что такое скрабирование печатной платы

Механическая обработка: скрайбирование

Скрайбирование (v-cut) – один из основных механических методов разделения печатных плат. Способствует созданию на поверхностях заготовки линейных надрезов-царапин определенной глубины. Основное назначение: облегчение разделения плат после процесса монтажа общей заготовки (выделенные готовые модули выламываются по линии скрайба).

Особенности нанесения

Надрезы-царапины пересекают всю конструкцию заготовки, при этом располагаясь параллельно и не прерываясь. Скрайбированые печатные платы соединяются тонким веб-перешейком (web). Толщина web – главный параметр операции, задаваемый в пределах 0,3 мм.

Недостатки и ограничения

Технические параметры

Максимальная скорость обработки, мм/с

Глубина надреза, мкм

Ширина надреза, мкм

Толщина печатной платы, мм

Web, мм

Необходимый отступ меди от края ПП, мм

Максимальная скорость обработки, обеспечивающая хорошее качество разделения, мм/с

Качество граней резца

Направление движения оборудования

Наличие требований к точности кристаллографической ориентации

Максимальный выход качественных ПП после разделения, %

Наличие загрязнения поверхности плат (мелкой крошкой, испарениями) в процессе обработки

Источник

Скрайбирование

Скрайбирование хрупких материалов – керамики, поликора, полупроводников, стекла, сапфира – ранее представляла собой достаточно сложную операцию, поскольку выполнялась при помощи механического воздействия алмазного резца. В настоящее время его заменило лазерное скрайбирование, заказать которое можно в ПВЦ «Лазеры и Технологии». Мы используем современное оборудование, которое позволяет выполнять работы в кратчайший срок и на высоком качественном уровне. Сегодня этот метод применяют практически все современные производства микроэлектронных компонентов и приборов.

Скрайбирование и его особенности

Метод заключается в нанесении на разламываемую пластину рисок, создающих линии напряжения, не механическим способом, а при помощи энергии лазерного излучения (бесконтактно). Узкие перпендикулярные канавки либо близко расположенные отверстия формируют линии внутренних напряжений, по которым в дальнейшем происходит разлом.

При скрайбировании пластин материал в зоне воздействия мгновенно нагревается до температуры испарения, при этом часть его не успевает испариться и выплескивается наружу в виде расплава. Чтобы защитить поверхность от брызг и конденсации испарившегося вещества, рабочая зона обдувается воздушной струей, удаляющей испарения и мелкие частицы.

Преимущества метода

В настоящее время скрайбирование печатных плат практически повсеместно вытеснило механическую надрезку материала, поскольку лазерная технология обладает рядом несомненных преимуществ:

Позвоните нам, чтобы получить больше сведений об интересующих вас подробностях скрайбирования плат, уточнить условия и сроки выполнения работ в необходимом вам объеме.

Требования к чертежам

Заказы на обработку принимаются в виде чертежей в любом векторном формате.

Мы так же готовы подготовить для вас чертежи по вашим эскизам, ТЗ или описанию.

Написать нам

Цены на услуги

Стоимость услуг зависит от сложности и срочности работы рассчитывается индивидуально для каждого заказа

Источник

Деликатное разделение групповых заготовок печатных плат

Антон Кантер

Олег Вахрушев

Современные производители радиоэлектроники год от года предъявляют все более серьезные требования, как к качеству выпускаемой
продукции, так и к производительности машин, работающих на производствах. В этой статье речь пойдет о профессиональном и правильном разделении
групповых заготовок печатных плат промышленным технологическим оборудованием. Процесс разделения заключается в удалении обрезков, технологических полей, возникающих при вырезке одинарной печатной платы (ПП) или разделении нескольких
ПП, заключенных в одну большую групповую заготовку.

Сегодня существует множество способов
разделения печатных плат

В рамках этой статьи мы сравним существующие
методы разделения с точки зрения экономической
выгоды, надежности и брака финальной продукции.
Незатейливый на первый взгляд процесс разделения
печатных плат может доставить множество хлопот
на предприятии. Стадия разделения групповых заготовок находится в финальной цепочке цикла производства, а значит, и стоимость производственного брака очень высока. Таким образом, несложное,
казалось бы, определение сути процесса отражает его
огромное значение во всем цикле производства ПП.

Ручное разделение

Единственное преимущество технологии ручного
разделения (рис. 1) по сравнению с другими — невероятная гибкость процесса. Не требуется никакой
смены оснастки и перепрограммирования. Все, что
нужно здесь, — умелые руки работника. Это соображение до сих пор привлекает некоторых производственников. Для подавляющего же большинства данная технология абсолютно неприемлема. Критические недостатки метода очевидны: прилагаемые
нагрузки разрушают компоненты, смонтированные
на ПП, и паяные соединения, а порой вызывают расслоение ПП. Вся работа, проделанная на предыдущих технологических этапах, часто идет прямиком
в мусорную корзину.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 1. Технология сверления ПП в местах разлома

Желательно также, чтобы выламываемая печатная
плата имела прямые линии разлома, а это довольно
редкое явление для сегодняшних продуктов. Подготовка линий для разлома достигается путем предварительного скрайбирования (о данной технологии
мы скажем позднее) или сверления ПП в местах разлома.

Сам процесс разделения неточен и требует большой доли ручного труда, что ведет к увеличению времени цикла производства конечного изделия и затрат в целом, а также большому количеству технологического брака.

Резка на гильотине

Данный метод позволяет резать сплошные линии
или срезать отдельные перемычки ПП. Можно резать
вручную либо на автоматическом прессе. Метод довольно производителен, но прилагаемые напряжения велики и здесь. К тому же длина реза часто ограничивается длиной лезвия. Этот метод больше подходит для мелких серий и экспериментальных
образцов. В этом случае могут быть повреждены компоненты, установленные на поверхность ПП.

Разделение с предварительным
скрайбированием заготовок ПП

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 2. Скрайбирование групповых заготовок

Процесс скрайбирования заготовок (рис. 2)
представляет собой фрезерование V-образных
канавок (линии будущего разлома) на обеих
сторонах ПП при помощи дисковых фрез для
последующего разделения ПП. Это довольно
быстрый и надежный метод подготовки ПП,
но применим только в случае прямых линий
контура ПП.

Разделение ПП после установки электронных компонентов в этом случае происходит
вручную или с помощью специальных автоматических или полуавтоматических устройств. Устройства снабжены лезвиями, которые делаются в виде пары дисков либо в виде диска и прямого лезвия. ПП подается между
дисками. Диски пробегают по предварительно нанесенным на обеих поверхностях V-образным канавкам, определяющим линию реза. Благодаря геометрии профиля канавки диски создают существенные латеральные
разрывающие усилия. Диски, таким образом,
не режут, а больше расталкивают части ПП
друг от друга в противоположные от канавки
стороны.

К недостаткам метода относятся порой значительные усилия, прилагаемые к ПП во время обработки, что ведет к повреждению паяных соединений, расположенных вблизи
места реза и к расслоению материала ПП,
а в случае с ручным разделением — к повреждению компонентов от прилагаемых рукой
усилий. Кроме того, эту работу должен выполнять оператор. Свобода конструирования
ПП, а следовательно, и устройств, в которые
она входит, ограничена применением только
прямых сквозных линий контура ПП.

Штамповка

Технология предусматривает применение
пресса для выдавливания ПП из панели. Метод обладает одним существенным преимуществом: очень быстрый процесс; в случае
многомодульной ПП все модули выдавливаются одновременно. Форма ПП может быть
и произвольной, но линия среза не может быть
сплошной: рекомендуется ПП с отдельными
удаляемыми мостиками, нежели удаление материала со всей линии среза. Вследствие значительных усилий при штамповке объем производственного брака также остается высоким.
Предлагаемые на рынке решения часто требуют ручной загрузки и выгрузки продукции из
штампа, поэтому данный процесс сложно
встроить в автоматическую производственную линию. Дорогая оснастка: цена штампа
может достигать 5000 евро, а для беспрерывного производства необходимо иметь как минимум один штамп в запасе для предотвращения простоев вследствие поломки штампа.

Фрезерование концевой фрезой (routing)

Сначала давайте обсудим более подробно
технические требования, предъявляемые
к групповой заготовке для разделения ее методом фрезерования (рис. 3), и первым делом
детально рассмотрим понятие групповой заготовки печатных плат.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 3. Разделение групповых заготовок фрезой вертикального типа

Монтаж элементов можно производить как
на отдельной печатной плате, так и одновременно на нескольких платах, объединенных
в групповую заготовку (так называемую мультиплицированную ПП). Объединение печатных плат в групповую заготовку позволяет
значительно повысить производительность
линий и уменьшить затраты на изготовление
продукции.

Печатные платы, объединенные групповую
заготовку, для которых выполняется автоматический монтаж, имеют некоторые особенности:

Между печатными платами и так называемым облоем (все те отходы, что остаются после разделения групповой заготовки) оставляют технологические перемычки. Для оптимального использования оборудования для
разделения печатных плат производитель рекомендует применять ширину перемычек
3 мм. При такой ширине перемычки режущий
элемент способен осуществлять разделение
за 1 проход (рис. 4а).

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 4. Разделение ПП: а) за один проход; б) обработка двойным проходом

В случае, когда используется фреза нестандартного диаметра, или длина перемычки
больше диаметра фрезы, возможна обработка двойным проходом (рис. 4б).

При таком разделении износ режущего элемента выше, нежели при однопроходном разделении. Примерное построение групповой
заготовки показано на рис. 5. Длина самих перемычек зависит от степени жесткости ПП.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 5. Пример построения групповой заготовки

Технология разделения фрезой подразумевает удаление соединительных мостиков или
выпиливание полного контура ПП. После такой процедуры мы получим отдельные печатные платы, которые ранее были смонтированы на одной групповой заготовке (рис. 6).

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 6. Обработанные ПП (после разделения)

Для этого процесса резки применяются различные типы фрез. Мостики перемалываются фрезой в пыль, которая удаляется интегрированным пылесосом. Технология обладает
рядом существенных преимуществ: высокая
скорость обработки, высокая точность, минимальные усилия, действующие на ПП, возможность обработки любых нелинейных контуров ПП, отличное качество обработанных
кромок. Все это делает данную технологию
наиболее предпочтительной из всех альтернатив. Роутинг позволяет производить быструю
переналадку оборудования под разнообразную номенклатуру ПП. Данный метод применим для полностью автоматических систем,
встраиваемых в линию, или автономных технологических систем.

Недостатком технологии можно назвать значительный уровень начальных инвестиций
при покупке базового оборудования. Необходима эффективная система удаления пыли.
Некоторые ПП сложной конструкции могут
потребовать специализированных систем
крепления.

Эти недостатки быстро окупаются вследствие значительного улучшения качества, высокой скорости обработки и уменьшения или
полного исключения доли ручного труда,
а также полного устранения брака, связанного с разделением, присутствующим в ручных
методах.

По нашему мнению, такой способ разделения является наиболее предпочтительным для
любых типов производств радиоэлектроники. Именно разделение вертикальной фрезой
называется «деликатной» технологией разделения и считается единственным рациональным и допустимым методом для производств,
где ценят свои средства и качество выпускаемой продукции.

Оборудование
для разделения групповых заготовок

В этой статье мы проведем обзор оборудования для разделения печатных плат компании JOT Automation (Финляндия), которая
входит в корпорацию Rohwedder Group. В этой
компании работает более 1000 человек. Ее офисы расположены по всему миру. Rohwedder
Group занимает лидирующие позиции на рынке автоматизации сборочных процессов, начиная от индивидуальных консультаций и заканчивая разработкой концепций и установки оборудования «под ключ». Гарантийное
и послепродажное обслуживание также являются залогом успешного сотрудничества с клиентами. Rohwedder AG прошла сертификацию
согласно международным стандартам качества DIN EN ISO 9001:2000. Продукция
Rohwedder Group применяется поставщиками компонентов и узлов для автомобильной,
медицинской и электронной индустрии.

Компанию основал Ханс Роведер в 1956 году. Начиная с 1990-х она нацелена на развитие технологий и позиционирования на рынке. Rohwedder Group действует на развивающихся рынках Европы, Америки и Азии.

Заказчиками оборудования компании JOT
Automation являются крупнейшие мировые
изготовители электроники, такие как Nokia,
SonyEricsson, Bosh, Siemens, Blauppunkt,
Sunways.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 7. Конвейерные модули различного назначения

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 8. Рабочее место визуальной инспекции

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 9. Система автоматической работы
с россыпью

Помимо роутеров для разделения печатных
плат компания выпускает достаточно широкий
ассортимент продукции: конвейерные модули
(рис. 7, 8), системы автоматизации рабочих процессов (рис. 9), системы функционального
тестирования готовой продукции (рис. 10, 11),
системы функциональной проверки средств
мобильной связи (рис. 12, 13) и системы лазерной маркировки (рис. 14). Вопрос лазерной маркировки мы рассмотрим в следующих
статьях, так как он заслуживает отдельного
внимания. Кроме того, компания производит
системы разделения печатных плат и автоматические системы установки компонентов выводного монтажа.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 10. Функциональный тестер

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 11. Функциональный тестер (внутри)

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 12. Тестер мобильного телефона

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 13. Фиксатор мобильного телефона

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 14. Лазерный маркиратор

Роутер — точная и деликатная резка

Разделение печатных плат — это процесс
разделения мультиплицированных заготовок
печатных плат фрезерным станком вертикального типа, роутером. В основе работы любого роутера заложен принцип фрезерования.
Фрезерование — процесс обработки резанием с помощью режущего элемента/фрезы.
Фреза (рис. 15) — многозубый (многолезвийный) инструмент в виде тела вращения для
обработки материалов методом резки.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 15. Фреза высокоскоростного роутера
J501-41

Вначале машине задается алгоритм действий. Процесс обучения машины заключается
в регистрации точек надреза встроенной в роутер камерой, либо закладкой алгоритма
в программное обеспечение. Фреза, автоматически перемещаемая двигателями машины,
обрабатывает по заданному алгоритму мультиплицированную заготовку печатных плат.
Роутер оснащается промышленным пылесосом, который удаляет из рабочей зоны пыль
и загрязнения.

Автономный роутер J501-41
компании JOT

J501-41 — автономный, отдельно стоящий
роутер для разделения групповых заготовок
в условиях мелко- и среднесерийных производств (рис. 16).

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 16. Автономный роутер J501-41

J501-41 — гибкая, настольная модель с небольшой площадью основания. Модель обеспечивает качественное разделение модулей
печатных плат, выполняет точную и чистую
резку. Роутер может быть использован в производстве как основное или как дополнительное оборудование.

Движение режущего блока по осям X и Y
происходит за счет высокоточных сервоприводов с точностью 0,05 мм. Загрузка изделия
производится вручную. В базовой комплектации машина оборудуется одним высокочастотным шпинделем.

Замена фрезерующего инструмента производится вручную. Пользовательский интерфейс основан на простом и легком управлении
с помощью панели управления. Установка
сконструирована согласно международным
требованиям к безопасности и полностью удовлетворяет нормам антистатической защиты.

Описание рабочих модулей

Основой конструкции являются стальные,
сваренные между собой трубы. На них закреплена фиксирующая плита, позволяющая исключить нежелательные вибрации. На плиту
установлена рабочая часть машины (рис. 17).
Приводы сервомоторов по осям X и Y находятся на независимой основе, что позволяет
добиться минимального отклонения при работе станка.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 17. Автономный роутер J501-41 (вид с открытой системой загрузки)

Контроллер машины и основные электромагистрали смонтированы в закрытых областях внутри рабочей зоны. На фронтальной части машины находится панель управления, информационный дисплей, кнопки управления.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 18. Регулировка высоты фрезы

Ионизатор находится внутри рабочей области. Система направляет ионизированные воздушные потоки в рабочую зону. Ионизированный воздух значительно повышает антистатическую защищенность устройства.

Сама система перемещения по осям имеет
встроенный программируемый контроллер.
Контроллер способен сохранять в памяти машины до 1000 разных программ разделения
заготовок.

Система управления состоит из размещенного на передней панели дисплея и блока управления. Блок управления позволяет выбирать программу резки и получать информацию о прохождении рабочего цикла. На боковой панели роутера
находятся сервисные порты для подключения
персонального компьютера.

Дополнительно на панели инструментов
выведены: кнопка включения/выключения
устройства, кнопка аварийной остановки,
кнопка сервиса.

Программное обеспечение для обучения
машины имеет дружественный интерфейс,
что позволяет максимально быстро выполнять ввод в эксплуатацию, переналадку и делает работу с машиной понятной и наглядной (рис. 19).

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 19. Экран ПО для обучения программе резки

Система загрузки данных в формате DFX
позволяет загружать в память контроллера
программы резки, конвертированные с помощью внешнего персонального компьютера.

Система удаления пыли и загрязнений предназначена для удаления пыли, стружки и иных
загрязнений из рабочей области с помощью
внешнего пылесоса.

Более скоростная система с двумя параллельно расположенными по оси X шпинделями позволяет одновременно обрабатывать
2 участка печатной платы с максимальным
размером 400×350 мм.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платы

Рис. 20. Держатель ПП в роутере

Держатель для печатных плат (рис. 20) —
уникальный механизм, фиксирующий плату
после процесса резки. Изготавливается отдельно для каждого типа плат. Технические характеристики рассматриваемого нами роутера
приведены в таблице.

Таблица. Технические характеристики роутера J501-41

Максимальные размеры обрабатываемых печатных плат300×350 мм
Толщина0,6–3,2 мм FR4
Максимальная высота компонентов
сверху/снизу
15/40 мм
Вес300 кг
Ход по оси X380 мм, скорость 1200 мм/с, ±0,05 мм
Ход по оси Y550 мм, скорость 1200 мм/с, ±0,05 мм
Ход по оси Z50 мм, 600 мм/с, ±0,1 мм
Система управленияПрограммный тип управления с помощью контроллера
и фирменного интерфейса
Просмотр и конвертирование DXF-файловЗагрузка данных с внешнего персонального компьютера
Электропитание230 В переменного тока / 50 Гц, потребляемая мощность 2,2 кВт
Встроенный ионизаторесть
Подключение сжатого воздуха6 бар, 40 л/мин
Эргономика и безопасностьУровень шума Габаритные размеры установки730×997×1525 мм

Заключение

Мы с Вами рассмотрели наиболее распространённые методы разделения групповых заготовок и типовой дизайн групповой заготовки для разделения ее методом фрезерования.
Очевиден тот факт, что на данный момент метод фрезеровки — это самый безопасный
и деликатный способ, сводящий до минимума риск повреждения смонтированной ПП.

Так же мы затронули тему скрайбирования
ПП и методов ручного разделения. В следующих статьях посвященных данной тематике мы
рассмотрим более детально высокоскоростные
машины для разделения методом фрезерования,
рассмотрим дисковый автоматический метод
разделения ПП подготовленных для скрайбирования (пробег такого диска может составлять
более 2000 метров резки), рассмотрим метод лазерного разделения групповых заготовок.

Источник

Про проектирование и заказ СВЧ-плат

Введение

Этой статьёй я продолжаю цикл статей про особенности проектирования и изготовления СВЧ-плат.

Я разрабатываю СВЧ-устройства, почти всегда они реализованы (как подавляющее большинство электроники сейчас) на печатных платах. Всем знакомые зеленые платы, как, например, материнская плата компьютера, сделаны из стеклотекстолита FR4. Но на самом деле, подложки бывают разные – с разными значениями диэлектрической проницаемости и др. параметрами. Для СВЧ изделий применяют специальные СВЧ подложки (ламинаты).

Если кратко, к СВЧ подложкам предъявляются более жёсткие требования по стабильности эпсилон, также крайне критично значение тангенса угла диэл. потерь, величины, определяющей погонные потери в линии передачи. Про особенности выбора СВЧ подложек и их параметры можно найти в моей прошлой статье.

Так как я разработчик, все мои заказы – единичные платы, то есть для каждого проекта я делаю тестовые платы для компонентов, затем отрабатываю куски СВЧ блоков /модулей, только потом заказываю платы в том виде, в каком они будут в конечном изделии. Вот последняя итерация плат обычно идёт в серийное производство.

О тех.процессе изготовления печатных плат

Многие знают на примере стеклотекстолита, что диэлектрик бывает фольгированный и не фольгированный. Для СВЧ применений почти всегда применяется фольгированный диэлектрик. Термин фольгированный означает, что на диэлектрической основе нанесена медная фольга.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платыРис.1 Фольгированный диэлектрик (картинка с сайта Резонита; взято с разрешения)

Про разные методы нанесения фольги и какие бывают толщины фольги можно почитать в моей статье.

Чтобы из материала получить плату, на заводе медную фольгу вытравливают в специальном растворе, предварительно защитив рисунок (топологию), который должен остаться. Это очень поверхностное описание, больше информации о технологическом процессе изготовления вы можете найти, например, на сайте Резонита, а также в этом видео на их YouTube канале. Кроме травления плата проходит ещё несколько этапов (сушка, нанесение маски и другие). Весь процесс автоматизирован, конвейер настроен на определённый размер листа (заготовки). Заготовка имеет размер 12х9″, что соответствует примерно размеру листа А4. Некоторые производители также принимают размеры 6х9″(очень редко) и 12х18”. Больше про размеры заготовок читайте в моих прошлых статьях тут и тут.

При заказе плат из FR4, ваши платы обычно располагают на листе совместно с платами других заказчиков, затем платы разделяют и раздают разным заказчикам. С СВЧ платами так не делают, так как заказов сильно меньше, а СВЧ материалов большое разнообразие. Именно поэтому для заказа СВЧ плат следует самому мультиплицировать заготовку. Ведь, как я уже писала, невыгодно заказывать 1 плату.

Этапы создания заготовки (2 слоя)

1) Определение названия слоёв. Почти все производители принимают стандартные названия: TOP – верхний слой металлизации, BOT – нижний слой металлизации, BRDOUT /CUT – контур платы, VIA- слой металлизированных отверстий, DRILL- слой неметаллизированных отверстий, TOPMASK – слой маски, TOPMARK – слой маркировки. Снизу маску и маркировку на СВЧ платах редко используют, так как обычно нижний слой представляет собой экран. Я добавляю в проект слой поясков мет. отверстий. (VIA и DRILL не обязательно разделять; мет.отверстия должны иметь пояски на всех слоях, отверстия сверловки должны не иметь пояски)

Пример платы с подписанными слоями представлен на рисунке 2.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платыРис.2 Пример чертежа платы

2) Ограничения. Посмотреть (и сохранить, может быть даже распечатать) возможности производства. Основные требования: отступ элементов топологии от края платы 0,25 мм. Минимальный диаметр металлизированных отверстий – обычно 0,3 мм, минимальный поясок мет. отверстия – обычно 0,15 мм и минимальное расстояние между отверстиями – не менее 0,2 мм. Для фольги 18 мкм: минимальная ширина дорожки – 0,1..0,15 мм, минимальный зазор – также 0,1..0,15 мм. Обратите внимание, что для более толстой фольги минимальные значения увеличиваются.

Для слоя маски тоже есть требования; основное – ширина маски не менее 0,15 мм. Маркировка не должна попадать на участки, открытые от маски.При нанесении на платы информации в виде текста, обязательно оцените будут ли читаться буквы; по моему опыту нормальная высота шрифта 2 мм, минимальная 1 мм.

3) Собственно, нарисовать все платы. Обратите внимание, что, если контур платы фигурный, необходимо сделать скругления диаметром 1 мм (минимум). Если оставить прямой угол, потом плата может не встать в корпус, или, как в моём примере ниже – может не встать разъём.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платыРис.3 SMT коаксиальный SMA разъём и посадочное место на плате для него

Металлизированные отверстия должны иметь пояски с обеих сторон платы, так как нижняя сторона – сплошной экран, там дополнительно рисовать ничего не нужно, а вот с верхней стороны обязательно должен быть поясок, либо отверстие должно быть внутри полигона. Неметаллизированные отверстия должны не иметь мет.поясков, поэтому необходимо на слое BOT сделать поясок без металла.

Несколько особенностей, на которые следует обратить внимание, если вы, так же, как и я, рисуете платы в Автокаде:

— мет. отверстия должны быть сделаны кругами, не полилиниями

— все элементы слоя TOP должны быть замкнутыми полигонами/ полилиниями/ прямоугольниками.

— для удобства выполнения требований минимального расстояния от края металлизации до края мет. отверстия я рисую пояски отдельным слоем (на рисунке 2 синим цветом).

— контур платы стоит сделать расчленённым (иногда просят сделать линией не нулевой толщины)

4) Мультипликация заготовки. В обозначенную область рабочего поля нужно поместить все платы, минимальное расстояние между платами 2 мм. Если в проекте есть плата с металлизированными полуотверстиями, от неё нужно отступить 6мм. Заготовку следует поместить одним из углов в начало координат.

5) Проверка. Перед отправкой проекта следует проверить все минимальные расстояния. Ведь, если хоть в одном месте минимальное расстояние будет чуть меньше стандартного, цена за сложность изготовления увеличится в 1,5 раза.

6) Перевод в формат для изготовления. Я рисую платы в Автокаде, но Автокад не является специализированной программой для проектирования печатных плат, поэтому файлы в dwg/dxf не принимают (могут за доп.плату по договорённости). Через формат обмена чертежами dxf мультиплицированную заготовку необходимо перевести в формат для производства печатных плат, обычно это gerber формат. Также производители принимают cam, форматы Altium, p-cad, DipTrace (проверить на сайте производителя версии программ). После перевода советую повторить пункт 5; часто в программы встроена функция проверки минимальных зазоров и толщин проводников.

7) Заполнение формы заказа. В сопроводительном письме (или личном кабинете, или специальной форме) необходимо указать все параметры заготовки:

-название файла, формат файла

-тип подложки: полное название, толщина диэлектрика, толщина фольги

-количество мультиплицированных заготовок (или плат, если нужно просто много плат одного дизайна)

-количество проводящих слоёв (2)

-цвет маски (советую выбирать типовую зелёную, так быстрее и дешевле)

-маска в позитиве или в негативе. Если в позитиве, указать обязательно.

-цвет маркировки, если есть.

-тип финишного покрытия

-свои контактные данные для обсуждения технических вопросов

Возможно, вам непонятен пункт про маску. Скажу сразу, часто я вообще не делаю маску – так платы выходят с производства на день быстрее. Маска в негативе принята за стандарт, на обычных платах чаще всего в слоях маски нарисованы только площадки компонентов. Поэтому при обращении в негатив тех мест, которые находились в масочных слоях, на печатной плате будет отсутствие/вскрытие маски. Я рисую маску в позитиве, так как я делаю маску только вокруг компонентов, и также делаю маской надписи (зато не делаю маркировку).

Пример маски на плате:

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платыРис.4 Примеры моих СВЧ плат с маской

Список производителей печатных плат, который я составила с дополнениями от моих подписчиков можно найти в статье.

Дополнения для многослойных СВЧ плат

1) Многослойные СВЧ платы делаются только методом попарного прессования (то есть с фольгой на ядрах).

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платыРис.5 4-слойная ПП с одним ядром и фольгой, положенной на препрег

На картинке показан пример как нельзя сделать СВЧ многослойную плату. СВЧ МПП должна выглядеть вот так:

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платыРис.6 4-слойная ПП с двумя ядрами и препрегом между ними

2) Для многослойной платы необходимо добавить слои INT, считая сверху top-int1-int2-bot (если слоёв больше, то top-int1-int2-int3-int4-bot и т.д.). Если в проекте предусмотрены несквозные мет.отверстия, необходимо это обозначить и сделать отдельные слои для отверстий соединяющих слои top и int1, int2 и bot и сквозные мет.отверстия, соединяющие все слои.

3) Многослойная СВЧ плата может быть сделана с припрессовкой FR4 для повышения прочности и/или для размещения схемы питания/управления. В таком случае используют препрег (специальный материал, который выполняет функцию клея) как для многослойных плат из стеклотекстолита. Если же оба диэл.основания – СВЧ ламинаты, нужен специальный СВЧ препрег (например для ядер из Rogers 4350 и 4003 подходит препрег Rogers 4450).

Тип финишного покрытия

Производители печатных плат предлагают несколько типов финишных покрытий. Для СВЧ применений подходят только покрытия на основе благородных металлов (из-за возникновения скин слоя на высоких частотах). Обычно я делаю платы с золотом (ENIG) или иммерсионным серебром. Когда какое выбрать? Предпочтительнее платы с серебром, так как при такой технологии отсутствует подслой никеля, и потери в полосках ниже. Однако, на серебро невозможно разварить золотую проволоку, так что для тестовых плат для кристаллов я выбираю иммерсионное золото c подслоем никеля (ENIG). Некоторые производители также предлагают просто золото, но это покрытие очень недолговечное, буквально через несколько недель медь начнёт «проглядывать» через тонкий слой золота.

Ниже представлен пример СВЧ заготовки с платами. На фотографии видно,что финишное покрытие я выбрала им.золото, видна технологическая рамка и перемычки, с помощью которых удерживаются платы.

что такое скрабирование печатной платы. Смотреть фото что такое скрабирование печатной платы. Смотреть картинку что такое скрабирование печатной платы. Картинка про что такое скрабирование печатной платы. Фото что такое скрабирование печатной платыРис.7 фотография готовой СВЧ заготовки с платами

Спасибо за внимание! Читайте мои другие статьи и подписывайтесь на мой Инстаграм!

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *