Жалаңашты тексерген кезде икемді схема тақшасында жарқын металл беттерді байқауыңыз мүмкін. Бұл жылтыр аймақтар көбінесе тақтаның сыртқы құрылымы туралы жалпы қате түсінікті тудырады. Сіз жабынның бүкіл сыртын жабады деп болжауға болады. Жоқ, қаптау әдетте негізгі көрінетін қабат емес. Үстем көрінетін қабат шын мәнінде жабын болып табылады, ол әдетте полиимидті пленка болып табылады. Жақтау бетті әрлеу ретінде қызмет етеді және тек арнайы, таңдамалы түрде ашық жерлерде пайда болады.
Мыс негізі, жабын және беткі қабат арасындағы нақты байланысты түсіну инженерлер мен сатып алу топтары үшін өте маңызды. Қате қаптау материалын немесе ашық аймақты көрсету иілу кезінде микро-жарықтарға әкелуі мүмкін. Ол сондай-ақ жинақ өнімділігін төмендетуі немесе егістіктің мерзімінен бұрын бұзылуына әкелуі мүмкін. Бұл нұсқаулықта біз икемді тізбектердің анатомиясын зерттейміз. Сіз жабынның неліктен таңдамалы түрде қолданылатынын, бетті әрлеу опцияларын қалай бағалау керектігін және жинақта қаптауды көрсету жолдарын үйренесіз.
Негізгі қорытындылар
Көптеген икемді тізбектердегі негізгі көрінетін оқшаулағыш қабат - бұл жабын емес, полиимидті жабын.
Беткі қаптау (ENIG, Hard Gold немесе Tin сияқты) дәнекерлеуді қамтамасыз ету және тотығуды болдырмау үшін ашық төсемдерге, жолдарға және қосқыш саусақтарға ғана таңдамалы түрде қолданылады.
Динамикалық иілу аймақтарында қаптауды қолдану қаттылықты және механикалық бұзылу қаупін арттырады.
үшін дұрыс бетті әрлеуді таңдау икемді баспа платалары сақтау мерзімін, қосқыш үйлесімділігін және құрастыру температурасының шектеулерін теңестіруді қажет етеді.
FPC анатомиясы: қаптама және беттік қаптау
Жалаңаш иілу тізбегінде не көретініңізді түсіну үшін оның негізгі қабаттарын қарау керек. Әрбір қабат белгілі бір механикалық және электрлік мақсатқа қызмет етеді.
Негізгі мыс
Өндірушілер қатты мыс фольгадан өткізгіш іздерді шығарады. Сіз әдетте мыстың екі түрін кездестіресіз. Прокатталған күйдірілген (РА) мыс ұзартылған дәндік құрылымға ие. Бұл оны динамикалық иілу үшін өте қолайлы етеді. Электр-шұңқырлы (ЭД) мыс тік түйіршікті құрылымға ие. Ол статикалық икемді қолданбаларға жақсырақ сәйкес келеді. Түріне қарамастан, жалаңаш мыс тотығуға өте сезімтал. Қорғаусыз қалдырылған жағдайда қоршаған ортаның ылғалдылығы мен ауасы мысты тез бұзады. Бұл өткізгіштікті нашарлатады және дәнекерлеуді бұзады.
Coverlay (Нағыз көрінетін қабат)
Жалаңаш мыс оңай бұзылатындықтан, өндірушілер оны қорғауы керек. Олар іздерді қорғау үшін жабынды жағады. Қаптама қатты тақтаның дәнекерлеу маскасының икемді баламасы ретінде әрекет етеді. Ол әдетте акрил немесе эпоксидті желіммен байланыстырылған полиимидті (PI) пленкадан тұрады. Икемді схеманы қараған кезде, бұл полиимидті қабат сіз ең алдымен көретін нәрсе. Ол тақта бетінің 90%-дан астамын жабады. Қаптама маңызды электрлік оқшаулауды қамтамасыз етеді. Ол сонымен қатар сызаттардан, шаңнан және ылғалдан берік физикалық қорғанысты қамтамасыз етеді.
Беткі қабат (ашық металл қабаты)
Компоненттерді тікелей полиимидті жабын арқылы дәнекерлеу мүмкін емес. Өндірушілер қаптамада 'терезелерді' әдейі ашуы керек. Олар негізгі мысты құрамдас төсемдерде, нөлдік кірістіру күші (ZIF) қосқыш контактілерінде және сынақ нүктелерінде көрсетеді. Беткі қабат - бұл тек осы ашық аймақтарға қолданылатын соңғы химиялық немесе электролиттік өңдеу. Ол дәнекерлеу немесе механикалық байланыс үшін сенімді бетті қамтамасыз ете отырып, локализацияланған мысты тотығудан қорғайды. Қабат әмбебап жабын емес. Бұл жоғары мақсатты металл әрлеу.
Неліктен қаптау таңдамалы түрде қолданылады (инженерлік және құн шындықтары)
Сіз қаптаманы жағу алдында неліктен мыс қабатын түгел жайып салмаймыз деген сұрақ туындауы мүмкін. Әмбебап бетті әрлеу a икемді схема ауыр механикалық және электрлік жазаларды енгізеді.
Механикалық икемділік тәуекелдері
Жалаңаштау металдары негізгі мысқа қарағанда әртүрлі физикалық қасиеттерге ие. Никель мен алтын сияқты металдар сынғыш. Домаланған күйдірілген мыс әдемі иілу. Бірдей кернеу кезінде никельдің сынуы. Егер сіз толық трассаларды белгілесеңіз, тақтаның динамикалық иілу радиусын бұзасыз. Толық жалатылған ізді майыстырған кезде, қатты никель асты қабаты жарылып кетеді. Бұл микро-жарықтар мыс негізіне қарай таралады. Ақыр соңында, із толығымен үзіліп, апатты ашық тізбектерге әкеледі.
Шығындардың тиімділігі
Қымбат металдар бетті әрлеу шығындарын басқарады. ENIG (электрсіз никельді батыру алтыны) немесе қатты алтын сияқты процестер қымбат элементтерді пайдаланады. Палладий мен алтын жоғары шикізат шығындарын тудырады. Селективті жабу осы қымбат металдарды тек функционалды байланыс нүктелерімен шектейді. Тақталарды және қосқыш саусақтарды локализациялау арқылы сіз өндіріс шығындарын оңтайландырасыз. Алтынды жұмыс істемейтін аймақтарға қолдану капиталды ысырап етеді.
Сигнал тұтастығы және кедергі
Үздіксіз қаптау өткізгіш іздердің физикалық өлшемдерін өзгертеді. Бұл басқарылатын кедергі конструкцияларын бұзады. Сіз барлық жерде жабынды қолданған кезде үш айнымалы күтпеген түрде өзгереді:
Жолдың қалыңдығы: қаптау мыс сызығына тік биіктік қосады.
Із геометриясы: Химиялық қаптау іздің көлденең қимасының пішінін өзгерте алады.
Диэлектрлік қашықтық: із беті мен тірек жазықтық арасындағы алшақтық жылжиды.
Құрамдас төсемдерге қаптауды шектеу арқылы жоғары жылдамдықты сигнал іздері біркелкі болып қалады. Олар бастапқы оюлау процесінде анықталған нақты мыс өлшемдерін сақтайды.
Икемді басып шығарылған схемалар үшін бетті жабу опцияларын бағалау
Барлық беттік әрлеу бірдей мақсатқа қызмет етпейді. Сіз құрастыру ортасына, сақтау мерзіміне және механикалық интерфейстерге негізделген әрлеуді таңдауыңыз керек.
Электрсіз никельді батыру алтыны (ENIG)
ENIG - бұл саладағы ең танымал әрлеулердің бірі. Ол мыстың үстіне никель қабатын, содан кейін батырылған алтынның жұқа қабатын тұндырады.
Ең жақсысы: ұсақ қадамдық құрамдас бөліктер, тегіс беттер және сенімді дәнекерлеу мүмкіндігі. Алтын тотығуды болдырмайды, ал никель тосқауыл қабаты ретінде әрекет етеді.
Шектеулер: никель астындағы қабат қатты. Сіз ENIG-ті иілу аймақтарынан қатаң сақтауыңыз керек. Егер қаптаманың саңылауы бүктелетін аймаққа созылса, иілу кезінде никель сынады.
Қатты алтын
Қатты алтын қалыңырақ, қаттырақ алтын қорытпасын тұндыру үшін электролиттік процесті пайдаланады. Құрамында төзімділікті арттыру үшін кобальт сияқты микроэлементтер бар.
Ең қолайлысы: ZIF қосқышының саусақтары, сырғымалы контактілер және жоғары физикалық тозуға төзімділікті қажет ететін аймақтар. Ол жүздеген кірістіру циклдарынан аман қалады.
Шектеулер: Ол қымбат және өте сынғыш. Иілу аймағының қатты алтын саусақтардан физикалық түрде бөлінгенін қамтамасыз ету үшін сізге арнайы дизайн ережелері қажет.
Иммерсионды қалайы және батырылатын күміс
Бұл әрлеу қалайы немесе күмістің жұқа қабатын тікелей ашық мыс төсемдерге салады.
Ең жақсысы: Көлемі жоғары, шығынды қажет ететін қолданбалар. Олар ұқыпты дәнекерлеу үшін тамаша жазық беттерді ұсынады.
Шектеулер: олар қысқа сақтау мерзімінен зардап шегеді. Екеуі де зақымдануға және дақ түсіруге бейім. Құрамас бұрын оларды жоғары бақыланатын, вакууммен тығыздалған орталарда сақтау керек.
Органикалық дәнекерлеуге арналған консервант (OSP)
OSP су негізіндегі органикалық қосылыс болып табылады. Ол микроскопиялық қорғаныс қабатын құра отырып, мыспен селективті байланысады.
Ең жақсысы: өте арзан, қорғасынсыз дәнекерлеу. Ол ешқандай металл қалыңдығын қоспай, төсеніштерді тамаша тегіс ұстайды.
Шектеулер: ол физикалық тозудан нөлдік қорғаныс ұсынады. OSP бірінші термиялық циклден кейін тез бұзылады. Ол көп өтуді қайта ағынды жинақтар үшін нашар сәйкес келеді.
Беттік әрлеуді салыстыру диаграммасы
Аяқтау түрі
Негізгі пайда
Негізгі шектеу
Үздік қолданба
ENIG
Тамаша жазық беті, ұзақ сақтау мерзімі
Қатты никель иілу аймақтарында крекинг тудырады
Жоғары тығыздықтағы SMT құрамдас төсемдері
Қатты алтын
Жоғары тозуға төзімділік
Құны жоғары, сынғыштығы жоғары
ZIF қосқышының саусақтары, жылжымалы контактілер
Қалайы/күміс
үнемді, тегіс беті
Оңай бояйды, қатаң сақтау қажет
Көлемі жоғары, сақтау мерзімі қысқа құрылыстар
OSP
Ең төменгі құны, қалыңдығын қоспайды
Бір қайта ағу циклінен кейін нашарлайды
Бір жақты қарапайым SMT құрастыру
Тесікпен қаптау (PTH) және бетті әрлеу
Инженерлер көбінесе беткі қаптауды саңылауларды жабумен шатастырады. Екеуі де металды орналастыруды қамтығанымен, олар а-да мүлде басқа құрылымдық рөлдерді атқарады икемді баспа платаларының дизайны.
Екі процесті дифференциациялау
Құрылымдық қаптау тақтаның әртүрлі қабаттарын біріктіреді. Өндірушілер мысты саңылаулар арқылы бұрғыланған ішіне салады. Бұл жоғарғы және төменгі қабаттар арасындағы электрлік үздіксіздікті орнатады. Біз бұл Plated Through-Hole (PTH) технологиясы деп атаймыз. Беткі қорғаныс жабыны әртүрлі. Бұл мысты тотығудан қорғау үшін жастықшалар мен PTH сақиналы сақиналарға қолданылатын соңғы аяқтау. PTH схема құрылымын жасайды. Беттік әрлеу интерфейсті қорғайды.
Flex тақталарындағы PTH
Иілгіш негіздерде қаптау арқылы бірегей өндірістік қиындықтар туындайды. Икемді тақталар акрил немесе полиимидті желімдерге негізделген. Бұл желімдер жоғары термиялық кеңею коэффициентін (CTE) көрсетеді. Құрастыруды қайта өңдеу кезінде тақта қызады. Желімдер Z осі бойымен жылдам кеңейеді. Бұл кеңейту саңылау ішіндегі мыс бөшкесін тартады. Егер мыс жабыны тым жұқа болса, бөшке жарылып кетеді. Бұл Z осінің кернеуін басқару жоғары бақыланатын электролиттік мыс шөгіндісін қажет етеді.
Дизайн ережелерін тексеру (DRC) үздік тәжірибелері
Тесіктердің сынуын болдырмау үшін веналарды мұқият орналастыру керек. Орналасу кезінде осы арнайы ережелерді орындаңыз:
Иілу аймақтарын болдырмаңыз: ешқашан динамикалық немесе статикалық иілу аймақтарына жолдарды қоймаңыз. Иілу қатты мыс бөшкеге күш түсіреді, бұл дереу істен шығуға әкеледі.
Қаттыдандырылған бөліктерді пайдаланыңыз: мүмкіндігінше қатайтқыштар қолдайтын жерлерге жолдарды орналастырыңыз. Қаттылар қозғалысты шектейді және PTH тұтастығын қорғайды.
Сақиналық сақиналарды ұлғайту: икемді материалдар өндіру кезінде кішірейеді және созылады. Қабаттар арасындағы тіркеу жылжуын өтеу үшін үлкенірек сақиналарды пайдаланыңыз.
Ерекшеліктер мен сатып алулар: жинақтағы қаптаманы қалай анықтауға болады
Қабылдау шешімдерін кездейсоқ қалдыруға болмайды. Түсініксіз өндірістік файлдар құрастырудың нашар өнімділігіне әкеледі. Өндірістік жазбаларыңызда бетті әрлеуді және жабу саңылауларын нақты анықтауыңыз керек.
Қаптаманың саңылауларын анықтау
Қаптаманы тіркеу үшін тиісті рұқсаттарды көрсету керек. Тақтаға ламинаттау алдында қаптама бұрғыланады, тесіледі немесе лазермен кесіледі. Кейде теңестіру өзгерістері орын алады. Егер қаптама құрамдас төсеммен шамадан тыс қабаттасса, ол маска жасайды. Қапталған мысға қаптау химикаттары жете алмайды. Бұл 'өткізіп жабуға' әкеледі. Жалаңаш мыс қаптаусыз тотығады. Құрастыру кезінде дәнекер тотыққан мысға суланудан бас тартып, ақаулы қосылыстар жасайды. Әрқашан төсеніш саңылауларын астындағы мыс төсемнен үлкенірек етіп жасаңыз. Стандартты саңылау әдетте әр жағынан 0,05 мм-ден 0,10 мм-ге дейін болады.
Аяқтауды құрастыру стратегиясымен теңестіру
Таңдалған әрлеу келісім-шартты өндірушінің (CM) мүмкіндіктеріне сәйкес келуі керек. Жинақтауды аяқтамас бұрын олардың қайта ағынды профильдерін тексеріңіз. Егер CM бірнеше агрессивті термиялық циклдарды пайдаланса, OSP сәтсіз болады. Бірінші өту кезінде органикалық қабат жанып кетеді. Кейінгі өтулер жалаңаш мысты тотығуға ұшыратады. Көп өту сценарийлерінде ENIG әлдеқайда төзімді. Бұған қоса, әрлеу олардың толқындық немесе селективті дәнекерлеу машиналарында қолданылатын ағын түрлерімен үйлесімді екеніне көз жеткізіңіз.
Сәйкестік және жеткізушіні тексеру
Өндірушіні таңдаған кезде олардың салалық стандарттарға сәйкестігін бағалаңыз. IPC-6013 мүмкіндіктерін қатаң сақтау керек. Бұл стандарт икемді баспа сымдарының біліктілік және өнімділік сипаттамаларын реттейді. Олардың химиялық бақылаулары туралы нақты сұрақтар қойыңыз.
Мысалы, ENIG процестерінде олардың никель қалыңдығын бақылауын тексеріңіз. Егер сатушы алтынға батырылған ваннаны нашар басқарса, ол астындағы никельдің гипер-коррозиясын тудыруы мүмкін. Біз мұны 'қара жастықша' синдромы деп атаймыз. Икемді қолданбаларда қара төсем апатты сынғыш дәнекерленген қосылыстардың сынуына әкеледі. Сенімді жеткізуші олардың жабынының қалыңдығы IPC қатаң рұқсат етілген шегінде сақталатынын дәлелдейтін көлденең қиманың микро-қималары туралы есептерді ұсынады.
Қорытынды
Жалаңаштау - бұл тек қосылуға және дәнекерлеуге арналған функционалды, жоғары локализацияланған қабат. Көрінетін жабын тақтаның көп бөлігін қамтитын құрылымдық және қоршаған ортаны қорғауды қамтамасыз етеді. Бұл айырмашылықты түсіну сізге жақсы материалды таңдауға көмектеседі.
Беттің әрлеуін таңдамас бұрын әрқашан қажетті иілу радиусын, жиналу аймақтарын және қосқыш түрлерін аяқтаңыз. Микрокрекингті болдырмау үшін ENIG және Hard Gold сияқты қатты әрлеуді динамикалық кернеу аймақтарынан алыс ұстаңыз. Жоғары жинақ өнімділігін қамтамасыз ету үшін жабу таңдауыңызды өндірушіңіздің жылу профильдерімен сәйкестендіріңіз.
Материалдық жинақтарға келгенде болжамаңыз. Gerber файлдары мен жинақтау талаптарын Өндіріс үшін дизайнды (DFM) жан-жақты шолу үшін өндіруші серіктесіңізге жіберіңіз. DFM мұқият шолуы сіздің жабу сипаттамаларының ұзақ мерзімді сенімділік мақсаттарыңызға толық сәйкес келуіне кепілдік береді.
Жиі қойылатын сұрақтар
С: Сіз иілгіш платаның бүкіл бетін жаға аласыз ба?
A: Техникалық тұрғыдан мүмкін, бірақ қатты жігерлендірмейді. Никель және алтын сияқты металдарды қаптау қатты. Бүкіл бетті жабу икемділіктің қатты жоғалуына әкеледі. Тақта қатты болып, майысқан кезде қатты іздің жарылу қаупін арттырады. Ол сонымен қатар функционалдық құнды қоспай, тыйым салатын материалдық шығындарды тудырады.
С: Неліктен икемді тақтаның қосқыш ұштары құрамдас бөліктерден басқаша көрінеді?
A: Әртүрлі аймақтар әртүрлі функцияларды орындайды. Саусақтар деп аталатын қосқыш ұштары әдетте қатты алтынды қажет етеді. Бұл қалың қорытпа ZIF ұяшықтарына қайталанатын кірістіру циклдері үшін тамаша беріктікті қамтамасыз етеді. Компонент төсемдері физикалық тозуға төзімділіктен гөрі оңтайлы дәнекерлеуді қажет етеді, сондықтан олар әдетте ENIG немесе OSP әрлеуін алады.
С: Қабаттың қалыңдығы иілу радиусына әсер ете ме?
A: Иә. Қалыңырақ төсеу рұқсат етілген иілу радиусын айтарлықтай шектейді. Қатты қабаттар, әсіресе ENIG әрлеуіндегі қалың никель асты қабаттары негізгі мыс сияқты созыла алмайды. Ауыр қаптау тақтаны үздіксіз динамикалық иілу сценарийлерінен гөрі қарапайым 'орнату үшін икемді' қолданбаларымен шектейді.
