Содержание
Описание предприятия
Организационная структура
Процесс проектирования
Процесс производства
Описание продукции
Обследование предприятия
Выбор пакетов
Что получилось
Какая требуется доработка ПО
Описание предприятия
Организационная структура предприятия:
Процесс проектирования:
Процесс проектирования плат для мобильных телефонов можно разбить на 5 этапов: подготовка технического задания, проектирование структурной схемы, проектирование схемы электрической принципиальной, проектирование топологии и составление документация. Этот процесс подробно представлен на рисунках 2.4.1-2.4.4
Описание процесса производства:
Данный подраздел определяет общие технические требования для производства плат для мобильных телефонов с использованием электронных компонентов, предназначенных для поверхностного монтажа. При написании использовались рекомендации стандарта IPC-782.
Помимо общих требований, изложенных в ГОСТ 23.751-86, данные рекомендации, позволят избежать ошибок при проектировании и производстве печатных плат.
Технические характеристики линии поверхностного монтажа
Производственная линия включает:
- полуавтоматический трафаретный принтер для нанесения паяльной пасты EKRA E1;
- установщик компонентов Siemens SIPLACE CF с комбинацией одиночной прецизионной и высокоскоростной 6-насадочной револьверной головками, позволяющими сочетать высокую точность позиционирования компонентов с высокой производительностью;
- установщик компонентов Siemens SIPLACE CS с двумя высокоскоростными 6-насадочными револьверными головками высокой производительности.
- инспекционный конвейер ASYS;
- конвейерную конвекционную 5- зонную печь оплавления REHM, позволяющую использовать сложные температурные профили пайки;
- пост оптического контроля, оборудованный системой визуального контроля Mantis.
Использование трафаретов, изготовленных из высококачественной стали, по технологии лазерной резки позволяет достигнуть высокого качества нанесения паяльной пасты на плату.
Оборудование, входящее в линию поверхностного монтажа, позволяет устанавливать компоненты от типоразмера 0402 до 55,0х55,0 из питателей различного типа со скоростью до 30000 комп./ час с точностью от +/- 50 мкм.
Использование современного оборудования для установки SMT (SMT - surface mount technology) элементов совместно с высококачественными расходными материалами позволяет сочетать высокую скорость и качество установки компонентов на печатные платы.
Типовой технологический процесс подготовки печатной платы к автоматизированному монтажу
Процесс подготовки печатной платы к автоматизированному монтажу можно разделить на несколько этапов:
- проверка печатной платы на соответствие требованиям для поверхностного монтажа компонентов;
- установка реперных знаков;
- создание технологической заготовки (панели из плат), с учетом технических характеристик монтажного оборудования, количества плат в заказе, особенностей изготовления и стоимости трафарета, и т. д.;
- размещение «технологических зон» на панели;
Процесс подготовки печатной платы к автоматизированному монтажу, как правило, производится силами технического отдела. При необходимости, количество плат в панели и её вид согласуется с заказчиком.
Желательно, чтобы предоставленный заказчиком файл содержал одиночную плату.
Требования к проектированию печатных плат предназначенных для автоматизированного монтажа Размещение компонентов и печатных проводников на поверхности печатных плат
- все поверхностно-монтируемые компоненты желательно размещать на одной стороне платы. В случае если это условие выполнить невозможно, следует разделить компоненты на «легкие» и «тяжелые» и размещать их на разных сторонах платы. Например, пассивные компоненты, разместить на одной стороне, микросхемы на другой;
- размеры площадок должны соответствовать рекомендуемым для данного типоразмера корпуса (информацию о размерах площадок можно уточнить в тех. документации на компонент либо в стандарте IPC-782);
- зазоры между компонентами должны быть не менее указанных на рис. 2.5.1
Рис.2.5.1 Минимальные зазоры между компонентами.
* По согласованию с Техническим отделом допускается минимальное расстояние между компонентами 0.3 мм.
- компоненты должны располагаться не ближе 1.25 мм от края заготовки;
- ориентация компонентов на плате не имеет такого принципиального значения, как при пайке волной, так как на нашем производстве используется технология пайки оплавлением;
- полярные компоненты желательно ориентировать одинаково;
- желательно, чтобы максимальное число компонентов имели одинаковый типоразмер корпуса. Например: резисторы и конденсаторы - 0805. Подбор компонентов подобным образом позволяет установщикам с револьверными головками достигнуть максимальной производительности;
- поворот компонента вокруг своей оси с дискретностью в 1 градус;
- максимальная высота компонента 20 мм;
- максимальный вес компонента 25 г;
- для компонентов с шагом выводов 0.5 мм и менее по возможности оставлять место (по диагонали компонента либо по центру) для размещения локальных реперных знаков;
- деформация заготовки платы не должна превышать величин указанных на рис. 2.5.2
 Рис. 2.5.2 Допустимая деформация заготовки платы.
- для предотвращения деформации платы в процессе производства платы и монтажа при нагреве в печи, полигоны на внешних и внутренних слоях (для многослойных плат) необходимо размещать равномерно по поверхности платы и выполнять их в виде сетки из проводников;
- проводники и переходные отверстия, размещенные под компонентами, должны быть закрыты защитной маской;
- переходные отверстия, находящиеся под корпусами BGA, должны быть закрыты защитной маской;
- расстояние от края неметаллизированного отверстия до контактной площадки или проводника должно быть не менее 0.5 мм;
Для уменьшения оттока тепла от контактных площадок при пайке (для исключения появления «холодных» паек) необходимо:
- использовать узкие проводники, соединяющие непосредственно контактную площадку и широкий проводник, как показано на рис. 2.5.3.
Ширина подводящего «узкого» проводника выбирается в зависимости от класса точности платы и от проходящего по нему тока.
Рис. 2.5.3 Примеры подвода широких проводников к контактным площадкам.
- все перемычки между ножками SMT микросхем должны находится вне зоны пайки:
Рис. 2.5.4 Примеры подвода проводников к площадкам микросхем.
 
- площадки SMT компонентов, находящихся на больших полигонах, должны быть отделены от полигона перемычками («термальный контакт») рис. 2.5.5.
Рис. 2.5.5 Примеры размещения площадок SMT компонентов на больших полигонах
- вокруг контактной площадки нанести маску, которая будет препятствовать перемещению расплавленного припоя вдоль проводника.
Во многом качество монтажа поверхностно-монтируемых компонентов зависит от правильного выполнения переходных отверстий. Неправильное размещение переходных отверстий относительно площадок SMT компонентов является распространенной ошибкой разработчиков.
- не допускается располагать переходные отверстия на контактных площадках компонента;
Приведенный ниже рисунок (рис. 2.5.6) демонстрирует рекомендуемое расположение переходных отверстий и контактных площадок.
Рис. 2.5.6 Примеры расположения переходных отверстий.
 
- маркировка на плате выполняется методом шелкографии либо в слое проводников;
- графические и позиционные обозначения компонентов должны отражать полярность и ориентацию компонентов на плате;
- в случае необходимости на плате предусматривается место для нанесения даты изготовления платы и класса горючести;
- маркировку, выполненную методом шелкографии желательно располагать только по областям платы, покрытых защитной маской;
- элементы маркировки компонентов расположенных рядом друг с другом не должны пересекаться и накладываться друг на друга.
Следует учитывать, что элементы маркировки, попадающие на площадки открытые от маски и покрытые финишным покрытием (ПОС-61, иммерсионное золото и д.р.) наноситься не будут.
Перед запуском платы, предназначенной для автоматизированного монтажа, в производство из одиночной платы создается технологическая заготовка в виде панели из плат либо одиночной платы с технологическими зонами (полосами).
- размер заготовки должен быть не более 300.0 x 412.0 мм;
- рекомендуемый размер заготовки 250.0 x 350.0 мм;
- толщина листа заготовки платы 0.5 – 4.5 мм;
- не допускается белый и жёлтый цвет масочного покрытия;
- максимальный вес заготовки печатной платы 3 кг;
Технологические зоны (рис. 2.5.7) одновременно выполняют несколько функций:
- используются для фиксации заготовки в трафаретном принтере (при нанесении паяльной пасты), на линии по автоматической установке компонентов;
- позволяют размещать компоненты практически у самого края платы;
- используются для размещения реперных знаков;
- используются для придания дополнительной жёсткости заготовке при ее маленькой толщине и наличии в ней большого числа внутренних вырезов.
Рис. 2.5.7 Технологические зоны.
Технологические зоны, как правило, располагаются вдоль длинной стороны заготовки и имеют ширину 5 мм. По краям технологических зон имеются отверстия диаметром 3.3 мм для фиксации заготовки в трафаретном принтере. От заготовки технологические зоны разделяются методом скрайбирования либо мостиками.
В случае, если применение технологических зон недопустимо, на плате должны быть предусмотрены области свободные от компонентов и соответствующие характеристикам технологических зон.
Метка отсчёта является центром системы координат на этапе сборки платы. Она позволяет оборудованию автоматизированной линии установки компонентов корректировать погрешности измерения текущих координат, накапливающиеся в процессе автоматической установки компонентов на плату.
Существует два вида меток начала отсчета: глобальные (Global fiducials) и локальные (Local fiducials).
- глобальные метки используются для всей платы или, в случае нескольких плат объединённых в панель, для привязки всей панели. Требуется минимум две глобальных метки, обычно расположенные в диагонально-противоположных углах платы на максимально возможном друг от друга расстоянии. Глобальные метки должны быть на всех слоях, содержащих компоненты.
- локальные метки используются для привязки конкретного компонента (обычно с большим количеством выводов и маленьким шагом между ними) для вычисления координат (X,Y offsets). Локальные метки отсчёта, располагаются обычно по диагонали, на периметре области, занимаемой данным компонентом. В случае нехватки свободного места допускается использовать одну локальную метку отсчета предпочтительно в центре, занимаемой компонентом области.
Все метки располагаются вне запрещённых зон для проводников и компонентов.
Для нашего оборудования предпочтительно применять метки отсчета в форме закрашенного круга, А = (0.8…3.0)мм (0.03”…0.12”) (рис. 8). Рекомендуемый размер “А” метки отсчёта - 1.0 мм.
На печатной платы (на панели) метки отсчёта должны быть одной формы и размера. Допускается глобальные метки делать большего размера, чем локальные.
 Рис. 2.5.8 Применяемые метки отсчёта.
Вокруг метки должна быть запрещённая зона для проводников, компонентов и защитной маски. Все метки должны быть изображены в слое проводников. Метки должны быть освобождены от маски и иметь гладкое, хорошо отражающее свет, металлическое покрытие (никель, сплавы олова, серебро,…). Между метками и краем платы должно быть расстояние не менее 5.0 мм (0.2”) плюс ширина запрещённой зоны.
Рекомендуется размещать метки в точках, как показано на рис.2.5.9.
Рис.2.5.9 Пример размещения меток отсчёта.
Размещение нескольких плат на заготовке
Как уже было сказано выше, в случае необходимости, одиночные платы объединяются в панель.
Рис. 2.5.10 Пример расположения нескольких плат на одной заготовке.
Расстояние между платами должно соответствовать требованиям применяемой технологии разделения плат: фрезерованию (рис. 2.5.11), процарапыванию по контуру (скрайбированию рис. 2.5.12).
Рис. 2.5.11 Пример разделения плат фрезерованием.
Рис. 2.5.12 Пример разделения плат скрайбированием.
Линии разлома должны, с одной стороны, обеспечивать достаточную прочность панели с платами при нанесении паяльной пасты и установке компонентов, и с другой стороны, обеспечивать гарантированное разделение готовых плат при разламывании.
Техническое описание продукции
Заявленные возможности:
Формирование контура платы любой формы
Использование материалов для печатных плат с низким коэффициентом изгиба
Уменьшение габаритов печатной платы и, как следствие, уменьшение стоимости платы
Использование микросхем в BGA корпусах
Использование файлов описания плат в любом формате
Контроль волнового сопротивления печатных плат
Оптимизация печатной платы под автоматический монтаж
Параметры механической обработки:
Максимальное количество слоев: до 40
Максимальный размер платы:
ДПП - 7,34 * 6,96 мм
МПП - 7,34 * 6,96 мм
Минимальная толщина платы
ДПП -0,2 мм
4-х слойные - 0,4 мм
6-ти слойные - 0,6 мм
Максимальная толщина платы:
ДПП - 4.8мм
4-х слойные - 4.8мм
6-ти слойные - 4.8мм
Мин. диаметр металлизированного, отверстия: 0.1мм
Мин. диаметр неметаллизированного, отверстия: 0.2мм
Отношение мин. диаметра отверстия к толщине платы: 01:12,0
Мин. ширина внутреннего выреза (фрезеровка): 0.45мм
Толщина медной фольги: 9, 12, 18, 35, 50, 70, 100, 150, 200мкм
Параметры проводников площадок и зазоров:
Минимальный проводник:
внутренние слои - 0,076 мм
внешние слои - 0,076 мм
Минимальный зазор:
внутренние слои - 0,076 мм
внешние слои - 0,076 мм
Минимальный зазор между проводником и краем платы:
внутренние слои - 0,2 мм
внешние слои - 0,2 мм
Минимальный зазор между отверстием и краем платы: 0,38 мм
Мин. площадка металлизированного отверстия: 0,3 мм
Параметры маскирующего покрытия:
Возможные цвета: Зеленая, желтая, черная, синяя, красная, белая, прозрачная
Мин. ширина вскрытия маски: 0,05 мм
Мин. ширина линии маски: 0,1 мм
Мин. зазор между краем маски и краем площадки: 0,038 мм
Параметры маркировки (шелкографии):
Возможные цвета: Зеленая, белая, красная, синяя, коричневая, пурпурная, желтая, черная
Мин. ширина линии маркировки: 0,1 мм
Параметры покрытия контактных площадок:
Толщина:
ПОС61 (HASL) -5 мкм минимум
Никель - 2,5 мкм минимум
Иммерсионное золото - 0,025 - 0,05 мкм
Электролизное золото (flash gold) - 0.025 - 0.075 мкм
Entek (OSP) - 0,25 - 0,5 мкм
Графит - 10 - 25 мкм
Золочение краевого разъема - 1,27 мкм максимум
Иммерсионное олово - 1 мкм
Изготовление по бессвинцовой технологии:
Финишные покрытия:
Pb- Free HASL:
93,3 Sn - 0,7 Cu
96,5 Sn - 3,5 Ag
96,2 Sn - 3,2 Ag - 0,5 Cu
Cu + органическое защитное покрытие (OSP)
Электролитический Ni / иммерсионное Au (ENIG)
Иммерсионное Ag
Иммерсионное Sn
|
