UHDI 将 PCB 特征尺寸微型化推向极限

无论我们是否准备好，电子封装的微型化正以惊人的速度前进，这对PCB设计师、PCB制造商和PCB装配商来说是一个挑战。在这篇博客中，我们将通过使用SMTA超高密度装配测试板来检查微型化的一些复杂性。

解构过去

就像7年前开发上一个版本的SMTA装配测试板时一样，这个新版本对于PCB装配商在分析过程参数以满足这些微型化需求时是一个强有力的工具。仔细审查现有的SMTA装配测试板，显而易见，某些曾被认为是尖端的组件，现在已经变成了主流。下面可以找到Chrys Shea设计的一个SMTA测试板；你可以在她的网站上了解更多.

为了为创新铺路，Ultra HDI组装测试板设计已经告别了这些组件，为下一代腾出了空间。像0.5 mm间距的面积阵列离散组件尺寸0402（1005M），虽然对于更保守的设计来说还算新，但对许多装配商来说已经转变为日常使用。多年来的大量实验帮助制定了这一规模组件的印刷板布局、钢网设计和脚印指南；现在是时候专注于下一级微型化挑战了。

拥抱未来

好消息是，最小的电子组件 - 008004（0201M）电容器并没有变得更小。坏消息是，较大的组件 - 网格阵列和底部终止组件 - 变得更小并且 更复杂。

008004电容器特征尺寸比较。

更小的封装始终受到追捧，因为它们不仅代表了PCB上的实际面积减少；它们通常也代表成本降低。随着这些更小的封装被采用到设计中并且它们的受欢迎程度增加，它们取代了它们更大的前辈，这些前辈随后变得更加昂贵并最终过时。供应链动态迫使设计采用微型化并不少见，即使这些设计本不必要实施微型化。

挑战的选择

为重新设计的测试板选择组件不仅仅是关于采用最新技术——它还涉及到导航它们所呈现的挑战。微型化带来了一系列独特的障碍给PCB组装者，从确保在高密度区域进行适当的焊接到解决在扩展过程中出现的设计相关问题。

选择过程不仅仅关于组件大小，还包括位置、旋转、焊盘布局、热缓解以及在SMT生产线上通常遇到的其他考虑因素。

一些新的测试特性包括：

• 墓碑巷
  重新设计的板上的一个突出特性是我们亲切地称之为“墓碑巷”。在重流焊过程中，一个组件在一端竖立起来的现象，称为墓碑现象，这是微型化组装中常见的挑战。墓碑巷是测试板上一个专门设计的区域，旨在测试和解决墓碑问题。它让我们探索创新解决方案，并改进我们的组装技术以有效地缓解这一挑战。在此处添加链接到墓碑博客。
• 领先边缘效应
  在PCB焊盘上首先被打印的焊膏沉积通常比板上其他部分的重复性要差得多。这种效果在两个打印方向上都会发生。焊盘越小且越紧密地打包，这种效果就越明显。领先边缘测试将使装配者能够评估组件位置的影响，并学习如何解决它。
• 非轴向放置
  只有0、90、180或270度方向放置的日子早已一去不复返了。现在，将所有需要的组件放入特定形状因素中需要以30、45或60度，甚至是自定义角度进行放置。这可能给放置和检查带来挑战。从0201（0603M）到008004（0201M）大小的组件被放置在传统方向以及典型的非轴向角度，以测试机器的能力。
• 用LED照亮洞察力：
  测试板的另一个令人兴奋的新增功能是将LED纳入离散组件的图案中。虽然看似是一个小而简单的添加，但它们服务于多个目的。
  • 首先，它们执行电路测试功能：如果所有25个组件都焊接正确，它们就会亮起。
  • 其次，它们提供检查和故障排除功能：如果LED灯不亮，装配工可以检查50个焊点以找到缺陷。
  • 第三，它们充当返工培训辅助工具。如果返工正确，灯就会亮。

微型化设备带来了一系列新的返工挑战。LED灯为测试过程增添了动态和互动元素，增强了实用性和教育价值。

在未来的博客中，我们将深入探讨超高密度互连（ultra-HDI）制造，更具体地讲，是如何通过各种超高密度互连制造技术不仅提高PCB走线和间距的产量，还提高这些紧密间距焊盘的产量。整个行业正经历一个陡峭的学习曲线，而印刷电路板制造商和印刷电路板装配商正在导航这一学习曲线，最终为印刷电路板设计师提供设计指南。

要了解更多关于SMTA超高密度互连装配测试板的信息，请收听Zach Peterson和Chrys Shea在这个OnTrack Podcast中的讨论。