VEELVOORKOMENDE FOUTEN BIJ HET ONTWERP VAN PCB'S
KOPER PATROON
We kijken naar veel voorkomende fouten in printplaten in Cad-bestanden. Om de productie van PCB's efficiënt en tijdbesparend te maken, raden we de onderstaande oplossingen aan om deze fouten te vermijden. Fouten in koperpatronen zijn het eerste onderwerp in onze reeks veelvoorkomende ontwerpfouten.
Probleembeschrijving:
Moeilijkheden met dezelfde netafstand komen vaak voor doordat de instelling in de CAD systemen andere (lagere) waarden heeft voor dezelfde netafstand dan de afstand tussen verschillende netten. Dit kan problemen veroorzaken met te lage isolaties in dezelfde netten die resulteren in sliverproblemen en/of soldeermaskeropeningen die nabijgelegen koper blootleggen.
Oplossing:
Om dergelijke problemen te voorkomen. Het is aan te raden om dezelfde instellingen te gebruiken voor "dezelfde netafstand" als voor "verschillende netafstand".
Probleembeschrijving:
Bij printplaten met verguld koper en als standaard worden alle gaten samen geboord voor de beste toleranties voor de positie van de gaten. In sommige ontwerpen liggen koperen elementen te dicht bij niet-verplatte gaten of bedekken koperen elementen niet-verplatte gaten. Als koperen elementen te dicht bij niet-verplatte gaten zitten, zou dit na toleranties resulteren in beschadigde koperen elementen als beschadigde sporen en elektroden of in koperplatingresten in de wand van niet-verplatte gaten. Afhankelijk van de productieprocessen in de fabriek kan het ook onmogelijk zijn om een dergelijk ontwerp te maken omdat het zou leiden tot gebarsten droge film in de printplaatproductie. En zo'n gebarsten droge film kan afbladderen, wat kan leiden tot filmafval op de printplaat en defecte printplaten. Of als koperen elementen de niet-geplateerde gaten volledig bedekken, zou dit ertoe leiden dat niet-geplateerde gaten veranderen in geplateerde gaten.
Oplossing A:
Om alle gaten samen te boren en de bovenstaande problemen te vermijden en om niet-geplateerde gaten niet-geplateerd te houden , wordt aanbevolen om koperen elementen op minstens 250 µm afstand van de randen van niet-geplatte gaten te ontwerpen (geldt voor 35 µm uiteindelijke koperdikte). Voor dikker koper worden andere waarden toegepast (bijvoorbeeld voor koper met een einddikte van 70 µm wordt een afstand van 300 µm aanbevolen tussen de koperen elementen en de randen van niet-verplaatste gaten).
Oplossing B:
Als koperen elementen te dicht bij de randen van niet-verplaatste gaten liggen of als koperen elementen niet-verplaatste gaten volledig bedekken, is er een minder geschikte oplossing, omdat voor dergelijke niet-verplaatste gaten een tweede boorproces mogelijk is. Het nadeel van het tweede boorproces is echter dat het kan resulteren in blootliggend koper en eventuele bramen aan de randen van niet-verplaatste gaten, omdat de tweede boorgaten na toleranties in de te dichtbij gelegen koperen elementen kunnen snijden. Ook kunnen tweede boorgaten die niet verchroomd zijn, resulteren in toleranties die slechter zijn dan standaard toleranties voor de positie van de gaten, wat nog een reden is om deze oplossing zo mogelijk te vermijden. Het blootliggende koper aan de randen van niet-geplateerde gaten kan ook een tekort veroorzaken na het assemblageproces van de klant. (Bijvoorbeeld als hetzelfde niet-geplatte gat blootgesteld koper veroorzaakt op meerdere koperlagen met verschillende netten). Dus als deze oplossing B wordt gebruikt, moet de klant er ook zeker van zijn dat er geen risico is op een eventueel tekortprobleem.
Probleembeschrijving:
Een koperen voorziening van het ene net te dicht bij de randen van een vergulde opening van een ander net - kan een tekort tussen verschillende netten veroorzaken.
Oplossing:
Het wordt aanbevolen om een afstand van minstens 300 µm aan te houden tussen de ene netto koperkenmerken en de andere netto vergulde componentgatranden (minstens 250 µm van standaard via-gatranden) om het risico op tekorten te vermijden. Meer afstand is natuurlijk nog beter (geldt voor 35 µm uiteindelijke koperdikte). Voor dikker koper worden andere waarden toegepast. (Voorbeeld: als het koper uiteindelijk 70 µm dik is, wordt een afstand van minstens 350 µm aanbevolen tussen de rand van een netto koperen element en de rand van een ander netto geplateerd componentgat). (Ten minste 300 µm van standaard via-gatranden). Meer afstand is natuurlijk nog beter.
Probleembeschrijving:
Een dergelijk ontwerp kan ongelijke koperdiktes veroorzaken. En op lagen met koperbeplating waar de "bow & twist" dan niet aan de aanbevolen norm kan voldoen.
Oplossing:
Om dergelijke problemen te voorkomen, moet het koper zo gelijkmatig mogelijk over dezelfde laag verdeeld zijn. En ook zo symmetrisch/gebalanceerd mogelijk tussen verschillende koperlagen.
Probleembeschrijving:
Een te kleine "Flooding spacing" naar de meeste delen van patronen maakt de productie moeilijker dan nodig. Dit kan vervolgens de prijs beïnvloeden.
Oplossing:
In de meeste gevallen is er geen reden om een te kleine "Flooding spacing" te hebben. Een goede waarde is dus om 150-250µm te gebruiken tussen de flooding en de board features.
Beschrijving van het probleem:
De koperafstanden zijn te klein naar de omtrek van de printplaat. (en/of naar niet-geplateerde sleuven). Dit kan leiden tot blootliggend koper en bramen langs de omtrek van de printplaat (of langs niet-geplateerde sleuven). Eventueel verschillend netto blootgesteld koper aan de randen van de printplaat of niet-geplateerde sleuven kan ook tekorten veroorzaken na het assemblageproces door de klant. (Bijvoorbeeld als blootgesteld koper op verschillende koperlagen met verschillende netten). In veel gevallen moeten de ontwerpers er ook rekening mee houden dat het assemblageproces vaak een soort array met v-cut (scoring) of routing met break tabs nodig heeft. Het is daarom goed om het ontwerp hierop af te stemmen en ruimte te maken voor breektabbladen en/of v-cut.
Oplossing:
Om bramen en blootliggend koper bij contouren (en bij niet-verplaatste sleuven) te voorkomen. Een goede regel voor het ontwerp is om koperdeeltjes op ten minste 0,25 mm van de gefreesde contouren en van de randen van niet-verplaatste sleuven te houden. (Geldt voor 35 µm uiteindelijke koperdikte). Voor dikker koper worden andere (meer) waarden toegepast. Als de contouren worden gefreesd, overweeg dan ook om geschikte kopervrije gebieden langs de contouren te hebben voor breektabbladen (en voor breektabbladgaten). Op dergelijke plaatsen moet het koper minstens 0,7 mm van de contouren en de kopervrije gebieden ongeveer 5 mm lang zijn. Houd bij v-snedes minstens 0,45 mm afstand tussen koper en v-snedes (geldt voor 35 µm uiteindelijke koperdikte). Voor dikker koper gelden andere (meer) waarden. Houd er ook rekening mee dat voor v-snijplanken dikker dan 1,6 mm de afstand tussen koper en contour verder vergroot moet worden.
Beschrijving van het probleem:
Te kleine teksten/cijfers in koper - kunnen leiden tot onduidelijke teksten op afgewerkte printplaten. Problemen bij de productie van PCB's omdat te kleine teksten/cijfers vaak onderdelen hebben met zeer kleine isolaties (kleine splintertjes in koper) die tijdens de productie kunnen loslaten, wat kan leiden tot kortsluitingen, openingen en soldeerproblemen.
Oplossing A:
Als eerste keuze wordt aanbevolen om alle teksten/cijfers alleen in zeefdruklaag (-lagen) te ontwerpen. De aanbevolen tekstregelbreedte is 0,13 mm of meer en met een teksthoogte van minstens 0,8 mm. De zeefdruk moet zo worden ontworpen dat open soldeermaskers en gaten worden vermeden. Gebruik alleen noodzakelijke nummers (tekst) in koper (bijvoorbeeld laagnummers) en dan natuurlijk met de juiste afmetingen (zie andere oplossing.
Oplossing B:
Om dergelijke tekstproblemen te voorkomen en als de andere oplossing (zeefdruk) niet mogelijk is, wordt aanbevolen om een koperen lijnbreedte van 0,2 mm of meer te gebruiken met een tekst-/nummerhoogte van 2 mm of meer (groter is beter). Het is ook belangrijk om voldoende ruimte te houden tussen de koperen tekstregels.