VANLIGA FEL VID KONSTRUKTION AV MÖNSTERKORT
KOPPARMÖNSTER
Vi granskar vanliga (och ovanliga) mönsterkortsfel i Cad-filer. För att göra tillverkningen av mönsterkort effektiv och tidsbesparande rekommenderar vi nedanstående lösningar för att undvika vanliga fel. Kopparmönsterfel är det första ämnet i vår serie om vanliga konstruktionsmissar.
Beskrivning av problemet:
Problem med avstånd mellan samma nät (same-net-spacing) uppstår ofta när inställningarna i CAD-systemen har andra (lägre) värden för avstånd mellan samma nät än för avstånd mellan olika nät. Detta kan orsaka problem med för små isolationer, vilket leder till sliverproblem och/eller till att lödmasköppningar exponerar närliggande koppar.
Lösning:
För att undvika sådana problem rekommenderar man att använda samma inställningar för avstånd mellan samma när som för olika nät.
Beskrivning av problemet:
Som standard borras pläterade och opläterade hål i första borroperationen för att nå bästa tolerans för hålpositioneringarna. Så när opläterade hål ligger för nära koppar kan det orsaka icke önskad plätering i hålen samt skada närliggande koppar.
Lösning A:
Det är att föredra att alla hål borras i samma borroperation för bästa tolerans för hålpositioneringarna. För att kunna borra alla hål tillsammans och undvika ovanstående problem rekommenderas det att designa kopparelement på minst 250µm avstånd från opläterade hålkanter (gäller 35µm slutlig koppartjocklek). För tjockare koppar tillämpas högre värden.
Lösning B:
Beroende på designen så kan man i vissa fall borra de opläterade hålen i samma operation som konturfräsningen. Detta innebär dock en sämre hålpositionering mot pläterade hål och kopparmönster med exponerad koppar och grader i hålkanterna. Detta är normalt inte en rekommenderad lösning och kunden behöver vara säker på att det fungerar i applikationen.
Beskrivning av problemet:
Pläterade hål som ligger för nära ledare och annat kopparmönster kan orsaka kortslutningar mellan olika nät.
Lösning:
Vi rekommenderar att man håller ett avstånd på minst 300µm mellan komponenthålens kant och kopparmönster för att undvika risken för kortslutning (avser 35µm färdig koppar, för tjockare koppar tillämpas andra värden). För viahål kan man gå ner till minst 250µm. Om möjligt bör man designa det här avståndet med margianl för att inte tänja på kapabiliteten (och priset).
Beskrivning av problemet:
Koppardistributionen på ett enskilt lager och mellan olika lager i stacken påverkar plätering, bow & twist och även pressningen i vissa fall.<br>När distributionen är obalanserad på ett pläteringslager så får man en ojämn kopparplätering där koppartjockleken kan variera kraftigt, i värsta fall kan man få ”brända” effekter.<br><br>När koppardistributionen skiljer sig för mycket mellan olika lager så kan man få problem att möta IPC’s rekommenderade standard för bow & twist. På multilayer kort kan man även få en stor variation på korttjockleken efter pressning då förutsättningarna för pressningen skiljer sig för mycket inom samma kort.
Lösning:
För att undvika sådana problem bör kopparen vara så jämnt fördelad som möjligt på samma lager samt även balansera kopparen mot korresponderande lager i stacken.
Beskrivning av problemet:
Ett relativt vanligt fel är att ”floodingen” placeras enligt minsta avståndet inne på kortet, det innebär att ”floodingen” ofta hamnar 0.10mm från features/koppar, vilket anses som ett för litet avstånd. Det här pressar upp kapabiliteten på kortet och gör det både svårare och dyrare att tillverka.
Lösning:
I de flesta fall finns det ingen anledning att ha för litet "flooding" avstånd. Ett bra värde är därför att använda 150-250µm avstånd mellan ”flooding” och features/koppar.
Beskrivning av problemet:
När avståndet mellan koppar och kontur/opläterade slot är för litet kan det orsaka exponerad koppar och grader. Exponerad koppar kan orsaka korrosions- och kortslutnings- problem. Det kan även orsaka problem i monterings processen som oftast kräver någon form av panel/array där man behöver utrymme för bryttabbar och/eller v-cut. Det är därför bra att planera konstruktionen för detta och göra plats för bryttabbar och/eller v-cut.
Lösning:
För att undvika grader och exponerad koppar är en bra regel för design är att hålla features/koppar minst 0,25 mm frånen fräst kontur och från icke-pläterade spårkanter (gäller för 35µm slutlig koppartjocklek). För tjockare koppar tillämpas andra värden. Vid fräst kontur, överväg också att designa lämpliga kopparfria områden längs med konturen för bryttabbar. I dessa områden ska koppar ligga minst 0,7 mm från konturen, och de kopparfria områdena ska vara ungefär 5 mm långa. För v-cut håll minst 0,45mm avstånd mellan koppar och v-cut kontur (gäller för 1.6mm korttjocklek och 35µm slutlig koppartjocklek). För andra korttjocklekar och tjockare koppar gäller andra värden.
Beskrivning av problemet:
För liten text i koppar kan resultera i otydlig eller oläsbar text på det färdiga mönsterkortet. Liten text har ofta små isolationer som orsakar ”sliver” problem som kan leda till bland annat kortslutningar när dessa lossnar i mönsterkortsproduktionen.
Lösning A:
I första hand rekommenderas att all text designas i komponenttrycket. Den rekommenderade textlinjebredden för komponettryck är 0,13mm eller mer, med en texthöjd på minst 0,8mm. Komponenttrycket bör utformas att undvika öppningar i lödmasken.
Lösning B:
I andra hand rekommenderas det att använda en kopparlinjebredd på 0,2 mm eller mer med en texthöjd på 2mm eller mer (större är bättre). Det är också viktigt att hålla tillräckligt avstånd mellan kopparlinjerna.