Lóðunarverndarlag og skjólskýrslutækni í framleiðslu prentaðra kringla: Hönnun, ferli og gæðastjórnun

Lóðunarskýri og prentskýri eru nauðsynleg en oft undirmetin þættir í framleiðslu prentaðra kringla (PCB). Þó að lóðunarskýrið verki aðallega til að vernda koparleidingarnar og tryggja áreiðanleika lóðunar, veitir prentskýrið mikilvægar upplýsingar fyrir samsetningu, inspektionu og viðhald. Með því sem þéttleiki prentaðra kringla hækkar og pakkunur hlutanna verða fínari, koma hærri kröfur fyrir bæði lóðunarskýrið og prentskýrið hvað varðar nákvæmni, stjórnun ferlisins og samræmi við hönnun. Þessi grein fjallar um efni, ferlismetódur, hönnunarlög og algengar villa tengdar lóðunarskýri og prentskýri í nútíma framleiðslu prentaðra kringla.

1. Hlutverk lóðunarskýris og prentskýris

1.1 Fall lóðunarskýris

Lóðunarskýrið er polymeirufylling sem er beitt yfir koparflaturnar á prentaðum kringlum, þannig að einungis lóðunarpunktar séu óvörnir.

Aðalfall þess er:

· Að koma í veg fyrir lóðunarsambönd (solder bridging) við samsetningu

· Að vernda koparinn frá oxun og rusningu

· Að bæta rafvirkja íhlutun

· Að bæta mekaníska og umhverfisþol

1.2 Fall prentskýris

Silkscreen er notað til að prenta upplýsingar tengdar hlutum á yfirborði PCB.

Venjuleg silkscreen-innihald:

· Tilvísunartákni

· Umriss hluta

· Merki fyrir pólaritet

· Merkjaskil, útgáfu- og varnartextar

Hrein silkscreen-birting bætir samsetningareffektívnissi, nákvæmni við inspektionu og langtímaviðhaldsgetu.

2. Efni og gerðir af lóðunarverndarlagi

2.1 Algeng efni fyrir lóðunarverndarlag

Flestar lóðunarverndarlag eru byggð á eppoxí eða ljósmyndanlegum pólýmerum.

Lykil eiginleikar efna:

· Góð viðhengi við kopar og laggmálningu

· Hitastöðugleiki gegn endurþvottasafnun

· Efnaþol gegn flæðimyndunarefni og hreinsiefnum

2.2 Vökvi ljósmyndanleg (LPI) safnunarskýrslu

LPI safnunarskýrslan er íþróttarstaðallinn.

Áherslur:

· Há upplausn

· Hentug fyrir PCB með fínri pítt og HDI-PCB

· Jafnþykkt og góð umhverfisdekkja

Grunnferli:

1. Þekking (sprauta eða drápur)

2. Forsjáning

3. UV-útsýning með ljósmyndavélinni

4. Þróun

5. Lokaþurrkun

3. Umhugsanir við hönnun lóðmyndar

3.1 Gerðir opna í lóðmyndinni

· Ekki-lóðmyndarákvarðuð (NSMD):

· Lóðpadda ákvarðuð af kopri

· Betri áreiðanleiki lóðsambanda

· Fyrirvalin fyrir BGA- og fín-pitch pakka

· Lóðsýrða skjöldun (SMD):

· Lóðsýrða skjöldun ákvarðar lóðpöddu

· Notuð þegar millibilið á lóðpöddum er mjög lítið

3.2 Hreinsunarlægð fyrir lóðsýrða skjöldun

· Venjuleg hreinsunarlægð: 2–4 mil (50–100 μm)

· Of lítil: hætta við að skjöldunin breidi sig yfir

· Of stór: ólóðuð koparflötur og lóðbrúun

Hannað verður með tilliti til framleiðslusláttar.

3.3 Breidd damms og vefjar

· Lóðmyndavökvadur (solder mask) á milli lóðstöðva krefur brúun

· Lágmarksbreidd lóðmyndavökvads er oft ≥ 0,1 mm

· HDI-kort (High-Density Interconnect) gætu leyft minni gildi með staðfestingu ferlisins

4. Gæðaástand lóðmyndavökvads og gallar

4.1 Algengar gallar í lóðmyndavökvadi

· Misstilling (skráningarskekkja)

· Hólgur og tómrumur

· Rissun eftir endurlóðun

· Vöruleg viðhaldsþol eða afbrjótun

4.2 Orsakir og koma í veg fyrir

· Slæm yfirborðsþvottur áður en yfirborðið er lagað

· Órétt útsetningarenergy

· Ónógu góð hörðunaraðferð

· Misréttur á milli hönnunarmála og framleiðslugetu framleiðslustöðvar

Framleiðslustjórnun og DFM-yfirlit eru nauðsynleg.

5. Sílífjörusprettunartækni

5.1 Efni fyrir sílífjörusprettun

Sílífjörusprettunarlitur verða að:

· Taka við endurhitunarhitastigi

· Festast vel á veðurskýrslu

· Viðhalda lesanleika á allan líftíma vörunar

Algengir litir:

· Hvítur (algengast)

· Gular, svartur (sérstök notkun)

5.2 Prentaðferðir

· Síuprentun (hefðbundin)

· Ráðprennt (töluleg, há nákvæmni)

Ráðprennt síuprentun býður upp á:

· Hærri upplausn

· Engin líkamleg síu

· Betri stilling á þéttri borðum

6. Leiðbeiningar fyrir prentun á silíkaglerborði (silkscreen)

6.1 Lestur og staðsetning

· Lágmarksstærð texta: ≥ 1,0 mm er mælt með

· Forðast að setja prentun á silíkaglerborði á:

· Pöddum

· Gáttum (vía openings)

· BGA-svæðum

6.2 Merki fyrir pólaritet og stefnu

· Skýr merking fyrir díóða, rafmagnshluta og fyrsta pinnan á IC

· Samræmd merkingarstíll í öllum tilvikum

· Forðast óskýrði sem gætu leitt til montunarvillu

6.3 Skrítur (silkscreen) vs. samansetningaraðferð

Skrítur (silkscreen) má ekki hindra:

· Prentun á súðurlímu

· Nákvæmni við staðsetningu hluta

· AOI-inspektion

Yfirgnæfandi skrítur (silkscreen) á pöddum getur valdið vandamálum með súðrun.

7. Inspektion og gæðastjórnun

7.1 Inspektion á súðurskýrn

· Sjónhverfingarprófun

· Prófun á þykkt og útbreiðslu

· Prófun á festingu og harðleika

7.2 Prófun á skrítun

· Nákvæmni við samræmingu

· Lestanleiki eftir reyfingu

· Varanleiki við hreinsun og umhverfisáhrif

Sjálfvirk ljósmyndaprófun (AOI) er algengt að nota fyrir báðar lag.

8. Áreiðanleiki og umhverfisáhrif

Háþrýstis lóðmynd og skrítun verða að standa:

· Margfaldar endurhitningarferðir

· Hitacyklar

· Rökkun og efnaáhrif

Bíla- og iðnaðarprentplátur krefjast oft hærra gæða efna og nákvæmari ferlakontrollu.