Technische Lieferbedingungen (TLB), Empfehlungen und Design Rules für Leiterplatten
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Technische Lieferbedingungen (TLB)
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Technical delivery terms (TLB)
Übersicht
1. Produkte
Unsere Produktpalette umfasst einseitige Leiterplatten, doppelseitige Leiterplatten und durchkontaktierte Leiterplatten, Multilayer mit bis zu 24 Lagen sowie semiflexible Leiterplatten vom Prototyp bis zur (Groß-) Serie. Unsere Prozesse sind darauf ausgelegt, höchste Qualität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. PRECOPLAT ist Ihr kompetenter Leiterplattenhersteller in Deutschland.
Für mittelgroße und große Serien von bis zu 25 m² pro Auftrag bieten wir einen Eildienst an, der wie folgt, realisiert werden kann:
Unser Service beginnt mit dem technischen Support und führt bis zur Integration in das Supply Chain Management unserer Kunden. Dabei berücksichtigen wir jede einzigartige Spezifikation und individuelle Anforderung.
2. Daten
Unsere CAM-Mitarbeiter sorgen für die Umsetzung Ihrer Layouts bis zur fertigen Leiterplatte.
Falls Sie die Dateien in den beschriebenen Formaten nicht erzeugen können, wenden Sie sich bitte an unser Vertriebsteam.
In folgenden Formaten können Sie uns Ihre Fertigungsdaten übermitteln:
2.1. Layoutdaten
- Extended Gerber 274x (Standard)
- Gerber 274
- Eagle
- Autodesk Fusion 360
- ODB++
2.2. Bohr- und Fräsdaten
- Excellon (Standard)
- Drillfile in Sieb & Meyer Format 3000
Mechanische Zeichnungen können auch in HPGL- oder DXF-Format übermittelt werden.
3. Design Rule Check
Alle an uns gelieferten Daten werden durch einen Standard Design Rule Check sowie kundenspezifische DFM-Funktionen auf ihre Herstellbarkeit geprüft. Sollte diese nicht gegeben sein, setzen wir uns umgehend mit Ihnen in Verbindung.
4. Qualität
4.1. Qualitätsstandards
Wir stellen Leiterplatten gemäß der Norm IPC-A-600 Klasse 2 oder Klasse 3 her.
Darüber hinaus können wir auch nach den folgenden Standards produzieren:
- PERFAG 1
- PERFAG 2
- PERFAG 3
- IPC-SM-840
- IPC-R-700
- IPC-A-600
- IPC-6012
- IPC-2221
4.2. Qualitätssicherung
Wir erfüllen die UL®-Standards sowie die RoHS-Richtlinien und sind nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Produktionsparameter, Produktionsbedingungen und Rohstoffe werden mit kalibrierten Messgeräten bewertet und registriert.
Die Leiterplatten werden während des Produktionsverfahrens folgenden Tests unterzogen, um eine einwandfreie Qualität sicherzustellen:
zerstörungsfreie Prüfung
Bei automatischen und optischen Prüfungen halten wir uns an die Richtlinie IPC-A 600, Klasse 2. Spezifische Prüfverfahren können bei Bedarf jederzeit auch an andere Spezifikationen angepasst werden.
destruktives Testen
- Schliffbilderstellung,
- Adhäsionstest,
- Delaminationstest (Multilayer werden regelmäßig thermischen Schocktests unterzogen).
Dokumentation der Parameter
Automatische Erfassung und Speicherung folgender Parameter über mindestens 10 Jahre:
- Produktionsparameter,
- qualitätsgebundene Ergebnisse,
- Zeiterfassung, einschließlich der jeweiligen Mitarbeiter
X-Ray
Röntgenfluoreszenzspektrometrie zur Lagenregistrierung und Schichtdickenmessung.
5. Elektrische Prüfung
Bei der elektrischen Endprüfung werden Leiterplatten auf Unterbrechungen und Kurzschlüsse geprüft.
Die Gerberdaten des Auftraggebers werden in unser Prüfsystem geladen, woraus eine Netzliste generiert wird, die alle festgestellten Prüfpunkte enthält. Diese Testsysteme testen standardmäßig nach den folgenden Kriterien:
- auf Unterbrechung, falls > 10 Ohm Netzwerkwiderstand ermittelt werden
- auf Schluss, falls Widerstände < 10 MegOhm zwischen unabhängigen Nebenschlüssen erkannt werden
Folgende Testsysteme setzen wir ein:
5.1. Prüfadapter/Paralleltester
Anhand des Prüfprogramms werden Adapterplatten gebohrt und mit Prüfnadeln bestückt, welche auf die betreffenden Kontaktstellen ausgelenkt werden, um alle Endpunkte des elektronischen Netzes für den Prüfvorgang auf Schluss und Unterbrechung gleichzeitig zu erfassen. Parallel dazu werden alle Netze gegeneinander geprüft. Das Testergebnis wird anschließend mit der elektrischen Netzliste verglichen.
5.2. Fingertester (Flying Probe)
Alternativ kann der elektrische Test mit Hilfe eines Fingertesters durchgeführt werden. Die Kontaktpunkte der Leiterplatte werden mit Kontaktnadeln sequentiell anhand der zugrunde liegenden Netzliste kontaktiert und auf Schluss und Unterbrechung getestet. Dabei hängen Messnadeln an mechanisch beweglichen „Fingern“, welche die zuvor programmierten Testpositionen anfahren.
Bei allen Testverfahren werden die Leiterplatten, auf denen ein Kurzschluss oder eine Unterbrechung festgestellt wurde, automatisch von den eindeutig fehlerfrei geprüften Leiterplatten getrennt. Für fehlerhafte bzw. nicht eindeutig geprüfte Leiterplatten wird ein Fehlerprotokoll mit genauer Fehlerposition erstellt. Nach erfolgreicher Fehlerbehebung wird die Leiterplatte erneut einem vollständigen Prüfdurchlauf unterzogen.
6. Basismaterial
Das CAF (Conductive Anodic Filament) beständige FR4 Basismaterial gehört dauerhaft zu unserem Lagerbestand.
- in den Stärken von 0,5 bis 3,2 mm
- Kriechstromfestigkeitswerten (CTI) bis zu 600 Volt
- TG-Wert bis 170 Grad Celsius
Direkt verfügbar:
- FR4 TG 135°-140°; CTI 175-249 (Standard)
- FR4 TG 150°
- FR4 TG 170°
- FR4 CTI 250-399 PLC 2
- FR4 CTI 400-599 PLC 1
- FR4 CTI ≥ 600 PLC 0
- CEM1
- CEM3
Darüber hinaus beschaffen wir auf Anfrage weitere Basismaterialien verschiedener Stärken.
6.1. Materialeigenschaften
Die folgenden Werte gelten für eine Materialstärke ab 0,5 mm:
6.2. Kupferfoliendicke Standard (vor der galvanischen Aufkupferung)
6.3. Kupferkaschierte Laminate
7. Toleranzen für Verwindung und Verwölbung
Bitte beachten Sie, dass sich der Verwölbungswert überdurchschnittlich erhöht, wenn die Kupferverteilung auf der Leiterplatte lokal sehr unterschiedlich ist. Speziell bei Multilayern sollte direkt zu Beginn der Layout-Entwicklung ein symmetrischer Lagenaufbau geplant werden. Bei asymmetrischen Materialaufbauten können durch die unterschiedlichen Spannungen der Glasgewebequalitäten höhere Verwindungs- und Verwölbungswerte entstehen.
8. Verfügbare Fertigungsnutzen
Um wirtschaftlich und nachhaltig herzustellen, prüfen wir die bestmögliche Auslastung unserer Fertigungsnutzen und gleichen diese mit den am häufigsten verwendeten Leiterplattengrößen ab, um unnötigen Verschnitt zu vermeiden.
9. Leiterplattendicke
Wir können unterschiedliche Leiterplattendicken unabhängig von der Anzahl der Lagen verarbeiten.
Die Vorlaufzeiten für spezielle Materialdicken können variieren, falls das gewünschte Material nicht vorrätig ist.
10. Multilayer Lagen und Aufbauten
Multilayer bestehen aus Kupferlagen, Prepregs und Dünnlaminaten. Diese können völlig unterschiedlich kombiniert werden, sodass sich eine unendliche Vielfalt an Aufbaumöglichkeiten ergibt. Wir fertigen Multilayer mit bis zu 24 Lagen. Die Lagen können anschließend über Durchkontaktierungen zwischen den Außenlagen (Vias), von einer Außenlage zu einer Innenlage (Blind Vias bzw. Sacklochbohrungen) oder zwischen den Innenlagen (Buried Vias) miteinander verbunden.
Die am häufigsten verwendeten Lagenaufbauten finden Sie auf unserer Website im Download Center.
Natürlich können Sie sich bei Fragen auch gerne direkt an unser Vertriebsteam wenden. Spezielle Lagenaufbauten senden wir Ihnen gerne auf Anfrage zu.
Folgende Grundlagen sollten bei der Erstellung eines Multilayer-Layouts beachtet werden:
10.1. Symmetrie
Bereits beim ersten Entwurf sollte ein symmetrischer Materialaufbau geplant werden, der identische Dünnlaminate und Prepregtypen in gleicher Reihenfolge berücksichtigt. Dadurch werden unter anderem Verwindung und Verwölbung (Spannungen, die durch thermische und mechanische Einwirkung während des Bearbeitungsprozesses und der Nutzung freigesetzt werden) deutlich reduziert.
10.2. Berücksichtigung physikalischer Einflussgrößen
- Durchschlagsfestigkeit der Lagen zueinander
- Permittivität ε (dielektrische Leitfähigkeit) / „Dk“ des Basismaterials (auch Dielektrizitätskonstante) mit Verlustfaktor „Df"
- Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt
Durchschlagsfestigkeit
Wir machen darauf aufmerksam, dass sich die Testverfahren zur Bestimmung der Durchschlagsfestigkeit nach IPC-Norm auf unkaschierte Materialien beziehen. Die Durchschlagsfestigkeit eines kompletten Multilayers wird dabei nicht berücksichtigt. Daher empfehlen wir einen ausreichenden Sicherheitsabschlag.
Wir raten zu Beginn der Layoutgestaltung Ihres Multilayers, sich an den Bestimmungen der IEC, VDE und UL® Standards zu orientieren, die Vorgaben für ausreichende Isolation zwischen benachbarten Leitern enthalten.
Permittivität ε
Die Dicke und Qualität des Dielektrikums (Prepreg) zwischen den Kupferlagen beeinflussen die Kapazität und Impedanz der Leiterplatte.
Physikalische Werte der gängigen FR4-Prepregs:
Physikalische Werte der gängigen FR4-Dünnlaminate:
Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt
Bitte planen Sie folgende Toleranzen ein:
- Der Dk Wert steigt um ca. 17% nach Feuchtigkeitsaufnahme für typische Standard FR4.
- Der Df Wert steigt um ca. 12% nach Feuchtigkeitsaufnahme für typische Standard FR4.
Beachten Sie, dass auch thermischer Stress, wie z.B. durch Lötvorgänge und thermische Zyklen, welche die Leiterplatte während der Fertigung und Nutzung erfährt, Auswirkungen auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Materials haben kann. Eine erhöhte Temperatur führt zur thermischen Ausdehnung, was zu mechanischen Spannungen und potenziellen Defekten wie Delamination oder Mikrorissen führen kann. Diese Effekte können die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Leiterplatte beeinträchtigen. Daher sollten bei der Planung des Multilayer-Aufbaus auch die thermischen Belastungen berücksichtigt werden, denen die Leiterplatte im Einsatz ausgesetzt sein wird.
Ein durchdachter Lagenaufbau und die Wahl von geeigneten Materialien können helfen, thermische Spannungen zu minimieren und die Lebensdauer der Leiterplatte zu verlängern:
- Hochtemperaturbeständige Materialien: Hochwertige Prepregs und Laminate von den besten Herstellern halten thermischen Belastungen besser stand.
- Verstärkte Prepregs: Prepregs mit hohem Glasanteil bieten bessere mechanische Eigenschaften und höhere thermische Stabilität.
- Symmetrischer Aufbau: Ein symmetrischer Lagenaufbau hilft, mechanische Spannungen gleichmäßig zu verteilen und Verwindungen zu minimieren.
- Optimierte Schichtdicken: Planen Sie die Dicken der Prepregs und Laminate so, dass die thermische Ausdehnung minimiert wird.
- Ausreichende Abstände: Stellen Sie sicher, dass ausreichend Platz zwischen den Kupferlagen vorhanden ist, um thermische Ausdehnung aufzunehmen und Delamination zu vermeiden.
Durch die sorgfältige Berücksichtigung dieser Faktoren können Sie die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit Ihrer Multilayer-Leiterplatten erheblich verbessern.
Bei weiteren Fragen melden Sie sich gerne bei unserem Vertrieb oder unserer Arbeitsvorbereitung. Diese können Ihnen auch Lagenaufbauten-Muster zur Verfügung stellen.
11. Leiterbilderstellung
Das lithographische Limit bei der Auflösung von Leiterbildern (Track/Gap) ist bei den bei uns eingesetzten Belichtungssystemen die Dicke des zu belichtenden Trockenresists. Hat dieser eine Stärke von 50 µ, so ist die maximal feinste mögliche Auflösung ebenfalls 50 µ. Weiterhin limitierend wirken physikalische Prozesse in den nachfolgenden Galvanisier- und Ätzprozessen. Je höher die Kupferendstärke, desto höher ist demzufolge der Unterätzungsgrad an den Flanken, der in den Belichtungsparametern kompensiert werden muss.
Grundsätzlich ist die Reproduzierbarkeit eines Layouts abhängig von der Gestaltung desselbigen und von der Stärke des Kupferaufbaus. Zu beachten sind auch die technischen Restriktionen der Lötstopplack-Erstellung. Hier sind bei der Layouterstellung und -bearbeitung notwendige Fragen hinsichtlich der Überdeckung, Unterdeckung oder gar Freistellung der Leiterflanken und Isolationsflächen.
12. Lötstoppmaske
Beim fototechnischen Lötstopplackverfahren wird die Oberfläche in ein fotosensitives Polymer eingebettet. Die chemische Vernetzung der Polymere wird durch die definierte Belichtung erreicht; alle nicht belichteten Zonen werden selbst im Micrometerbereich konturenscharf herausentwickelt. Um die geforderten elektro-physikalischen Eigenschaften des Lackes zu erreichen, erfolgt anschließend ein UV-Bump, quasi eine „Verglasung“ der Lackoberfläche zwecks Reduzierung der ionischen Kontamination, und die thermische Endaushärtung.
Bei der Lötstopplackbeschichtung können auf Wunsch die Lötaugen der Viabohrungen zugedruckt werden. Das Verschließen der Viabohrungen (Via-Plugging) kann hiermit allerdings nicht garantiert werden (ungeeignet für Vakuumtester).
Ist ein Verschließen der Viabohrung jedoch unbedingt erforderlich, so erfolgt dieser Prozess in einem gesonderten Verfahren, bei dem speziell die betreffenden Bohrungen mit Lack beschichtet und verschlossen werden.
Bis zu einem Lochdurchmesser von 0,45 mm ist das Verschließen mit Standardlacken möglich. Bei größeren Lochdurchmessern ist ein spezieller Lack oder eine Harzverfüllung erforderlich.
12.1. Parameter Lötstopplacke
Wir verwenden ausschließlich Lötstopplacke auf Epoxydharzbasis, da diese zusätzlich die Kriechstromfestigkeit auf der Oberfläche der Leiterplatten verbessern.
Bei der Erstellung von Lötstoppmasken sind Lötstopp-Freistellungen im Verhältnis 1:1 zu den Pads, also ohne Aufweitung (Oversizing) zu berücksichtigen. Die für die Fertigung erforderliche Aufweitung berechnen wir selbst.
Folgende Lötstopplackfarben sind möglich:
- grün (Standard)
- blau
- schwarz
- rot
- weiß
TOP/BOTTOM können unterschiedlich lackiert werden.
13. Galvanisches Kupferabscheidungsverfahren
Die Dicke der Aufkupferung ist abhängig von der Expositionszeit und der Stromstärke im Galvanikbad.
Grundsätzlich wird während des Prozesses eine Abscheidung von 20 μ bis 25 μ Kupfer auf der Oberfläche und in den durchzukontaktierenden Bohrungen aufgebracht. Dickere Kupferschichten sind durch Anpassung der Prozessparameter oder zusätzlicher galvanischer Prozesse möglich.
Um eine gleichmäßige Kupferabscheidung erzielen zu können, sollte beim Entwurf des Layouts berücksichtigt werden, dass Leiterbahnstrukturen entweder möglichst gar nicht in Masse oder vollständig in Masse eingebettet sind. Die Leiterbahnführungen bzw. Pad-Positionierungen sollten mittig innerhalb einer Masse-Einbettung und in gleichen Abständen zueinander erfolgen. Sind Kupferstrukturen im Layout ungleichmäßig verteilt, so kommt es in den „massearmen“ Regionen zu einer tendenziellen Überabscheidung. Diese führt zu einer Verminderung der Leiterbahnabstände bis zum elektrischen Ausfall durch Kurzschluss, da die Leiterbahnen regelrecht zusammenwachsen.
13.1. Aspect Ratio
Mit dem „Aspect Ratio” wird das Verhältnis „Materialstärke zu Lochdurchmesser“ definiert.
Es wird wie folgt ermittelt: Materialstärke dividiert durch den kleinsten Lochdurchmesser.
Beispiel: 1,6 mm Material-stärke dividiert durch 0,2 mm Lochdurchmesser = 8
Die Leistungsfähigkeit der elektrolytischen Kupferabscheidung wird im Aspect Ratio, dem Verhältnis vom Durchmesser einer Bohrung zur kontaktierbaren Tiefe dieser Bohrung, ausgedrückt.
Dieser Wert ist für die Herstellbarkeit der Leiterplatte sehr entscheidend, denn je größer das Aspect Ratio, desto aufwändiger ist es eine Metallisierung in den Löchern herzustellen.
13.2. Microfilling (Via-in-Pad)
Mit dieser Technologie wird das gleichzeitige Füllen von blind vias sowie das Verstärken der Durchgangsbohrungen ermöglicht.
Bei HDI-Schaltungen verbleibt meist nicht ausreichend Raum, um die Signale per durchgehenden Bohrungen auf verschiedene Lagen zu führen. Eine platzsparende Lösung liegt darin, blind vias in SMD-Pads zu positionieren, die nach dem Bohren mit Kupfer verfüllt werden. Aufgrund dieser Verfüllung fließt eine nur sehr geringe Lotmenge in die verbleibende „Oberflächendelle“ (dimple) und ermöglicht eine bestimmungsgemäße Lötstelle. Der maximale Bohrdurchmesser und die maximale Bohrtiefe beträgt 0,15 mm.
13.3. Via plugging per Harzverfüllung (auch für Via-in-Pad-Technologie geeignet)
Das Verschließen sowohl von durchgehenden als auch von blind vias mit Harz verbunden mit der anschließenden Übermetallisierung ist eine Alternative zum Microfilling, jedoch ist dieses Verfahren prozesstechnisch aufwändiger.
Die Vorteile gegenüber dem Microfilling sind, dass
- auch durchgehende Bohrungen von 0,1 mm bis zu 2 mm verschlossen werden können; die Materialstärke darf aber nicht kleiner als der Bohrdurchmesser sein.
- ein planares Verschließen der Bohrungen möglich ist; es verbleibt keine Delle (dimple) im Pad.
14. Oberflächenveredelung
Derzeitig können wir für Sie die folgenden Endoberflächen realisieren:
- Heißluftverzinnung bleifrei (HAL) – Sn / 0,3 Ag / 0,7 Cu / 0,02 Ni
- Chemisch Nickel-Gold (ENIG) – 99,9 Au
- Chemisch Nickel-Palladium-Gold (ENEPIG)
- Chemisch Zinn (chem. Sn)
- Chemisch Silber (chem. Ag)
- Organischer Anlaufschutz (OSP)
- Galvanisch Nickel-Gold (Hart- und Bondgold) – hart 99,8 Au / soft 99,99 Au
Eigenschaften der verschiedenen Endoberflächen:
15. Drucktechniken
15.1. Serialisierung
Um eine eindeutige Identifizierbarkeit von Leiterplatten zu gewährleisten, ist innerhalb einer Serie auch eine individualisierte Kennzeichnung der einzelnen Leiterplatten wählbar. Diese Kennzeichnung wird automatisiert (Direktbelichtung der Strukturen oder Bestückungsdruck) in weißer Farbe aufgebracht und kann sich aus statischen Informationen (bspw. Produktionsdatierung, Datecode, etc.) und fortlaufenden Nummerierungen in chronologischer Abfolge zusammensetzen und sich in folgenden Formaten maschinenlesbar darstellen lassen:
- 1D & 2D Barcodes, Data Matrix, QR-Codes.
15.2. Kennzeichnungsdruck / Bestückungsdruck
Um Unterbrechungen oder Verschleierungen innerhalb des Schriftbildes zu vermeiden, sollte die Strichstärke des Kennzeichnungsdrucks nicht unter 130 µ und die Schrifthöhe nicht kleiner als 1000 µ gewählt werden. Die Lötflächen sollten mindestens 250 µ umlaufend vom Kennzeichnungsdruck freigestellt werden, da anderenfalls ein unsauberes Druckbild und ein Andruck der Lötflächen möglich ist.
15.3. Carbondruck
15.4. Abziehlack
Die Schichtstärke des Abziehlacks beträgt ca. 500 µ.
Löcher, die mit Abziehlack überspannt werden, sollten eine Größe von 1,8 mm nicht überschreiten.
16. Konturbearbeitung
Wir bohren, fräsen und ritzen Ihre Leiterplatten nach Ihren Angaben und Wünschen. Die Art der mechanischen Bearbeitung ist abhängig von Ihren individuellen Spezifikationen. In unserem Bohr- und Fräszentrum arbeiten wir mit modernen vollautomatischen CNC-Bohr- und Fräsmaschinen. Diese Techniken ermöglichen eine Bearbeitung innerhalb der Norm DIN 7168 „mittel“ (mittlere Genauigkeit) und „fein“ (präzise Genauigkeit).
Sind nicht-durchkontaktierte Bohrungen in einem Lötauge positioniert, muss dieses mindestens 500 µ umlaufend größer sein, als die Bohrung. Anderenfalls können Lötaugen entfernt sein.
Ist bei durchkontaktierten Leiterplatten keine Angaben über die Art der Bohrungen vorhanden, legen wir nach bestem Wissen selbständig fest, welche Bohrungen durchkontaktiert und welche nicht durchkontaktiert werden.
Wenn Bohr- oder Maßpläne beigestellt werden, die nicht mit den Bohrprogrammen oder der Kontur gemäß der Layoutdaten übereinstimmen, sind für die Fertigung in jedem Falle die Bohrprogramme und die Kontur gemäß der Layoutdaten verbindlich.
Sofern nicht anders angegeben, ist für die Kontur der Leiterplatte der Mittelpunkt (= Mitte Vektor) der Konturlinien in den Layoutdaten maßgeblich. Werden Schlitz Fräsungen (Slots) durch rechteckige Konturen dargestellt, gehen wir davon aus, dass der Eckradius enthalten ist.
16.1. Ritzen (Kerbfräsen)
Falls für die Kontur keine Plustoleranz zulässig ist, muss die gewünschte Minustoleranz zu den oben genannten Werten „Abstand Leiterbahnen zur Kontur“ hinzuaddiert werden.
16.2. Fräsen
Alternativ zum Ritzen bieten wir Konturfräsungen an. Vorteil gegenüber dem Ritzen ist, dass die Außenkonturen dabei in den speziellsten Formen und Ausbrüchen wie beispielsweise rund, oval, Wellenform, zickzack etc. bearbeitet werden.
Beim Fräsen ist zu beachten:
- Soll die Lieferung im Fräsnutzen erfolgen, ist im Standard ein Abstand der Leiterplatten zueinander von 2,0 mm ausreichend, um Frässtege zwischen den Einzelplatinen platzieren zu können.
- Soll die Lieferung nicht im Nutzen erfolgen, muss ein Abstand von mindestens 8,0 mm von Platine zu Platine berücksichtigt werden, um die Leiterplatten letztlich vereinzeln zu können.
16.3. Tiefenfräsen- und bohren / Senkbohrungen
Das Fräsen und Bohren mit definierter Z-Achse wird gemäß Ihren Zeichnungsvorgaben ausgeführt. Senkungen werden im Standard mit 45° oder 30° hergestellt. Die Spezifikationen hierfür können individuell festgelegt werden.
16.4. Fräsen und Ritzen Kombination
In einigen Fällen ist es sinnvoll, sowohl das Fräsen als auch das Ritzen zu kombinieren, um den besten Kompromiss zwischen Kosten und Materialverlust zu erreichen. Unsere CNC-Maschinen sind in der Lage, diese Kombinationen präzise umzusetzen.
16.5. Fasen
Für die einfachere Montage von Steckkontakten (z.B. PCI-Stecker) ist das Kantenfasen mit 45° oder 30° in unterschiedlicher Tiefe möglich.
16.6. Kantenmetallisierung
Um Flankenkontakte zu realisieren, können wir spezielle Kantenmetallisierungen (z.B. side plating oder castellated holes) herstellen. Dies ist besonders nützlich, wenn eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit oder Schirmung erforderlich ist.
16.7. Semiflex
17. Bohr- und Frästoleranzen
**abhängig von dem Lochdurchmesser
***vorausgesetzt, der Bohrvorgang wird in einer Maschinenaufspannung durchgeführt (tenting)
18. Lagerung
18.1. Luftfeuchtigkeit
Aufgrund des Expoxidharzes im Basismaterial der Leiterplatten, sind diese (insbesondere Multilayer) extrem hydrophil; d.h. das in der Luft gelöste Wassermolekül wird vom Material aufgenommen. Abhängig von den Umgebungskonditionen stellen sich in Materialien Feuchtigkeits-Gleichgewichte ein. Bei Lagerbedingungen von beispielsweise 20 Grad Celsius und 35 Prozent Luftfeuchtigkeit ist bereits nach 12 Tagen eine Feuchtigkeitsaufnahme von 0,12 Prozent (in Gewichtsprozent des Epoxidharzes) zu verzeichnen. Entscheidend hierbei ist, dass mit zunehmender Feuchtigkeitsaufnahme auch der Gasdruck innerhalb der Leiterplatte zunimmt, der durch die hohen Temperaturen im Lötvorgang entsteht. Überschreitet die Feuchtigkeitsaufnahme 0,17 Prozent, wird ein kritischer Gasdruck von 8 – 10 bar erreicht, bei dem es zu Delaminationen und Blasenbildung kommen kann. Epoxidharz kann bis zu 0,5 Gew.-% Feuchtigkeit aufnehmen.
Um sicherzustellen, dass der Feuchtigkeitsgehalt und der Haftverbund des Materials einwandfrei sind, führen wir nach Fertigstellung von Multilayer Leiterplatten einen Delaminationstest anhand eines Prüflings durch.
Zur weiteren Vermeidung bzw. Reduzierung der Feuchtigkeitsaufnahme empfehlen wir mit Nachdruck die folgenden Punkte:
Lagerumgebung
Die Lagerung von Leiterplatten sollte bis kurz vor der Lötung/Verarbeitung in konstant beheizter Umgebung unter kontrollierten Bedingungen erfolgen, vorzugsweise in abgedunkelten Räumen. Durch die klimatischen Veränderungen wird eine kontrollierte Lagerumgebung zunehmend wichtiger, um die Qualität der Leiterplatten zu bewahren. Luftfeuchtigkeit und Temperaturschwankungen sollten minimiert werden und die Verpackung der Leiterplatten vor einer Verarbeitung unbedingt auf Unversehrtheit geprüft werden.
Wir empfehlen Ihnen folgende Bedingungen in der Lagerumgebung dringend einzuhalten, um die Feuchtigkeitsaufnahme zu minimieren:
-
Raumtemperatur 18- 21 °C
- relative Luftfeuchtigkeit < 50 %
Verpackung
Vorzugsweise erfolgt die Lagerung in geschlossenen Gebinden. Wir weisen darauf hin, dass ein sicherer Schutz vor Feuchtigkeit aufgrund der Wasserdampfdurchlässigkeit bei Polyethylen-Beuteln nicht besteht. Zur Verbesserung des Schutzes bieten wir daher auch an, die Leiterplatten im DRY-SHIELD-Schutzbeutel zu verpacken. Außerdem besteht die Möglichkeit diese zu vakuumieren und/oder mit Indikator und Trockenbeuteln zu versehen. Die Schutzfolien/-beutel sollten erst kurz vor der Lötung/Verarbeitung entfernt werden. Wir raten dazu, Restmengen wieder zu vakuumieren, zumindest aber mit Klebeband oder durch Einklemmen der Folie zwischen den Leiterplatten sicher zu verschließen und in Kisten zu lagern, um Luftzug zu vermeiden.
Lagerzeit
Die Lagerzeit von Leiterplatten sollte so kurz wie möglich sein und der Verbrauch nach der „First-in, First-out“ Regel erfolgen. Bei Lagerzeiten über 3 Monaten (ausgehend vom Zeitraum der Produktion) ist aufgrund unterschiedlichster Einflussparameter wie zum Beispiel Layout, Lagenaufbau etc. schwer vorauszusehen, ab wann die Feuchtigkeitsaufnahme bereits zu Problemen bei der Lötung/Verarbeitung führen kann. Für den sicheren Nachweis der Lagerzeit können wir nach Vereinbarung auf den Leiterplatten eine Produktionsdatierung / Datecode aufbringen. Beachten Sie, dass die Lagerfähigkeit auch von der gewählten Endoberfläche abhängig ist. Orientierungswerte dazu finden Sie in Abschnitt Oberflächenveredelung dieses Dokuments. Bitte verbrauchen Sie geöffnete Pakete stets zuerst.
18.2. Löttest
Leiterplatten, die bereits mehrere Monate gelagert wurden und deren Transportumstände unklar sind (Warentransport durch Speditionen bei jedem Wetter und Temperatur), sollten vor einer weiteren Verarbeitung unbedingt einem Löttest unterzogen werden.
18.3. Vorkonditionierung/Trocknen
Um die aufgenommene Feuchtigkeit zu reduzieren, empfehlen wir unabhängig vom Ausgang eines Löttests das Trocknen der Ware in einem Ofen, wobei die Leiterplatten vorzugsweise vertikal in einem Rack getrocknet werden sollten. Sofern Sie die Leiterplatten bei uns mehr wie vier Monate einlagern (z.B. bei Bestellung auf Abruf), trocknen wir diese vor der Auslieferung auf jeden Fall.
Wenn die Trocknung in einem Vakuumofen bei 50 mbar möglich ist, kann die Temperatur um ca. 20 °C und die Zeit um ca. 30 Minuten reduziert werden. Dieses Verfahren ist bei der empfindlichen Oberfläche „chemisch Zinn“ vorteilhaft. Anschließend sollte anhand einiger Prüflinge festgestellt werden, ob das Lot noch ausreichend benetzt; anderenfalls muss das chemisch Zinn refreshed werden.
Nach der Trocknung sollte die Verarbeitung der Leiterplatten unverzüglich beginnen, da die hydrophilen Eigenschaften der Leiterplatte bestehen bleiben. Die Zeit zwischen den verschiedenen Lötprozessen muss möglichst kurzgehalten werden und sollte 8 Stunden nicht überschreiten. Nur so wird eine zu hohe Feuchtigkeitsaufnahme bei ungeschütztem Material vermieden. Getrocknete und auch getemperte Leiterplatten werden kurzfristig aus der Umgebungsluft eine Sättigung mit Wasser erfahren.
18.4. Produktspezifische Anforderungen
Bei den genannten Werten in den vorangehenden Abschnitten handelt es sich um Richtwerte.
- die verschiedenen Lötverfahren und -profile verursachen unterschiedliche Belastungen. So ist die thermische Belastung in Konvektionsöfen nicht so hoch wie bei Infrarotöfen oder Dampfphasen.
- wenn die empfohlenen Lagerkonditionen nicht durchgängig eingehalten werden können, wird das Material mehr Wasser aufnehmen als es bei konstanten Konditionen möglich ist. Eine Verpackung in DRY-SHIELD-Schutzbeutel kann hier Abhilfe schaffen.
- wenn das Layout große, geschlossene Kupferflächen enthält, erfordert das Entweichen der Feuchtigkeit eine längere Zeit.
- der Mulitlayer Lagenaufbau. siehe: Textelement "10.2. Berücksichtigung pysikalischer Einflussgrößen"
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