PCB 設計とアディティブ マニュファクチャリングに関する注意事項

特にはんだ抵抗に関して、回路基板設計者にとってアディティブ マニュファクチャリングとは何を意味するのでしょうか。 デザイナーが考慮すべき重要な要素をいくつか紹介します。

回路基板設計

1. PCB抵抗溶接の定義

本質的に、EDA ツールによって提供される定義は正しくありません。 CAM ベクトル ファイルは、連続サーフェスを想定した偏差を指定します。 これまでの抵抗溶接技術は、還元という形をとってきました。 SUSS MICroTec は、CAM ワークステーションで実行できるフロントエンドの JETxSMFE を開発し、製造プロセスを簡素化しました。 PCB ソフトウェアは、すべての関連情報を解釈し、受信ドキュメントの詳細を正しく制御できます。

2.インクジェット抵抗溶接法のメリット

インクジェット抵抗溶接プロセスの利点の 1 つは、穴や貫通穴を埋めずに済むことです。 業界の中には、完全に「隠す」ことができない人もいるかもしれません。 ただし、業界では一般的に、はんだマスクのないスルー ホールが PCB の信頼性を向上させると考えています。 製造上の慣例によると、マークのないドリル穴はまだはんだマスクでコーティングされている可能性があり、印刷テーブルにインクが発生します。 スクレーパーは余分なソルダー マスク インクを簡単に除去でき、ワークベンチまたはその基板 (ある場合) を交換することもできるため、これは大きな問題ではありません。 ただし、どちらのソリューションも短時間のダウンタイムにつながる可能性があります。 簡単に言うと、ワークショップをスムーズに機能させたい場合は、設計ですべての掘削要件を指定する必要があります。

3. 溶接抵抗ブリッジのルール

ラミネート上のハンダ マスク ルーティングは、隣接する 2 つの銅パッドを分離します。 この図は、非ソルダー マスク定義 (略して NSMD) のパッド デザインの選択を表しています。 ただし、この選択にはいくつかの制限があり、狭い抵抗の溶接ダムに対する人為的な需要が生じています。 数字から始めましょう。200 µm 離れた 2 つの PCB パッドを想像してみてください。特別なことは何もありません。 2 つの間のはんだブリッジの最大サイズは? LDI プロセスを使用する場合、そのサイズは、PCB テクノロジを適用する最新の制約から生じます。 この 200 µ m の間隔は、レーザー ビーム幅に加えてアライメント精度が 2 倍になると減少します (100 µ m まで)。 パッドの距離がさらに難しくなると、はんだブリッジのルールを定義することも難しくなります。

この理由付けに基づいて、従来の技術を使用して 50 μ m 以下の抵抗ブリッジを構築するための多くの要件は合理的であるように思われます。 では、インクジェット印刷をどのように扱うのですか？ 最後の 1 ミクロンの課題に参加しますか? いいえ、逆に、元の設計の選択に挑戦し、議論を引き起こします: PCB ソルダー マスク定義 (略して SMD) パッドまたは NSMD パッド? ない。 それどころか、パッド定義のソルダー マスク (略して PDSM) です。 ただし、この頭字語は業界で確認されていないため、Google で検索することはできません。 インクジェット印刷は、ボリューム駆動型のコーティング技術です。つまり、ギャップを埋めることが可能であり、この方法の使用を奨励しています.

4.定義された厚さ

制御可能な厚さとは、コーティングの適合性と、表面形態に依存しない平坦度との関係を意味します。 抵抗溶接に適した厚さ設計スキームはどれですか? PCB 設計者は、はんだマスクの機能を正確に知っている必要があります。 「インクジェットのアップグレード」は、基本的な知識をまとめたものです。はんだマスクのない銅は酸化されますが、ラミネートは酸化されません。 はんだマスクのない高電圧銅配線は短絡を引き起こす可能性がありますが、むき出しのラミネートはそうではないため、ラミネートにははんだマスクは必要ありません。 現在のはんだバリア コーティングの理由は、便利であり (現像剤の使用量が少ない)、あらゆる型枠フレームをサポートするためです。 インクジェットは現像剤を使用しないため、最初の問題はもはや問題ではありません。 2 つ目の問題は、インクジェットの方が魅力的であり、グリッドまたはアレイを形成できるため、コーティング材料を大幅に削減し、同じサポートを提供できることです。

一定のコーティング厚の概念を PDSM と組み合わせることで、ボール グリッド アレイ (BGA) 構造の新しい密度を構築できます。

5.デザインルール検査

ここでは、デザイン ルール検査の範囲に属し、最終的に CAM ソフトウェアによってチェックされる一連の考慮事項を示します。 ただし、次の手順により、製造元による誤解を避けることができます。 設計者は以下を理解する必要があります。

はんだマスクの最小半径は、選択したインクジェット装置に大きく依存します。

ソルダー マスク フィーチャ間の最小実行可能ギャップは、最小実行可能プリント ソルダー マスク フィーチャーよりも小さい。

はんだマスク層を薄くすると、フィーチャ サイズを小さくできます。逆に、銅層またははんだマスク層を厚くすると、最小フィーチャ サイズが大きくなります。

幅の狭いはんだマスクのプロファイルは、ドームに似ています。 従来の長方形のセクションはなくなりました。 代わりに、エッジや空洞のない輪郭であり、機械的および化学的安定性が向上します。

PCB ソルダー マスク構造はレイヤー ベースです。 これは、要素またはスポット コーティングの限界を機械的にサポートするために、はんだマスクの上部に他の幾何学的特徴を追加することもできることを意味します。

前述のように、現在の CAM ソリューションは、はんだマスクの厚さ、銅の厚さ、穴あけなどの詳細を処理できますが、正しい位置を定義することはできません。 最も理想的なソリューションは、各位置でコンポーネントの必要なはんだマスクの厚さを定義できるCAMソフトウェアまたは設計ツールに統合および統合する必要があります。 PCB 設計者は、ツームストーン効果を防ぐために、コンポーネント レベルですべての情報を追加します。