne problemer. Det kan anbefales at bruge de samme indstillinger for "samme netafstand" som for "forskellig netafstand".
Beskrivelse af problemet:
På printkort med belagt kobber og if som standard bores alle huller sammen for at opnå de bedste hulpositionstolerancer. I nogle designs er kobberelementerne for tæt på ikke-belagte huller, eller kobberelementerne dækker ikke-belagte huller. Hvis kobberelementerne er for tæt på ikke-belagte huller, vil det efter tolerancerne resultere i beskadigede kobberelementer som beskadigede spor og pads, eller det kan resultere i kobberbelægningsrester i den ikke-belagte hulvæg. Afhængigt af produktionsprocesserne på fabrikken kan det også være umuligt at fremstille et sådant design, da det vil forårsage revnet tørfilm i PCB-produktionen. Og en sådan revnet tørfilm kan skalle af og forårsage filmskrot på printet og defekte print. Eller hvis kobberelementer helt dækker ikke-belagte huller, vil det få ikke-belagte huller til at ændre sig til belagte huller.
Løsning A:
I PCB-produktion foretrækkes det, at alle huller bores sammen i den samme boreproces for at opnå de bedste hulpositionstolerancer, så for at bore alle huller sammen og undgå ovenstående problemer og for at bevare ikke-belagte huller som ikke-belagte, anbefales det at designe kobberelementer i en afstand af mindst 250 µm fra ikke-belagte hulkanter (gælder for 35 µm endelig kobbertykkelse). For tykkere kobber anvendes andre værdier (for eksempel for 70 µm færdig kobber anbefales 300 µm afstand fra kobberelementer til ikke-pletterede hulkanter).
Løsning B:
Hvis kobberelementerne er for tæt på de ikke-belagte hulkanter, eller hvis kobberelementerne helt dækker de ikke-belagte huller, er der en mindre egnet løsning, da det er muligt at foretage en anden boreproces for sådanne ikke-belagte huller. Ulempen ved den anden boreproces er dog, at det kan resultere i blottet kobber og eventuelle grater ved ikke-belagte hulkanter, da de anden borede huller efter tolerancer kan skære ind i de for nære kobberelementer. Andenborede ikke-belagte huller kan også resultere i dårligere end standardhulpositionstolerancer, hvilket er en anden grund til om muligt at undgå denne løsning. Det blottede kobber ved de ikke-belagte hulkanter kan også forårsage en mangel efter kundens samleproces. (F.eks. hvis det samme ikke-belagte hul forårsager eksponeret kobber på flere kobberlag med forskellige net). Så hvis denne løsning B bruges, skal kunden også være sikker på, at der ikke er nogen risiko for et eventuelt mangelproblem.
Beskrivelse af problemet:
Et nets kobberfunktion for tæt på et andet nets pletterede hulkanter - kan forårsage en mangel mellem forskellige net.
Løsning:
Det anbefales at holde en afstand på mindst 300 µm mellem en netkobberfunktion og en anden netbelagt komponents hulkanter (mindst 250 µm fra standard via-hulkanter) for at undgå risikoen for mangel. Mere afstand er selvfølgelig endnu bedre (gælder for 35 µm endelig kobbertykkelse). For tykkere kobber anvendes andre værdier. (Eksempel: Hvis det færdige kobber er 70 µm, anbefales en afstand på mindst 350 µm fra kanten af en netkobberfunktion til kanten af et andet netbelagt komponenthul). (mindst 300µm fra standard via-hulkanter). Mere afstand er selvfølgelig endnu bedre.
Beskrivelse af problemet:
Et sådant design kan forårsage ujævne kobberbelægningstykkelser. Og på lag med kobberbelægning, hvor "bow & twist" så ikke kan opfylde den anbefalede standard.
Løsning:
For at undgå sådanne problemer skal kobberet være så jævnt fordelt som muligt på det samme lag. Og også så symmetrisk/balanceret som muligt mellem forskellige kobberlag.
Beskrivelse af problemet:
For lille "Flooding spacing" mod de fleste dele af mønstrene gør produktionen sværere, end den behøver at være. Det kan så påvirke prisen.
Løsning:
I de fleste tilfælde er der ingen grund til at have for lille "Flooding spacing". Så en god værdi er at bruge en værdi på 150-250µm mellem flooding og board features.
Beskrivelse af problemet:
Kobberafstanden er for lille i forhold til kortets omrids. (og/eller mod ikke-belagte slidser). Det kan medføre blottet kobber og grater langs printkortets kontur (eller sammen med ikke-belagte spor). Eventuelle forskelle i eksponeret kobber ved printkortets kanter eller ikke-belagte slidser kan også forårsage mangler efter kundens monteringsproces. (For eksempel hvis der er eksponeret kobber på flere kobberlag med forskellige net). I mange tilfælde skal designerne også tage højde for, at monteringsprocessen ofte kræver en form for array med v-cut (scoring) eller routing med break tabs. Det er derfor en god idé at planlægge designet efter dette og gøre plads til break tabs og/eller v-cut.
Løsning:
For at undgå grater og blottet kobber ved konturer (og ved ikke-belagte slidser). En god regel for design er at holde kobberelementer mindst 0,25 mm fra de fræsede konturer og fra ikke-pletterede slotkanter. (Gælder for 35 µm endelig kobbertykkelse). For tykkere kobber anvendes andre (flere) værdier. Hvis der fræses konturer, skal du også overveje at have passende kobberfrie områder sammen med konturerne til brudflige (og til brudfligshuller). På sådanne steder skal kobberet være mindst 0,7 mm fra konturerne, og de kobberfrie områder skal være ca. 5 mm lange. Ved v-snit skal der være mindst 0,45 mm afstand mellem kobber og v-snitkonturer (gælder for 35 µm endelig kobbertykkelse). For tykkere kobber anvendes andre (flere) værdier. Bemærk også, at for v-cut-plader, der er tykkere end 1,6 mm, skal afstanden fra kobber til kontur øges yderligere.
Beskrivelse af problemet:
For små tekster/numre i kobber - kan resultere i uklare tekster på færdige printkort. Problemer i PCB-produktionen, da for små tekster/numre ofte har dele med meget små isoleringer (små splinter i kobber), som kan skalle af i produktionen, hvilket resulterer i kortslutninger, åbninger og loddeproblemer.
Løsning A:
Som det første valg anbefales det at designe alle tekster/tal kun i silketryklag. Den anbefalede tekstlinjebredde er 0,13 mm eller mere og med en teksthøjde på mindst 0,8 mm. Silketrykket skal designes for at undgå åbne områder i loddemasken og for at undgå huller. Brug kun nødvendige tal (tekst) i kobber (f.eks. lagnumre) og selvfølgelig med korrekte størrelser (se anden løsning).
Løsning B:
For at undgå sådanne tekstproblemer, og hvis den anden løsning (silketryk) ikke er mulig, anbefales det at bruge en kobberlinjebredde på 0,2 mm eller mere med en tekst-/nummerhøjde på 2 mm eller mere (større er bedre). Det er også vigtigt at holde tilstrækkelig afstand mellem kobbertekstlinjerne.