ستة أخطاء شائعة في قناع اللحام يجب أن يعرفها كل مصمم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

تعد أخطاء تصميم قناع اللحام من المشكلات المتكررة في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي يمكن أن تؤدي إلى سوء اللحام أو قصر الدوائر الكهربائية أو زيادة تكاليف الإنتاج. فيما يلي تفصيل منهجي للأخطاء الستة الأساسية، إلى جانب تحليل متعمق لأسبابها الأساسية واستراتيجيات الوقاية منها، وهي مصممة لمساعدتك على بناء رابط سلس من التصميم إلى التصنيع.

أخطاء قناع اللحام الستة الحرجة وأسبابها الجذرية

1. خلوص قناع اللحام غير كافٍ

المشكلة الأساسية

يشير خلوص قناع اللحام إلى عرض حبر قناع اللحام المحفوظ بين السمات الموصلة المتجاورة (الوسادات والآثار والشقوق). عندما يكون الخلوص أصغر من قدرة العملية (عادةً أقل من 4 مللي / 0.1 مم)، قد لا يتم الاحتفاظ بالحبر بالكامل أثناء التطوير، مما يؤدي إلى "سدود قناع اللحام" المفقودة أو الرقيقة للغاية. أثناء عملية اللحام اللاحقة، يمكن أن ينتشر اللحام المنصهر بسهولة من خلال هذه الفجوات، مما يتسبب في سد اللحام.
نظرة أعمق: هذه المشكلة حرجة بشكل خاص حول وصلة بينية عالية الكثافة (HDI) أو حزم BGA. يجب أن يأخذ المصممون في الاعتبار ليس فقط التباعد الساكن ولكن أيضًا تأثير التمدد لعجينة اللحام أثناء دورات اللحام الحراري.
الحل: التزم بدقة بـ "قاعدة 4 ميل" كحد أدنى من المعايير. بالنسبة لمكونات مثل 01005 أو أصغر، تأكد من قدرات المعالجة النهائية للشركة المصنعة. ضع في اعتبارك استخدام لوحة تعريف قناع اللحام المحدد (SMD) تصميمات للتحكم الدقيق في شكل الوسادة والتباعد عند الضرورة.

2. فتحة قناع اللحام غير الدقيقة (SMO)

المشكلة الأساسية يتجلى حجم أو شكل الفتحة غير الصحيح في ثلاث طرق: الفتحات الصغيرة جدًا التي تغطي جزئيًا الوسائد، مما يؤثر على قابلية اللحام؛ الفتحات الكبيرة جدًا تكشف النحاس المجاور، مما يعرض النحاس المجاور، مما يعرضه لخطر التآكل أو التآكل؛ الأشكال المعقدة للغاية (الزوايا الحادة والخطوط الرفيعة) تتجاوز حدود دقة التصوير (على سبيل المثال، LDI) أو طباعة الشاشة، مما يتسبب في تشويه النمط.
نظرة أعمق: يجب أن يراعي تصميم الافتتاحية عملية اللحام. على سبيل المثال، تتطلب الفتحات العابرة للحام الموجي فتحات أكبر لضمان ملء الفتحات بشكل كافٍ، في حين أن الفتحات الكبيرة الحجم للوسادات SMD في عملية إعادة التدفق قد تساهم في حدوث التقبير.
الحل: اتبع القاعدة التجريبية "تمديد 2-4 ميل لكل جانب" وراء الوسادة النحاسية. بالنسبة للوسادات الدقيقة، قم بتوفير ملفات جربر قناع لحام منفصلة للتحقق من الشركة المصنعة. تجنب الأشكال غير القياسية؛ أعط الأولوية للمستطيلات المستديرة أو الأشكال البيضاوية.

3. عدم محاذاة تسجيل قناع اللحام

المشكلة الأساسية عادةً ما يحدث اختلال المحاذاة بين قناع اللحام والطبقة النحاسية الأساسية بسبب تشوه القناع الضوئي أو التمدد أو الانكماش أثناء تصفيح ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو محاذاة تعريض غير دقيقة. قد تؤدي التحولات الطفيفة إلى تغطية قناع اللحام على حواف اللوحات، بينما يمكن أن يتسبب سوء المحاذاة الشديد في إزاحة كاملة.
نظرة أعمق: ترتبط هذه المشكلة ارتباطًا وثيقًا بمركب ثنائي الفينيل متعدد الكلور معامل التمدد الحراري (CTE) و تفاوتات التصنيع. يكون التحكم في المحاذاة أكثر تعقيدًا بالنسبة للألواح متعددة الطبقات بسبب دورات التصفيح المتعددة مقارنةً بالألواح مزدوجة الوجهين.
الحل: دمج الائتمانات العالمية و ائتمانات من طبقة إلى طبقة في التصميم. توصيل متطلبات تفاوت المحاذاة بوضوح للمناطق الحرجة (على سبيل المثال، الدوائر المتكاملة الدقيقة) إلى الشركة المصنعة. تأكد من أن ملفات تصميم قناع اللحام تستخدم نفس إحداثيات الأصل مثل الطبقات النحاسية.

4. عدم كفاية سد قناع اللحام (SMD)

المشكلة الأساسية سد قناع اللحام هو جدار الحبر الذي يفصل بين الوسادات المتجاورة. إذا كان عرضه غير كافٍ (أقل من 3 مللي)، فقد ينكسر أثناء التصنيع بسبب تدفق الحبر أو التعرض الناقص للحبر، مما يفقده وظيفة العزل المادي.
نظرة أعمق: لا تعتمد سلامة السد على العرض فحسب، بل تعتمد أيضًا على نوع الحبر (يعتبر الحبر السائل القابل للتصوير الفوتوغرافي (LPI) أفضل من الحبر الجاف لهذا الغرض) و تشطيب السطح (تشكيل السد أسهل على أسطح ENIG منه على أسطح HASL).
الحل: استهدف عرض سد قناع اللحام ≥ 4 مل حيثما تسمح المساحة. بالنسبة للرقائق فائقة الدقة حيث يكون ذلك مستحيلًا (على سبيل المثال، بعض رقائق QFN)، ناقش الاستراتيجيات البديلة مع الشركة المصنعة، مثل العملية شبه المضافة (SAP/MSAP) أو قبول تصميم "بدون سد" مقترنًا بعمليات طباعة الاستنسل واللصق الدقيقة للغاية.

5. التعارض مع طبقة الشاشة الحريرية

المشكلة الأساسية إذا تداخلت أساطير أو رسومات الشاشة الحريرية مع فتحات قناع اللحام، فقد يتدفق الحبر إلى الوسادات أثناء الطباعة، مما يؤدي إلى تلويث السطح القابل للحام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الطباعة على سطح قناع اللحام غير المستوي إلى جعل الأساطير غير مقروءة.
نظرة أعمق: هذه ليست مجرد مشكلة جمالية بل هي مشكلة محتملة لـ التجميع وإعادة العمل. قد لا يتمكن الفنيون من تحديد محددات المكونات التي يغطيها قناع اللحام.
الحل: إنشاء إلزامية قواعد التصميم من أجل التجميع (DFA):: الحفاظ على حد أدنى من الخلوص يبلغ 0.15 مم (6 مل) بين أي عنصر من عناصر الشاشة الحريرية وحدود فتحة قناع اللحام. استخدم ميزات أداة EDA للحفاظ على الشاشة الحريرية تلقائيًا وإجراء مراجعة بصرية نهائية قبل إصدار الملف.

6. إهمال التصميم للاختبار (DFT)

المشكلة الأساسية إذا كانت نقاط الاختبار (خاصةً بالنسبة للمسبار الطائر أو تركيبات سرير المسامير) تفتقر إلى فتحات قناع اللحام الكافية، فقد تلامس المسابر قناع اللحام بدلاً من النحاس، مما يؤدي إلى سوء التلامس أو فشل الاختبار أو تلف المسبار.
نظرة أعمق: مع زيادة تعقيد الدائرة، يصبح ضمان تغطية الاختبار أمرًا حيويًا. يزيد هذا الخطأ بشكل مباشر تكاليف الاختبار و صعوبة عزل الأعطال.
الحل: التصميم فتحات قناع لحام دائرية بقطر ≥ 0.5 مم لجميع نقاط الاختبار المخصصة، مع التأكد من أن الفتحة متحدة المركز مع الميزة النحاسية. بالنسبة للمناطق عالية الكثافة، ضع في اعتبارك استخدام وسادات اختبار مخصصة or عبر التخييم لاختبار الوصول للاختبار

أربع استراتيجيات لتحسين موثوقية قناع اللحام بشكل منهجي

1. تكامل التصميم إلى التصنيع: تضمين قيود التصنيع في مرحلة التصميم

قم بالتواصل المبكر مع الشركة المصنعة لثنائي الفينيل متعدد الكلور للحصول على مواصفات العملية التفصيلية (مصفوفة قدرات العملية) لمختلف عرض/مسافات الخطوط، وأنواع الحبر (LPI، غشاء جاف)، والتشطيبات السطحية (HASL، ENIG، OSP). ادمج هذه المواصفات في مكتبة قيود التصميم الخاصة بك (مجموعة قواعد التصميم).

2. خواص حبر قناع اللحام المعرفي النشط

فهم خصائص المواد الأساسية: الحبر السائل القابل للتصوير الضوئي (LPI) توفر دقة عالية للميزات الدقيقة; قناع لحام القناع الجاف توفر تجانسًا ممتازًا للمساحات الكبيرة، ولكن دقة أقل قليلاً. قد تتطلب الركائز عالية Tg أحبارًا متوافقة عالية Tg. اطلب معلمات الحبر الرئيسية من الموردين، خاصة بالنسبة للتصميمات عالية التردد: معامل التمدد الحراري (CTE)، وثابت العزل الكهربائي (Dk)، وعامل التبديد (Df).

3. ملفات جربر: شريان الحياة النهائي للجودة قبل التصنيع

• حدِّد بوضوح ما إذا كانت بيانات طبقة قناع اللحام موجب (يتم رسم الفتحات) or سلبي (يتم مسح الفتحات). هذا مصدر شائع لأخطاء الاتصال.
• بالنسبة لـ علامات التبويب المنفصلة و خطوط الدرجة V، تحديد ما إذا كان يجب أن يغطي قناع اللحام هذه المناطق، حيث يؤثر ذلك على عزل الحواف بعد إزالة الصفيحة.
• توفير تنسيقات بيانات ذكية مثل القوائم الشبكية IPC-356 or ODB ++التي تسمح للمصنعين بإجراء مقارنات آلية بين التصميم والعمل الفني، مما يقلل من مخاطر أخطاء التسجيل.

4. اعتبارات خاصة لسيناريوهات التطبيق

• دوائر عالية التردد/عالية السرعة: يؤثر Dk/Df لقناع اللحام على سلامة الإشارة. في بعض الأحيان فتحة قناع اللحام (تعريف قناع اللحام) أو حتى الإزالة الكاملة لقناع اللحام على المسارات الحرجة (على سبيل المثال، الأزواج التفاضلية) ضروري للتحكم الدقيق في المعاوقة.
• تصاميم عالية الجهد: زيادة كبيرة في إزالة قناع اللحام بين الخصائص الموصلة استنادًا إلى معايير السلامة (على سبيل المثال، IPC-2221) لضمان وجود مسافات زحف وخلوص كافية.
• الدوائر المرنة/الجامدة المرنة المرنة: يجب أن تتطابق مرونة حبر قناع اللحام مع الركيزة. تتطلب الفتحات في مناطق الانحناء تصميمًا خاصًا من حيث الشكل والحجم لمنع تشقق الحبر.

الخاتمة

تصميم قناع اللحام هو أكثر بكثير من مجرد تغطية رسومية بسيطة. إنه نظام هندسي شامل يدمج السلامة الكهربائية، وموثوقية اللحام، وسلامة الإشارة، والوصول إلى الاختبار، وحماية البيئة. يجب على مصمم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الممتاز أن يرتقي بتصميم قناع اللحام من "الامتثال السلبي للقواعد" إلى "التحسين التعاوني" النشط. من خلال الانخراط العميق مع شركاء التصنيع واستيعاب المعرفة العملية في مرحلة بدء التصميم، يمكن للمرء أن يعزز بشكل منهجي جودة المنتج وموثوقيته وقدرته التنافسية.

توصية TOPFAST: إنشاء وصيانة نظام مخصص أو جماعي 《قائمة مراجعة تصميم قناع اللحام》وتحديثها باستمرار مع خبرة المشروع وتقنيات العمليات المتطورة. إنه الجسر الأكثر صلابة الذي يربط بين التصميم الاستثنائي والتصنيع الخالي من العيوب.