NCAB GROUP

Наиболее частые вопросы

Мы в компании NCAB Group получаем множество вопросов как от наших клиентов, так и от собственного персонала. Ниже изложены некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов, а также аспекты, являющиеся общими темами обсуждения. Мы надеемся, что этот список послужит вам помощником, источником справочной информации или, возможно, толчком к более углубленным дискуссиям.

Если вы не можете найти ответ на свой вопрос или хотели бы получить более подробные сведения, обратитесь в компанию
NCAB Group, и мы с удовольствием поможем вам.


AREA OF QUESTION

HDI | Via hole | Terminology | Design rules | Material | RoHS

 

CATEGORY: HDI

1. Что такое микро-переход?

В соответствии с новым определением, которое дано в стандарте IPC-T-50M, микро-переход — это глухое отверстие, у которого максимальное отношение диаметра к глубине составляет 1:1 и которое заканчивается на целевой контактной площадке общей глубиной не более 0,25 мм при измерении от фольги ответной контактной площадки до целевой контактной площадки.

A microvia hole

 

2. Что подразумевается под глухим переходным отверстием?

Это отверстие, идущее от внешнего к внутреннему слою, но не проходящее сквозь всю печатную плату (ПП). Такие отверстия могут быть просверлены механическим способом или с использованием лазерной технологии.
На рисунке в пункте 1 представлено глухое переходное отверстие, выполненное методом лазерного сверления.

 

3. Что означает понятие «скрытое переходное отверстие»?

Это отверстие, просверленное через два и более внутренних слоев, как правило, механическим способом.

 

4.Что такое HDI – платы?

НВ стандарте IPC-2226 термин «HDI – плата» определяется как ПП с более высокой плотностью соединений на единицу площади поверхности по сравнению с обычными печатными платами. HDI – платы имеют более тонкие проводники и зазоры (≤100 мкм), меньшие переходные отверстия (<150 мкм) и контактные площадки (<400 мкм), а также более высокую плотность размещения контактных площадок (свыше 20 на квадратный сантиметр) по сравнению с теми, которые применяются при использовании традиционной технологии изготовления ПП. A HDI PCB
 

5. Каковы различные разновидности характеристик HDI – плат?

На рисунке ниже представлены основные конструкции, а именно: тип I, тип II и тип III в соответствии с положениями стандарта IPC-2226.

Тип I. Определяет один слой с переходным микроотверстием с одной или с обеих сторон ядра (кора).
Используются как металлизированные переходные микроотверстия, так и сквозные металлизированные отверстия для межсоединений с применением глухих, но не скрытых переходных отверстий.
Type 1 HDI structure according to IPC-2226

 
Тип II. Определяет один слой с переходным микроотверстием с одной или с обеих сторон ядра (кора). Используются как металлизированные переходные микроотверстия, так и сквозные металлизированные отверстия для межсоединений. При этом применяются глухие и скрытые переходные отверстия.
Type 2 HDI structure according to IPC-2226

 
Тип III. Определяет по крайней мере два слоя с переходным микроотверстием с одной или с обеих сторон ядра (кора). Используются как металлизированные переходные микроотверстия, так и сквозные металлизированные отверстия для межсоединений. При этом применяются глухие и скрытые переходные отверстия.

Type 3 HDI structure according to IPC-2226

Терминология конструкции для определения уровня HDI – плат:

  • 1+n+1 = один слой с переходными микроотверстиями (согласно типу I и типу II, см. выше)
  • 2+n+2 = 2 слоя с переходными микроотверстиями (согласно типу III, см. выше)
  • 3+n+3 = 3 слоя с переходными микроотверстиями

 

CATEGORY: DESIGN RULES

6. Каков минимальный размер контактной площадки отверстия в наружном/внутреннем слое?

Каждый производитель устанавливает свои размеры этой площадки, однако в общем случае можно сказать, что большинство производителей производит их следующим образом:
A = 0.15 mm
B = 0.20 mm
C = 0.30 mm

Illustrating pad size hole

 

7. Какие значения ширины дорожек я могу использовать для плат с толстой медью?

В общем случае, тем толще медная подложка, тем шире должны быть дорожки. Одно практическое правило заключается в том, что при толщине медной подложки в 18 мкм, ширина дорожек должна быть не менее 0,1 мм (4 мил), а при толщине медной подложки в 105 мкм ширина дорожек должна быть не менее 0,25 мм (10 мил).

Track widths of pcb

 

8. Какой может быть толщина финишного медного покрытия?

Существует ошибочное мнение, что определенный вес меди определяет ту или иную толщину и что такая толщина не уменьшается в процессе производства печатной платы. Например, 1 унция = 35 мкм или 0,5 унций = 18 мкм.
Вместе с тем стандарт IPC-6012 устанавливает допустимую минимальную толщину медной фольги и фольги после металлизации исходя из допусков для медной фольги и уменьшения медного покрытия во время последующих производственных процессов.
Ниже приведены некоторые стандартные значения веса меди и допустимые значения конечной толщины.

Таким образом, очень важно понять, что именно вам необходимо максимально точно указать это. В противном случае недостаточные или чрезмерные значения могут привести к излишним затратам на изготовление печатной платы. За дополнительной информацией обратитесь к нашим техническим специалистам.

Толщина внутреннего слоя фольги после технологических процессов
Базовый вес меди Минимальная конечная толщина после тех.процессов
1/2 oz. 11.4 um
1 oz. 24.9um
2 oz. 55.7um

Толщина внешнего проводника после металлизации и обработки
Базовый вес меди Минимальная конечная толщина после обработки, класс 2 Минимальная конечная толщина после обработки, класс 3
1/2 oz. 33.4um 38.4um
1 oz. 47.9um 52.9um
2 oz. 78.7um 83.7um

 

CATEGORY: TERMINOLOGY

9. Что такое “aspect ratio”?

Это отношение диаметра отверстия к его глубине. Если изготовитель указывает, что его продукция имеет «aspect ratio» 8:1, то это означает, что минимальный размер отверстия составляет 0,20 мм для печатной платы толщиной 1,60 мм.
Для структур HDI – плат отношение диаметра отверстия к его глубине, как правило, считается подходящим, если оно составляет 0,8:1, однако предпочтительным с точки зрения упрощения процесса металлизации является отношение 1:1.
Illustration of aspect ratio

 

10. Что такое медный ствол?

Медный ствол представляет собой непрерывный слой медного покрытия, нанесенного внутри ствола отверстия и выступающего над поверхностью ПП (или над поверхностью ядра внутреннего слоя, если это часть структуры HDI – платы) как минимум на 25 мкм.
PCB with copper wrap

Для требований класса 2 толщина выходящего на поверхность медного ствола составляет минимум 5 мкм, тогда как для требований класса 3 эта толщина варьируется в зависимости от особенностей конкретной сборки. Дополнительную информацию о требованиях класса 3 можно получить у наших технических специалистов.

 

CATEGORY: VIA HOLE

11. Какой тип забивки переходных отверстий рекомендуется применять?

Предпочтительный тип забивки отверстий в стандартной продукции (исключая переходные отверстия с покрытием) – IPC-4761 типа VI (с заполнением и покрытием), причем конечная цель – их полное заполнение. Вместе с тем, согласно общей спецификации компании NCAB Group, допустимым является показатель ≥70%. На рисунке ниже изображен тип VI с покрытием жидкой паяльной маской.

PCB type VI with liquid soldermask coverage

Односторонняя забивка не рекомендуется (в том числе для типа II – с тентированием и покрытием) из-за проблем удержания химических веществ или вероятности присутствия шариков припоя при использовании покрытий HASL (бессвинцовый припой (LF) и оловянно-свинцовый припой (SnPb)).

 

12. Что такое покрытое переходное отверстие?

Покрытое переходное отверстие образуется при металлизации всей поверхности переходного отверстия слоем меди / покрытия минимальной толщиной 5 мкм для требований класса 2 или 12 мкм для требований класса 3.

A capped via hole

Это зависит от материала, который используется для заполнения переходных отверстий, например, от использования эпоксидной смолы вместо паяльной маски, поскольку эпоксидная смола минимизирует риск образования пузырьков воздуха или расширения заполнителя в процессе пайки. В рамках стандарта IPC-4761 этот способ относится к типу VII – заполненные и покрытые переходные отверстия. Как правило, он используется для конструкций с переходными отверстиями в контактной площадке или в BGA компонентах, где требуется высокая плотность.

 

CATEGORY: MATERIAL

13. Обязательно ли использовать материал FR4 с высоким значением температуры стеклования Tg для бессвинцовой пайки?

Нет, это не всегда обязательно. Существует множество факторов, которые необходимо принять во внимание, например, количество слоев, толщину ПП, а также особенности процесса сборки (число циклов пайки, время при температуре выше 260°C, и т. д.). Некоторые исследования показали, что эксплуатационные характеристики материала со «стандартным» значением Tg оказались даже лучше, чем у некоторых материалов с более высоким значением Tg. Обратите внимание, что даже при свинецсодержащей пайке температура превышает значение Tg.
Наиболее важным является поведение материала при температурах выше значения Tg. Таким образом, зная профили температур, которым будет подвергаться плата, вы сможете оценить необходимые эксплуатационные характеристики.

 

14. На какие характеристики необходимо обратить внимание при выборе материала?

К основным характеристикам, которые мы рассмотрим в первую очередь, относятся:

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ (КТР)
Единица измерения, позволяющая определить степень расширения материала при нагревании. Имеет критическое значение по оси z – как правило, выше температуры стеклования Tg расширение достигает большой величины. При большом КТР могут происходить сбои в процессе сборки, поскольку материал быстро расширяется при превышении значения Tg.

Left image: Barrel crack/broken hole      Right image: Lifted land
 
Материалы могут иметь одну и ту же температуру стеклования Tg, но разные КТР, причем низкий КТР лучше. В свою очередь некоторые материалы могут иметь более высокие значения Tg, но при этом имеют более высокий КТР при температуре выше Tg.

Tg / ТЕМПЕРАТУРА СТЕКЛОВАНИЯ
Значение Tg – это температура, при которой материал переходит из достаточно твердого стеклообразного состояния в более эластичное и пластичное. Важно, что с повышением температуры стеклования Tg, свойства материалов будут меняться.

Td / ТЕМПЕРАТУРА СТРУКТУРНОГО РАЗРУШЕНИЯ
Это мера ухудшения свойств материала. Метод расчета, позволяющий определить время, при котором материал теряет 5% веса, то есть момент, при котором надежность оказывается под угрозой и может произойти расслоение.
Для ПП повышенной надежности требуется температура разложения Td ≥ 340℃.


Degradation of epoxy resin within FR4.
 
T260/ T288/ ВРЕМЯ ДЕЛАМИНАЦИИ
Это метод, позволяющий определить время необратимого изменения толщины ПП при заранее заданной температуре (в данном случае при 260°С и 288°С) – то есть, когда материал расширяется до такой степени, при которой начинается его расслоение.

 

15. Обязательно ли использовать материал FR4 с высоким значением температуры разложения Td для бессвинцовой пайки?

Более высокое значение Td предпочтительнее, особенно если плата является технически сложной и подвергается целому ряду процессов пайки, но это может привести к увеличению затрат. Знание процесса сборки может помочь сделать правильный выбор.

 

16. В чем разница между понятиями «Dicy» и «nonDicy» как системами отверждения эпоксидных смол в материале FR4?

Dicy (дициандиамин), несомненно, является наиболее распространенной системой отверждения для этих эпоксидных смол; как правило, она обеспечивает значение Td около 300-310 °C, в то время как система «nonDicy», то есть эпоксидная смола, отверждаемая фенолформальдегидной смолой, обеспечивает значение Td около 330-350 °С и потому обладает повышенной устойчивостью к высокой температуре.

 

17. Что означает понятие «CAF»?

CAF (токопроводящий анодный нитевидный разряд) означает возникновение электрохимической реакции между медным анодом и катодом, что может привести к возникновению внутреннего короткого замыкания в материале.

 

18. Какая поверхность ПП лучше всего подходит для бессвинцовой пайки?

Не существует такого понятия как «наиболее подходящее покрытие»; у всех покрытий есть свои плюсы и минусы. Какое из них выбрать – зависит от многих факторов. Мы рекомендуем обратиться к нашим техническим специалистам или изучить информацию о покрытиях в этом разделе веб сайта.

 

19. Каковы правила обращения с антипиренами; был ли государственный запрет на TBBP-A, использование которого доминирует в отрасли производства электроники?

Нет, исследования показали, что такой запрет практически невозможен.

 

20. К. В чем разница между добавлением антипирена в реактивной и в аддитивной форме?

Реактивный антипирен химически связан с эпоксидной смолой и не растворяется в хранилище отходов.

 

21. Сколько циклов оплавления способны выдержать материалы FR4?

Трудно дать точный ответ. Мы протестировали материал, проведя по 22 цикла пайки, в четырех из которых температура достигала 270°С. После 22 материал испытывал значительные напряжения, и характеристики материала могли ухудшиться, но все соединения сохранились.
Мы рекомендуем выбирать более высококлассный материал, особенно для ПП с количеством слоев более 6 и толщиной более 1,6 мм.

FR4 test board following multiple reflows

 

CATEGORY: RoHS

22. Содержится ли в директивах RoHS и WEEE требование маркировки ПП?

Нет, но по практическим соображениям на ПП с бессвинцовым HASL следует наносить четкую маркировку с указанием их соответствия требованиям директивы RoHS из-за возможности перепутать их со свинецсодержащим HASL.

 

23. Являются ли ПП, соответствующие требованиям директивы RoHS, также безгалогеновыми?

Нет, необязательно. Директива RoHS запрещает использование двух бромистых антипиренов – PBB (полибромистые бифенилы) и PBDE (бромистые дифенилэфиры). В ПП обычно используется бромистый антипирен, называемый TBBP-A (тетрабромбисфенол A).

Chris Nuttall
CHIEF OPERATIONS OFFICER