Technische leveringsvoorwaarden (TLB), aanbevelingen en ontwerpregels voor printplaten
Download PDF (de)
Technische leveringsvoorwaarden (TLB)
Download PDF (en)
Technische leveringsvoorwaarden (TLB)
Overzicht
1. Producten
Ons productaanbod omvat enkelzijdige PCB's, dubbelzijdige PCB's en through-hole PCB's, meerlagen met maximaal 24 lagen en semi-flexibele PCB's van prototypes tot (grote) series. Onze processen zijn ontworpen om de hoogste kwaliteit en betrouwbaarheid te garanderen. PRECOPLAT is uw competente printplatenfabrikant in Duitsland.
Voor middelgrote en grote series tot 25 m² per bestelling bieden wij een spoedservice aan die als volgt kan worden gerealiseerd:
| Type | Eili | Ø Verwerkingstijd |
|---|---|---|
| Standaard* enkel- en dubbelzijdige LP | 3 dagen | ~ 12 dagen |
| Standaard* meerlaags | 4 dagen | ~ 15 dagen |
Onze service begint met technische ondersteuning en gaat verder via integratie in het supply chain management van onze klanten. Wij houden rekening met elke unieke specificatie en individuele wens.
2. Gegevens
Onze CAM-medewerkers verzorgen de uitvoering van uw layouts tot en met de afgewerkte printplaat.
Als u de bestanden niet in de beschreven formaten kunt genereren, neem dan contact op met ons verkoopteam.
U kunt ons uw productiegegevens in de volgende formaten toesturen:
2.1. Lay-outgegevens
- Verlengde Gerber 274x (standaard)
- Gerbert 274
- Eagle
- Autodesk Fusion 360
- ODB++
2.2. Boor- en freesgegevens
- Excellon (standaard)
- Boorbestand in Sieb & Meyer-formaat 3000
Mechanische tekeningen kunnen ook in HPGL- of DXF-formaat worden aangeleverd.
3. Controle van ontwerpregels
Alle aan ons verstrekte gegevens worden gecontroleerd op maakbaarheid met behulp van een standaard ontwerpregelcontrole volgens IPC-2211, evenals klantspecifieke DFM-functies. We behandelen via's en hun beschermings-/afsluitmethoden standaard volgens IPC-4761. Een overzicht van onze processen (tenten, afdichten, vullen en afdekken) vindt u in hoofdstuk 10.
Aanvullende diensten (bijv. impedantiecontrole, lay-out-/gegevenswijzigingen, reverse engineering) worden op verzoek en pas na aparte inbedrijfstelling geleverd.
3.1. HDI/Micro-vias
Wij produceren Ongeassembleerde printplaten volgens IPC-6012 (inclusief addendum - Ruimtevaart en Militair/Medisch (op aanvraag)), Klasse 2 of Klasse 3. Acceptatietesten worden uitgevoerd volgens IPC-A-600, Klasse 2 of Klasse 3.
Daarnaast ondersteunen wij op verzoek de volgende normen/specificaties:
- Soldeerresist (materiaal/kwalificatie): IPC-SM-840
- Eindoppervlak (ENIG): IPC-4552
- Basisprincipes van het ontwerp (klantindeling): IPC-2221
- Via beschermingsmethoden (vullen en afsluiten): IPC-4761
- HDI/Micro-Vias ontwerp (klantlay-out): IPC-2226
- PERFAG (Europese specificatie voor leveringsovereenkomsten en kwaliteitsniveaus)
- PERFAG 1 – enkelzijdig
- PERFAG 2 – dubbelzijdig
- PERFAG 3 – Meerlaags
- Spoorwegtoepassingen: Voor geschikte materiaalsystemen kunnen testrapporten worden verkregen volgens NL-45545 2 voorzien.
- Semiflex (FR4 dun uitgevoerd, “flexibel voor installatie”): Vervaardigd als een stijve printplaat volgens IPC-6012; geïnspecteerd volgens IPC-A-600; geen IPC-6013 product.
Revisie geldig vanaf de datum van orderbevestiging.
3.2. Optionele technische diensten
Softwarematige impedantieregeling (= diepgaande controle): Opstellen van een polair rapport (berekening/validatie) op basis van de goedgekeurde laagstructuur; streefwaarden en toleranties volgens klantspecificaties.
Reverse Engineering (Lezen van aangeleverde printplaten): Registratie van de laagstructuur, acquisitie van geleiderpatroon-/boorgegevens/netwerkinformatie en reconstructie van CAM-compatibele productiegegevens (bijv. Gerber/ODB++); Implementatie alleen indien de gebruiksrechten door de klant zijn verduidelijkt.
4. Kwaliteit
4.1. Kwaliteitsnormen
Wij produceren Ongeassembleerde printplaten volgens IPC-6012 (inclusief addendum - Ruimtevaart en Militair/Medisch (op aanvraag)), Klasse 2 of Klasse 3. Acceptatietesten worden uitgevoerd volgens IPC-A-600, Klasse 2 of Klasse 3.
Daarnaast ondersteunen wij op verzoek de volgende normen/specificaties:
- Soldeerresist (materiaal/kwalificatie): IPC-SM-840
- Eindoppervlak (ENIG): IPC-4552
- Basisprincipes van het ontwerp (klantindeling): IPC-2221
- HDI/Micro-Vias ontwerp (klantlay-out): IPC-2226
- PERFAG (Europese specificatie voor leveringsovereenkomsten en kwaliteitsniveaus)
- PERFAG 1 – enkelzijdig
- PERFAG 2 – dubbelzijdig
- PERFAG 3 – Meerlaags
Semiflex (FR4 dun uitgevoerd, “flexibel voor installatie”): Vervaardigd als een stijve printplaat volgens IPC-6012; geïnspecteerd volgens IPC-A-600; geen IPC-6013 product.
Revisie geldig vanaf de datum van orderbevestiging.
4.2. Kwaliteitsborging
Wij voldoen aan de UL®-normen en de RoHS-richtlijnen en zijn gecertificeerd volgens DIN EN ISO 9001. Productieparameters, productieomstandigheden en grondstoffen worden geëvalueerd en geregistreerd met behulp van gekalibreerde meetapparatuur.
Om een perfecte kwaliteit te garanderen, worden de printplaten tijdens het productieproces aan de volgende tests onderworpen:
niet-destructief onderzoek
Voor optische inspecties gebruiken we IPC-A-600 als beeldreferentie; acceptatie is afhankelijk van de bestelde klasse (Klasse 2/3). Minimale structuur van het inspectiegebied (AOI): 25 µm. Specifieke inspectieprocedures kunnen te allen tijde worden aangepast aan andere specificaties indien nodig.
destructief testen
- creatie van microfoto's,
- hechtingstest,
- Delaminatietest (meerlagen worden regelmatig onderworpen aan thermische schoktests).
Documentatie van de parameters
Automatische registratie en opslag van de volgende parameters gedurende minimaal 10 jaar:
- productieparameters,
- kwaliteitsgerelateerde resultaten,
- Tijdregistratie, inclusief de betreffende medewerkers.
X-Ray
Röntgenfluorescentiespectrometrie voor laagregistratie en laagdiktemeting.
AQAP
De AQAP-2110-vereisten worden intern geïmplementeerd. Voor projecten die onder de AQAP-vereisten vallen, plannen we de officiële kwaliteitsborgingsbeoordeling (GQA) en vragen we op projectspecifieke basis een BAAINBw-certificering aan.
5. Elektrisch testen
Tijdens de laatste elektrische test worden printplaten gecontroleerd op onderbrekingen en kortsluitingen.
De Gerber-gegevens van de klant worden in ons testsysteem geladen, van waaruit een netlijst wordt gegenereerd die alle geïdentificeerde testpunten bevat. Standaard testen deze testsystemen volgens de volgende criteria:
- voor onderbreking als > 10 ohm netwerkweerstand wordt bepaald
- gesloten als weerstanden < 10 MegOhm worden gedetecteerd tussen onafhankelijke shunts
Wij gebruiken de volgende testsystemen:
5.1. Testadapter/parallelletester
Met behulp van het testprogramma worden adapterplaten geboord en voorzien van testnaalden, die op de relevante contactpunten worden afgebogen om tegelijkertijd alle eindpunten van het elektronische netwerk voor het testproces op verbindingen en onderbrekingen te registreren. Tegelijkertijd worden alle netwerken met elkaar vergeleken. Het testresultaat wordt vervolgens vergeleken met de elektrische netwerklijst.
5.2. Vingertester (vliegende sonde)
Als alternatief kan de elektrische test worden uitgevoerd met behulp van een vingertester. De contactpunten van de printplaat worden opeenvolgend gecontacteerd met behulp van contactnaalden op basis van de onderliggende netlijst en getest op verbinding en onderbreking. Meetnaalden hangen aan mechanisch beweegbare “vingers” die naar de eerder geprogrammeerde testposities bewegen.
Tijdens alle testprocedures worden de printplaten waarop een kortsluiting of een open circuit is gedetecteerd automatisch gescheiden van de geteste printplaten die duidelijk defectvrij zijn. Voor defecte of onduidelijk geteste printplaten wordt een foutenlogboek met de exacte foutlocatie aangemaakt. Na een succesvolle probleemoplossing wordt de printplaat opnieuw volledig proefgedraaid.
6. Basismateriaal
Het CAF (Conductieve Anodische Filament) resistente FR4-basismateriaal maakt permanent deel uit van onze inventaris.
- in diktes van 0,5 tot 3,2 mm
- Volgen van huidige weerstandswaarden (CTI) tot 600 volt
- TG-waarde tot 180 graden Celsius
Direct beschikbaar:
- FR4 TG 135°-140°; CTI 175-249 (Standaard)
- FR4TG 150°
- FR4TG 180°
- FR4 CTI 250-399PLC 2
- FR4 CTI 400-599PLC 1
- FR4 CTI ≥ 600 PLC 0
- CEM1
- CEM3
Voor ons FR4-basismateriaal beschikken we over testrapporten volgens EN 45545-2 (tot HL3) voor spoorwegtoepassingen. Dankzij de hoge kwaliteit van FR4 is een halogeenvrij FR4.1-materiaal niet altijd nodig, afhankelijk van de toepassing. Op aanvraag kunnen we ook andere basismaterialen, zoals FR4.1, in diverse diktes leveren.
6.1. Materiaal eigenschappen
Bij een materiaaldikte van 0,5 mm of meer gelden de volgende waarden:
| Laminat | NEMA | IPC-4101 | Tg °C | CTE < Tg ppm/K | CTE > Tg ppm/K | Ontledingstemperatuur C° | T260 min | T288 min | |
| epoxy papier glas | CEM1 | 10 | 100 | - | - | - | |||
| epoxy glas | FR4.0 | 21 | 135 | 70 | 280 | 310 | 20 | 2 | Standaard |
| epoxy glas | FR4.0 | 99 | 150 | 60 | 250 | 350 | 60 | 20 | anorganische vulstoffen met hoge Tg |
| epoxy glas | FR4.0 | 101 | 170 | 60 | 230 | 350 | 60 | 20 | anorganische vulstoffen met hogere Tg |
| epoxy glas | FR4.1 | 128 | 150 | 50 | 230 | 340 | 60 | 20 | halogeenvrije anorganische vulstoffen |
| epoxy glas | FR4.1 | 130 | 170 | 50 | 230 | 350 | 60 | 20 | halogeenvrije anorganische vulstoffen met hogere Tg |
6.2. Koperfoliedikte standaard (vóór galvanische koperbeplating)
| 18 µ | 35 µ | 50 µ | 70 µ | 85 µ | 105 µ |
6.3. Met koper beklede laminaten
| FR4 in mm | FR4 CTI > 400 | KEM 1 (op verzoek) | KEM 3 (op verzoek) | |
| 0,10 | plus Cu | 1,00 | 1,00 | 1,55 |
| 0,20 | plus Cu | |||
| 0,25 | plus Cu | |||
| 0,36 | plus Cu | |||
| 0,41 | plus Cu | |||
| 0,50 | plus Cu | |||
| 0,71 | plus Cu | 1,55 | 1,55 | |
| 1,00 | inclusief Cu | |||
| 1,08 | plus Cu | |||
| 1,55 | inclusief Cu | |||
| 2,00 | inclusief Cu | |||
| 2,40 | inclusief Cu | |||
| 3,00 | inclusief Cu | |||
7. Toleranties voor torsie en kromtrekking
| Einseitig | dubbelzijdige | multilayer |
| 1,5% | 1% | 1% |
Houd er rekening mee dat de kromtrekkingswaarde bovengemiddeld toeneemt als de koperverdeling op de printplaat plaatselijk sterk varieert. Vooral bij meerlagen moet al bij het begin van de lay-outontwikkeling een symmetrische lagenstructuur worden gepland. Bij asymmetrische materiaalstructuren kunnen de verschillende spanningen van de glasweefselkwaliteiten resulteren in hogere torsie- en kromtrekkingswaarden.
8. Beschikbare productievoordelen
Om zuinig en duurzaam te produceren, controleren wij de best mogelijke benutting van onze productiepanelen en vergelijken deze met de meest gebruikte PCB-formaten om onnodige verspilling te voorkomen.
| Enkelzijdige printplaten mm | Dubbelzijdige printplaten mm | 4-laags LP standaardstructuur MassLam mm | 4-laags LP met ruim 6 prepregs en 6-24 lagen LP PinLam mm | |||||
| lengte | Breedte | lengte | Breedte | lengte | Breedte | lengte | Breedte | |
| Paneelgrootte 1 | 618 | 512 | 614 | 512 | 614 | 512 | 600 | 499 |
| Paneelgrootte 2 | Niet beschikbaar | 584 | 512 | 584 | 512 | Niet beschikbaar | ||
| Paneelgrootte 3 | 584 | 436 | Niet beschikbaar | Niet beschikbaar | Niet beschikbaar | |||
9. PCB-dikte
Ongeacht het aantal lagen kunnen wij verschillende PCB-diktes verwerken.
Doorlooptijden voor specifieke materiaaldiktes kunnen variëren indien het gewenste materiaal niet op voorraad is.
| Standaard mm | Speciale mm | Technische limiet Enkel- en dubbelzijdig mm | Technische limiet Meerlaags mm | |
|---|---|---|---|---|
| Min. paneeldikte | 1,55 | 0,8 | 0,4 | 0,4 |
| Maximale paneeldikte | 1,55 | 2,4 | 3,2 | 3,2 |
10. Ontwerp met meerdere lagen en via-technologieën
10.0. Meerlaagse lagen en structuren
Meerlagen bestaan uit koperlagen, prepregs en dunne laminaten. Deze zijn op heel verschillende manieren te combineren, waardoor er een eindeloze variatie aan bouwmogelijkheden ontstaat. Wij produceren meerlagen met maximaal 24 lagen. Vervolgens kunnen de lagen met elkaar worden verbonden via doorvoergaten tussen de buitenste lagen (via's), van een buitenlaag naar een binnenlaag (blinde via's of blinde gaten) of tussen de binnenste lagen (ingegraven via's).
De meest gebruikte laagstructuren vindt u op onze website in het Downloadcentrum.
Als u vragen heeft, kunt u uiteraard rechtstreeks contact opnemen met ons verkoopteam. Op verzoek sturen wij u graag speciale laagstructuren toe.
Bij het maken van een meerlaagse lay-out moet rekening worden gehouden met de volgende basisprincipes:
10.1. symmetrie
In het eerste ontwerp moet een symmetrische materiaalstructuur worden gepland, waarbij rekening wordt gehouden met identieke dunne laminaten en prepreg-types in dezelfde volgorde. Hierdoor worden onder meer torderen en kromtrekken (spanningen die vrijkomen door thermische en mechanische invloeden tijdens het bewerkingsproces en gebruik) aanzienlijk verminderd.
10.2. Rekening houden met fysieke beïnvloedende variabelen
- Diëlektrische sterkte van de lagen ten opzichte van elkaar
- Permittiviteit ε (diëlektrische geleidbaarheid) / “Dk” van het basismateriaal (ook wel diëlektrische constante) met verliesfactor “Df”
diëlektrische sterkte
Permittiviteit ε
De dikte en kwaliteit van het diëlektricum (prepreg) tussen de koperlagen beïnvloeden de capaciteit en impedantie van de printplaat.
Fysieke waarden van gebruikelijke FR4-prepregs:
| Prepreg-type | Dikte in µ (voordat u op drukt) | Dikte in µ (na het indrukken) | harsgehalte | Tolerantie in% | 1 MHz | 1 GHz | 5 GHz | 10 GHz | ||||
| Dk | Df | Dk | Df | Dk | Df | Dk | Df | |||||
| 1080 | ca. 75 | ca. 70 | Ø 62% | + / - 3 | 3,90 | 0,017 | 3,76 | 0,019 | 3,72 | 0,020 | 3,69 | 0,020 |
| 2116 | ca. 120 | ca. 115 | Ø 50% | + / - 3 | 4,30 | 0,016 | 4,18 | 0,018 | 4,15 | 0,019 | 4,12 | 0,019 |
| 7628 | ca. 190 | ca. 180 | Ø 43% | + / - 3 | 4,60 | 0,017 | 4,36 | 0,018 | 4,34 | 0,019 | 4,31 | 0,019 |
Fysieke waarden van gewone FR4 dunne laminaten:
| Aantal prepregs | Dikte in µ | harsgehalte | Tolerantie in µ | 1 MHz | 1 GHz | 5 GHz | 10 GHz | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dk | Df | Dk | Df | Dk | Df | Dk | Df | ||||
| 1 X 2116 | 110 | Ø 44,5% | + / - 18 | 3,93 | 0,020 | 4,11 | 0,017 | 4,03 | 0,018 | 3,97 | 0,018 |
| 1 X 7628 | 200 | Ø 44,0% | + / - 25 | 4,13 | 0,019 | 4,12 | 0,017 | 3,96 | 0,018 | 3,98 | 0,018 |
| 2 X 7628 | 360 | Ø 39,5% | + / - 38 | 4,70 | 0,017 | 4,21 | 0,017 | 4,05 | 0,018 | 4,09 | 0,018 |
| 2 X 7628 | 410 | Ø 42,5% | + / - 38 | 4,40 | 0,019 | 4,12 | 0,017 | 3,96 | 0,018 | 3,98 | 0,018 |
| 3 X 7628 | 500 | Ø 39,5% | + / - 50 | 4,70 | 0,017 | 4,25 | 0,017 | 4,10 | 0,018 | 4,14 | 0,018 |
| 4 X 7628 | 710 | Ø 39,0% | + / - 50 | 4,70 | 0,017 | 4,25 | 0,018 | 4,10 | 0,019 | 4,14 | 0,019 |
Temperatuur en vochtgehalte
Houd rekening met de volgende toleranties:
- De Dk-waarde stijgt met ongeveer 17% na vochtopname voor typische standaard FR4.
- De Df-waarde stijgt met ongeveer 12% na vochtopname voor typische standaard FR4.
Houd er rekening mee dat thermische spanningen, zoals solderen en thermische cycli die de printplaat ervaart tijdens de productie en het gebruik, ook een impact kunnen hebben op de elektrische en mechanische eigenschappen van het materiaal. Verhoogde temperaturen leiden tot thermische uitzetting, wat kan leiden tot mechanische spanning en mogelijke defecten zoals delaminatie of microscheuren. Deze effecten kunnen de betrouwbaarheid en levensduur van de printplaat beïnvloeden. Daarom moet bij het plannen van de meerlaagse structuur ook rekening worden gehouden met de thermische belastingen waaraan de printplaat tijdens gebruik wordt blootgesteld.
Een goed doordachte lagenstructuur en de keuze van geschikte materialen kunnen helpen om thermische spanningen te minimaliseren en de levensduur van de printplaat te verlengen:
- Materialen die bestand zijn tegen hoge temperaturen: Hoogwaardige prepregs en laminaten van de beste fabrikanten zijn beter bestand tegen thermische belasting.
- Versterkte prepregs: Prepregs met een hoog glasgehalte bieden betere mechanische eigenschappen en een hogere thermische stabiliteit.
- Symmetrische structuur: Een symmetrische laagstructuur helpt mechanische spanningen gelijkmatig te verdelen en torsie te minimaliseren.
- Geoptimaliseerde laagdiktes: Plan prepreg- en laminaatdiktes om thermische uitzetting te minimaliseren.
- Voldoende afstanden: Zorg ervoor dat er voldoende ruimte is tussen de koperlagen om thermische uitzetting op te vangen en delaminatie te voorkomen.
10.3. Via beschermingsklassen en Via-in-Pad (IPC-4761)
De juiste keuze voor de sluitingstechnologie van de via's is cruciaal voor de betrouwbaarheid van het solderen en de pakkingsdichtheid. Wij produceren volgens IPC 4761:
- Stekker (Type IIIa)Standaardprocedure voor het beschermen van de via's. Tot een diameter van 0,45 mm wordt dit op procesgeoptimaliseerde wijze bereikt door ze te bedrukken met vernis (Zie hoofdstuk 12 voor meer informatie.),
- Via-in-Pad / VIPPO (Type VII – Gevuld & Afgedekt)Voor hoogwaardige toepassingen (bijv. BGA) vertrouwen we op volledige vulling en daaropvolgende overmetallisatie.
- Microfilling (Cu): Koperen vulling voor blinde via's (≤ 0,15 mm, AR 1:1, Zie hoofdstuk 13.2.),
- harsvulling: Afsluiting voor doorlopende gaten (0,1 – 2,0 mm, AR tot 10, Zie hoofdstuk 13.3.).
11. Creëren van ladderdiagrammen
De lithografische limiet voor de resolutie van geleiderpatronen (spoor/opening) met de belichtingssystemen die we gebruiken, wordt bepaald door de dikte van de droge resist die wordt belicht. Als deze resist 50 µm dik is, is de fijnst mogelijke resolutie ook 50 µm. Bovendien leggen de fysische processen in de daaropvolgende galvaniseer- en etsprocessen extra beperkingen op. Hoe groter de uiteindelijke koperdikte, hoe groter de mate van ondersnijding aan de randen, waarmee rekening moet worden gehouden in de belichtingsparameters.
Kortom, de reproduceerbaarheid van een lay-out hangt af van het ontwerp en de sterkte van de koperstructuur. Er moet ook rekening worden gehouden met de technische beperkingen bij het maken van een soldeermasker. Bij het maken en bewerken van de lay-out zijn er de nodige vragen over de dekking, onderdekking of zelfs vrijstelling van de geleiderflanken en isolatieoppervlakken.
| Uiteindelijke koperdikte 35 µ | Standaard µ | Speciaal µ | Technische limiet µ | |||
| Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | |
| Spoorbreedte | 120 | 120 | 100 | 100 | 60 | 60 |
| Spoorafstand | 120 | 120 | 100 | 100 | 70 | 70 |
| opnieuw bespannen | 125 | 150 | 100 | 120 | 70 | 80 |
| Nauwkeurigheid van registratie | +/- 20 µ | +/- 15 µ | +/- 12 µ | |||
| Uiteindelijke koperdikte 70 µ | Standaard µ | Speciaal µ | Technische limiet µ | |||
| Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | |
| Spoorbreedte | 150 | 150 | 125 | 125 | 100 | 100 |
| Spoorafstand | 170 | 170 | 140 | 140 | 120 | 120 |
| opnieuw bespannen | 180 | 200 | 150 | 170 | 120 | 120 |
| Nauwkeurigheid van registratie | +/- 20 µ | +/- 15 µ | +/- 12 µ | |||
| Uiteindelijke koperdikte 105 µ | Standaard µ | Speciaal µ | Technische limiet µ | |||
| Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | |
| Spoorbreedte | 200 | 200 | 170 | 170 | 130 | 130 |
| Spoorafstand | 250 | 250 | 225 | 225 | 200 | 200 |
| opnieuw bespannen | 250 | 275 | 200 | 225 | 150 | 175 |
| Nauwkeurigheid van registratie | +/- 20 µ | +/- 15 µ | +/- 12 µ | |||
| Uiteindelijke koperdikte 140 µ | Standaard µ | Speciaal µ | Technische limiet µ | |||
| Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | Buitenste lagen | binnenste lagen | |
| Spoorbreedte | 300 | 300 | 250 | 250 | 230 | 230 |
| Spoorafstand | 400 | 400 | 360 | 360 | 320 | 320 |
| opnieuw bespannen | 300 | 300 | 270 | 270 | 250 | 250 |
| Nauwkeurigheid van registratie | +/- 20 µ | +/- 15 µ | +/- 12 µ | |||
12. Soldeermasker
Bij het fototechnische soldeermaskerproces wordt het oppervlak ingebed in een lichtgevoelig polymeer. De chemische verknoping van de polymeren wordt bereikt door gedefinieerde blootstelling; Alle niet-blootgestelde zones zijn ontwikkeld met scherpe contouren, zelfs in het micrometerbereik. Om de vereiste elektrofysische eigenschappen van de verf te bereiken, wordt vervolgens een UV-stoot uitgevoerd, in wezen een “verglazing” van het verfoppervlak om ionische verontreiniging te verminderen, en uiteindelijk thermische uitharding.
Bij het coaten van het soldeermasker kunnen desgewenst de soldeervlakken van de via-gaten gesloten worden bedrukt. Dit kan echter niet garanderen dat de via-gaten worden afgesloten (via pluggen) (niet geschikt voor vacuümtesters).
Indien het afdichten van de via-boring absoluut noodzakelijk is, gebeurt dit met standaardlakken voor boringdiameters tot 0,45 mm. Voor eisen met betrekking tot vlakheid (via-in-pad) gebruiken we koperen vulling (Microfilling, hoofdstuk 13.2.) of de sluiting door middel van Harsvulling (Hoofdstuk 13.3).
12.1. Parameters, speling en uitzetting van soldeerresists
Wij gebruiken alleen soldeermaskers op basis van epoxyhars, omdat deze ook de volgweerstand op het oppervlak van de printplaten verbeteren.
| Waarden gelden voor groen soldeermasker | Standaard µ | Speciaal µ | Technische limiet µ |
|---|---|---|---|
| huidig Uitbreiding van het soldeermasker | 70 | 50 | 30 |
| Minimale brugbreedte | 80 | 60 | 50 |
| Min. afstand SMD tot SMD* | 200 | 170 | 150 |
| Registratienauwkeurigheid groen/anders | +/- 20/40 µ | +/- 15/35 µ | +/- 12/30 µ |
Bij het maken van soldeermaskers moet rekening worden gehouden met soldeerstopafstanden in een verhouding van 1:1 ten opzichte van de pads, dus zonder overmaat. De benodigde uitbreiding voor de productie berekenen wij zelf.
De volgende soldeermaskerkleuren zijn mogelijk:
- groen (standaard)
- blauw
- zwart
- rood
- wit
BOVEN/ONDER kan verschillend worden geverfd.
13. Galvaniserend koperafzettingsproces
De dikte van de koperlaag is afhankelijk van de belichtingstijd en de stroom in het galvaniseerbad.
In principe wordt tijdens het proces een afzetting van 20 μ tot 25 μ koper aangebracht op het oppervlak en in de gaten die moeten worden geplateerd. Dikkere koperlagen zijn mogelijk door aanpassing van de procesparameters of aanvullende galvanische processen.
Om een uniforme koperdepositie te bereiken, moet bij het ontwerp van de lay-out rekening worden gehouden met het feit dat geleiderstructuren al dan niet volledig in het aardvlak moeten worden ingebed. De geleiderpaden of pads moeten centraal in een aardvlak worden geplaatst en op gelijke afstanden van elkaar. Als koperstructuren ongelijkmatig over de lay-out zijn verdeeld, treedt er vaak overmatige depositie op in de gebieden met een laag aardvlak. Dit leidt tot een kleinere afstand tussen de geleiders, wat mogelijk kan resulteren in elektrische storingen door kortsluiting, omdat de geleiders in feite aan elkaar smelten. Voor micro-vias (niet gevuld): Metallisatie in de boring ≥ 12 µm (richtlijn).
| Koperfolie µ | Elektrolytische koperafzetting | Uiteindelijke koperdikte |
| 18 µ | ca. 20 µm | ca. 35 µm |
| 35 µ | ca. 55 µm | |
| 50 µ | ca. 70 µm | |
| 70 µ | ca. 90 µm | |
| 85 µ | ca. 105 µm | |
| 105 µ | ca. 125 µm |
13.1. Beeldverhouding
Voor doorgaande gaten en verborgen via's De verhouding "materiaaldikte tot gatdiameter" is gedefinieerd. Deze wordt als volgt berekend: materiaaldikte gedeeld door de kleinste gatdiameter.
voorbeeld: 1,6 mm materiaaldikte gedeeld door 0,2 mm gatdiameter = 8
| Standaard | Spezial | Technische limiet |
|---|---|---|
| 8 | 10 | > 10 |
Deze waarde is zeer cruciaal voor de maakbaarheid van de printplaat, want hoe groter de aspectverhouding, hoe complexer het is om metallisatie in de gaten te bewerkstelligen.
Voor blinde via's en micro-via's De aspectverhouding wordt berekend als boordiepte (laagafstand) ÷ gatdiameter; limiet ≤ 1 : 1.
13.2. Microvulling (via-in-pad)
Deze technologie maakt het gelijktijdig vullen van blinde via's en het versterken van de doorgangsgaten mogelijk.
In HDI-circuits is er meestal onvoldoende ruimte om signalen via doorvoergaten naar verschillende lagen te leiden. Een ruimtebesparende oplossing is via-in-pad: blinde via's worden direct in SMD-pads geplaatst en na het boren met koper gevuld; het vlakke oppervlak vergemakkelijkt het soldeerproces. Voorbeeld (fijne pitch): BGA/CSP/flip-chip-zones met via-in-pad voor korte overgangen en een uniforme verdeling van de soldeerpasta. Door deze vulling vloeit er slechts een zeer kleine hoeveelheid soldeer in de resterende oppervlaktekuiltjes, waardoor een goede soldeerverbinding mogelijk is. Streefwaarde voor de oppervlaktekuiltjes: ≤ 25 µm (richtlijn volgens ZVEI). De maximale boordiameter is 0,15 mm.
13.3. Via plugging (harsvulling / VIPPO)
Het afdichten van zowel doorgaande als blinde via's met hars, gevolgd door overmetallisatie, is een alternatief voor microfilling; dit proces is echter complexer. Het vullen met hars met daaropvolgende overmetallisatie komt overeen met gevulde en overgemetalliseerde via-in-pad-oplossingen (VIPPO / IPC-4761 Type VII).
De voordelen ten opzichte van microfilling zijn dat zelfs doorlopende gaten van 0,1 mm tot 2 mm afgedicht kunnen worden. De materiaaldikte mag niet kleiner zijn dan de boordiameter.
14. Oppervlakteafwerking
Momenteel kunnen wij de volgende afwerkingen voor u realiseren:
- Heteluchtvertinnen loodvrij (HAL) – Sn / 0,3 Ag / 0,7 Cu / 0,02 Ni
- Stroomloos nikkelgoud (ENIG) – 99,9 Au
- Stroomloos nikkel-palladiumgoud (ENEPIG)
- Chemisch tin (chemisch Sn)
- Chemisch zilver (chemisch Ag)
- Organische aanslagbescherming (OSP)
- Gegalvaniseerd nikkelgoud (hard en bond goud) – hard 99,8 Au / zacht 99,99 Au
Eigenschappen van de verschillende eindoppervlakken:
| HAL | ENIG | ENEPIG | chem. sn | chem. Ag | OSP | galv. Au | |
| Laagdikte µ | <10 | 0,05-0,12 Au 4-8 Ni | 0,03-0,10 Au 3-7 Ni 0,08-0,30 pd | 0,80-1,20 | 0,15-0,45 | 0,02-0,06 | 0,80-5,00 |
| Vlakheid | + | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ | ++ |
| Opslagcapaciteit stabiele omstandigheden | < 12 maanden | < 12 maanden | < 12 maanden | < 6 maanden | < 6 maanden | < 6 maanden | < 12 maanden |
| Meerdere soldeermogelijkheden | ++ | ++ | ++ | voorwaardelijk* | + | o | ja (zacht) |
| Reactiveerbaar | ja | voorwaardelijk* | voorwaardelijk* | ja | geen | ja | geen |
| Al-draadverbindingen | geen | ja | ja | geen | voorwaardelijk* | geen | ja (zacht) |
| Au-draadverbindingen | geen | geen | geen | geen | geen | geen | ja (zacht) |
| Drukknopcontact | geen | ja | ja | geen | geen | geen | ja |
| Press-in-technologie | ja | geen | geen | ja | ja | geen | geen |
*Slechts in beperkte mate en onder specifieke omstandigheden mogelijk.
15. Druktechnieken
15.1. Serialisatie
Om ervoor te zorgen dat printplaten duidelijk herkenbaar zijn, kan er ook worden gekozen voor een geïndividualiseerde etikettering van de afzonderlijke printplaten binnen een serie. Deze markering wordt automatisch aangebracht (directe belichting van de structuren of printen van de assemblage) in witte kleur en kan bestaan uit statische informatie (bijvoorbeeld productiedatum, datumcode, enz.) en opeenvolgende nummering in chronologische volgorde en kan worden weergegeven in machinaal leesbare formaat in de volgende formaten:
- 1D- en 2D-barcodes, datamatrix, QR-codes.
15.2. Markering afdrukken/montage afdrukken
Om onderbrekingen of onduidelijkheden binnen het lettertype te voorkomen, mag de lijnbreedte van de markeringsafdruk niet minder zijn dan 130 µ en de letterhoogte niet kleiner dan 1000 µ. De soldeeroppervlakken moeten rondom minimaal 250 µ vrij zijn van de markeringsafdruk, anders is een onrein printbeeld en het aandrukken van de soldeeroppervlakken mogelijk.
| Standaard µ | Speciaal µ | Technische limiet µ | |
| Afstand afdrukafbeelding tot blok | 200 | 150 | 100 |
| Afstand van afgedrukte afbeelding tot gaten | 200 | 150 | 100 |
| lijnbreedte | 130 | 100 | 75 |
| Lettergrootte | 1000 | 750 | 500 |
| Nauwkeurigheid van registratie | +/- 200 µ | +/- 150 µ | +/- 70 µ |
15.3. Koolstofafdruk
| Standaard µ | Speciaal µ | Technische limiet µ | |
| Afstand tussen de koolstofoppervlakken | 500 | 400 | 300 |
| Minimale breedte van het koolstofoppervlak | 700 | 600 | 500 |
| Nauwkeurigheid van registratie | +/- 250 µ | +/- 200 µ | +/- 150 µ |
15.4. Afpelbare vernis
De laagdikte van de peel-off lak bedraagt ca. 500 µm.
Gaten die bedekt zijn met afbladderende verf mogen niet groter zijn dan 1,8 mm.
| Standaard | Spezial | Technische limiet | |
|---|---|---|---|
| Maximale spanbare diameter | 1,8 mm | 2,0 mm | 2,6 mm * |
| Minimale breedte | 6 mm | 5 mm | 4 mm |
| Nauwkeurigheid van registratie | +/- 300 µ | +/- 250 µ | +/- 200 µ |
16. Contourverwerking
Wij boren, frezen en scoren uw printplaten volgens uw specificaties en wensen. Het type mechanische bewerking hangt af van uw individuele specificaties. In ons boor- en freescentrum werken wij met moderne, volautomatische CNC boor- en freesmachines. Deze technieken maken bewerkingen mogelijk binnen de DIN 7168 “medium” (gemiddelde nauwkeurigheid) en “fine” (precieze nauwkeurigheid) normen.
Indien er in een soldeeroog niet-verzinkte gaten worden aangebracht, dient dit minimaal 500 µ groter te zijn dan het gat. Anders kunnen soldeerpads worden verwijderd.
Als er geen informatie is over het type gaten voor plated-through printplaten, bepalen wij onafhankelijk en naar beste weten welke gaten wel en welke niet zijn geplateerd.
Als er boor- of maatplannen worden verstrekt die niet overeenkomen met de boorprogramma's of de contour volgens de lay-outgegevens, zijn de boorprogramma's en de contour volgens de lay-outgegevens in ieder geval bindend voor de productie.
Tenzij anders vermeld, is het middelpunt (=middelvector) van de contourlijnen in de lay-outgegevens bepalend voor de contour van de printplaat. Als sleuffrezen (sleuven) worden weergegeven door rechthoekige contouren, gaan we ervan uit dat de hoekradius is inbegrepen.
| Formaat mm | Middelgrote mm | Fijne mm |
|---|---|---|
| 0,5-6 | + / - 0,10 | + / - 0,05 |
| 6-30 | + / - 0,20 | + / - 0,10 |
| 30-120 | + / - 0,30 | + / - 0,15 |
| 120-400 | + / - 0,50 | + / - 0,20 |
| 400-1.000 | + / - 0,80 | + / - 0,30 |
16.1. Scoren (kerffrezen)
| Materiaaldikte mm | Afstand tussen geleiderbanen en contour mm |
|---|---|
| bis 1,00 | 0,45 |
| 1,10 - 1,60 | 0,50 |
| 1,70 - 2,00 | 0,70 |
| 2,10 - 2,50 | 0,80 |
| 2,60 - 3,20 | 1,00 |
Indien voor de contour geen plustolerantie is toegestaan, moet bij de hierboven genoemde “afstand tussen geleidersporen en contour” de gewenste mintolerantie worden opgeteld.
16.2. Frezen
Als alternatief voor het frezen bieden wij contourfrezen aan. Het voordeel ten opzichte van rillen is dat de buitencontouren in de meest bijzondere vormen en uitsparingen zijn verwerkt zoals rond, ovaal, golfvorm, zigzag etc.
Let bij het frezen op:
- Indien de levering in freesvorm dient plaats te vinden, is standaard een afstand tussen de printplaten van 2,0 mm voldoende om freesstaven tussen de afzonderlijke printplaten te kunnen plaatsen.
- Indien de levering niet in een paneel plaatsvindt dient er rekening gehouden te worden met een afstand van minimaal 8,0 mm van bord tot bord om uiteindelijk de printplaten te kunnen scheiden.
16.3. Diepfrezen en boren/verzinken van gaten
Frezen en boren met een gedefinieerde Z-as wordt uitgevoerd volgens uw tekeningspecificaties. Verzinkboren worden standaard vervaardigd met 45° of 30°. De specificaties hiervoor zijn individueel in te stellen.
16.4. Combinatie frezen en voorritsen
In sommige gevallen is het zinvol om zowel frezen als scoren te combineren om het beste compromis tussen kosten en materiaalverlies te bereiken. Onze CNC-machines zijn in staat deze combinaties nauwkeurig uit te voeren.
16.5. Afschuiningen
Voor een eenvoudigere montage van steekcontacten (bijv. PCI-stekkers) is een randafschuining van 45° of 30° op verschillende dieptes mogelijk.
16.6. Metallisatie van de randen
Om flankcontacten te realiseren kunnen wij speciale randmetallisatie uitvoeren (bijvoorbeeld zijbeplating of raatgaten). Dit is vooral handig wanneer een verbeterde elektrische geleidbaarheid of afscherming vereist is.
16.7. Semiflex
17. Toleranties op het gebied van boren en frezen
| Vergulde gaten (PTH) | Standaard mm | Speciale mm | Technische limiet mm | |
| kleinste boordiameter | 0,35 | 0,15 | 0,10 | |
| grootste boordiameter | 6,00 | 6,00 | 6,00 | |
| Kleinste afstand tussen boorraaklijnen* | 0,20 | 0,15 | 0,075 | |
| Kleinste afstand van gatraaklijn tot geleiderspoor* | Buitenste lagen | 0,20 | 0,15 | 0,075 |
| binnenste lagen | 0,25 | 0,20 | 0,10 | |
Oppervlakte hete lucht nivelleren vertinning Tolerantie | Uiteindelijke diameter <= 6 mm | + 0,10 / -0,05 | + 0,09 / -0,06 | + 0,08 / -0,05 |
| Einddiameter > 6 mm gefreesd | + 0,14 / -0,05 | + 0,10 / -0,05 | + 0,08 / -0,05 | |
Oppervlakte OSP/ENIG/chemisch tin/zilver Tolerantie | Uiteindelijke diameter <= 6 mm | +0,10 | + 0,05 / -0,05 | +0,10 |
| Einddiameter > 6 mm gefreesd | + 0,12 / -0,02 | + 0,06 / -0,06 | +0,10 |
| Tolerantie van de gatpositie van doorgeplateerde gaten ten opzichte van niet-geplateerde gaten en ten opzichte van de contour | +/- 0,20 | +/-0,07 ** | +/-0,05 *** |
| Niet-doorgaande gaten (NPTH) | Standaard mm | Speciale mm | Technische limiet mm | |
| kleinste boordiameter | 0,40 | 0,20 | 0,15 | |
| grootste boordiameter | 6,40 | 6,40 | 6,40 | |
| Kleinste afstand tussen boorraaklijnen* | 0,20 | 0,15 | 0,10 | |
| Kleinste afstand van gatraaklijn tot geleiderspoor* | Buitenste lagen | 0,20 | 0,15 | 0,05 |
| binnenste lagen | 0,25 | 0,20 | 0,10 | |
| Tolerantie | Uiteindelijke diameter <= 2 mm | +/- 0,05 | +/- 0,03 | +/- 0,03 |
| Einddiameter 2 <= 6 mm | + 0,1 / -0,05 | +/- 0,05 | +/- 0,03 | |
| Einddiameter > 6 mm gefreesd | + 0,1 / -0,05 | +/- 0,06 | +/- 0,04 |
**afhankelijk van de gatdiameter
***op voorwaarde dat het boorproces wordt uitgevoerd in een machinale opspanning (tenting)
18. Opslag
18.1. Vochtigheid
Door de epoxyhars in het basismateriaal van de printplaten zijn ze (vooral meerlagen) extreem hydrofiel; dat wil zeggen dat het in de lucht opgeloste watermolecuul door het materiaal wordt geabsorbeerd. Afhankelijk van de omgevingsomstandigheden worden vochtbalansen in materialen tot stand gebracht. Onder opslagomstandigheden van bijvoorbeeld 20 graden Celsius en 35 procent luchtvochtigheid kan al na 12 dagen een vochtopname van 0,12 procent (in gewichtsprocent van de epoxyhars) worden geregistreerd. Cruciaal hierbij is dat naarmate de vochtopname toeneemt, ook de gasdruk binnen de printplaat toeneemt, wat wordt veroorzaakt door de hoge temperaturen tijdens het soldeerproces. Als de vochtopname groter is dan 0,17 procent, wordt een kritische gasdruk van 8 - 10 bar bereikt, waarbij delaminatie en belvorming kan optreden. Epoxyhars kan tot 0,5% vocht opnemen.
Om er zeker van te zijn dat het vochtgehalte en de lijmverbinding van het materiaal perfect zijn, voeren wij na het vervaardigen van meerlaagse printplaten een delaminatietest uit met een proefstuk.
Om de vochtopname verder te voorkomen of te verminderen, raden wij ten zeerste de volgende punten aan:
Lagergebung
PCB's moeten tot kort voor het solderen/verwerken in een constant verwarmde omgeving onder gecontroleerde omstandigheden worden bewaard, bij voorkeur in verduisterde ruimtes. Door klimaatveranderingen wordt een gecontroleerde opslagomgeving steeds belangrijker om de kwaliteit van de printplaten te behouden. Vocht- en temperatuurschommelingen moeten tot een minimum worden beperkt en de verpakking van de printplaten moet vóór verwerking op integriteit worden gecontroleerd.
We raden ten zeerste aan dat u de volgende omstandigheden in de opslagomgeving handhaaft om de vochtopname te minimaliseren:
Kamertemperatuur 18-21°C
- relatieve vochtigheid < 50%
verpakking
Opslag vindt bij voorkeur plaats in gesloten containers. Wij willen u erop wijzen dat er geen betrouwbare bescherming tegen vocht bestaat vanwege de waterdampdoorlaatbaarheid van polyethyleen zakken. Om de bescherming te verbeteren, bieden wij ook aan om de printplaten in DRY-SHIELD-beschermzakken te verpakken. Ook is het mogelijk om ze vacuüm te sealen en/of te voorzien van indicatoren en dry bags. De beschermfolies/zakken mogen pas kort voor het solderen/bewerken worden verwijderd. Wij adviseren de resterende hoeveelheden opnieuw te vacumeren, of in ieder geval goed af te sluiten met plakband of door de folie tussen de printplaten te klemmen en in dozen te bewaren om tocht te voorkomen.
Lagere tijd
De opslagtijd van printplaten moet zo kort mogelijk zijn en het verbruik moet de ‘first-in, first-out’-regel volgen. Bij opslagtijden van meer dan 3 maanden (op basis van de productieperiode) is het moeilijk te voorspellen op welk punt vochtopname tot problemen kan leiden tijdens het solderen/verwerken vanwege een grote verscheidenheid aan beïnvloedende parameters zoals lay-out, laagstructuur, etc. Om een betrouwbaar bewijs van de opslagtijd te garanderen, kunnen wij in overleg een productiedatum/datumcode op de printplaten aanbrengen. Houd er rekening mee dat de houdbaarheid mede afhankelijk is van de gekozen uiteindelijke ondergrond. Richtwaarden vindt u in het gedeelte Oppervlakteafwerking van dit document. Gebruik altijd eerst geopende verpakkingen.
18.2. Soldeertest
Printplaten die al enkele maanden opgeslagen zijn en waarvan de transportomstandigheden onduidelijk zijn (vervoer van goederen door expediteurs onder alle weers- en temperatuuromstandigheden) moeten vóór verdere verwerking zeker aan een soldeertest worden onderworpen.
18.3. Voorconditioneren/drogen
Om het opgenomen vocht te verminderen, ongeacht de uitkomst van een soldeertest, raden wij aan de goederen in een oven te drogen, waarbij de printplaten bij voorkeur verticaal in een rek worden gedroogd. Als u de printplaten langer dan vier maanden bij ons bewaart (bijvoorbeeld bij bestelling op afroep), zullen wij deze zeker drogen voor levering.
| Graden °C | Droogtijd |
| 120 | 4 uur |
| 110 | 6 uur |
| 100 | 8 uur |
Als drogen mogelijk is in een vacuümoven bij 50 mbar, kan de temperatuur met ongeveer 20 °C worden verlaagd en de tijd met ongeveer 30 minuten. Dit proces is voordelig voor het gevoelige “chemische tin”-oppervlak. Vervolgens moet met enkele proefstukken worden bepaald of het soldeer nog voldoende bevochtigt; anders moet het chemische tin worden ververst.
Na het drogen moet de verwerking van de printplaten onmiddellijk beginnen, omdat de hydrofiele eigenschappen van de printplaat behouden blijven. De tijd tussen de verschillende soldeerprocessen moet zo kort mogelijk worden gehouden en mag niet meer dan 8 uur bedragen. Dit is de enige manier om overmatige vochtopname in onbeschermd materiaal te voorkomen. Gedroogde en getemperde printplaten raken kortstondig verzadigd met water uit de omgevingslucht.
18.4. Productspecifieke eisen
De in de voorgaande paragrafen genoemde waarden zijn richtwaarden.
- De verschillende soldeerprocessen en profielen veroorzaken verschillende spanningen. De thermische belasting bij convectieovens is niet zo hoog als bij infraroodovens of stoomfasen.
- Als de aanbevolen opslagomstandigheden niet consistent kunnen worden gehandhaafd, zal het materiaal meer water opnemen dan onder constante omstandigheden mogelijk is. Verpakken in DRY-SHIELD-beschermzakken kan hierbij helpen.
- als de lay-out grote, gesloten koperoppervlakken bevat, zal het vocht langer nodig hebben om te ontsnappen.
- de meerlaagse structuur. Zie: 10.2. Rekening houden met fysieke beïnvloedende factoren.
V12052026