Chatting Ultra HDI: Chrys Shea, PCB-Miniaturisierung & bevorstehende Herausforderungen

In dieser Folge des OnTrack Podcasts erkundet der Gastgeber und Technikberater Zach Peterson zusammen mit Chrys Shea, der Präsidentin von Shea Engineering, die revolutionäre Welt des Ultra HDI. Die beiden enthüllen die Zukunft des PCB-Lötens und der Miniaturisierung und beleuchten die komplexen Herausforderungen, die bevorstehen, sowie die Durchbrüche, die am Horizont erscheinen. Chrys, bekannt für ihre Expertise, teilt unschätzbare Einblicke in die Entwicklung von Testfahrzeugen für das Löten und das Navigieren durch die Komplexitäten der Ultra HDI-Montage. Dieses Gespräch verspricht ein tiefes Verständnis der bahnbrechenden Fortschritte, die die Zukunft der Elektronikfertigung prägen.

Verpassen Sie nicht die Expertenführung und innovativen Strategien, die von Chrys Shea, einer führenden Stimme in der Welt der SMT-Montage und des PCB-Designs, präsentiert werden.

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Wichtige Höhepunkte:

• Einführung von Chrys Shea, Präsidentin von Shea Engineering, die über ihre Beteiligung an der Entwicklung von Testfahrzeugen für das Löten spricht, insbesondere mit Fokus auf Ultra High-Density Interconnect (UHDI).
• Diskussion über die Wichtigkeit, von Anfang an einen Plan zu haben, insbesondere in Bezug auf die Behandlung von Defekten und DFM (Design für die Fertigbarkeit) Überlegungen.
• Chrys Sheas Hintergrund als SMT (Surface Mount Technology) Montageprozessingenieurin und ihr Übergang zur unabhängigen Beratung, spezialisiert auf Löten.
• Überblick über das für den Lötpastendruck entwickelte Testfahrzeug und seine Entwicklung, um verschiedene Lötprozesse und Komponentengrößen, einschließlich BGAs, QFNs und kleinerer Passivkomponenten, zu berücksichtigen.
• Einführung des neuen Testfahrzeugs für UHDI-Montage, das die erhöhte Dichte und Herausforderungen wie Off-Axis-Platzierungen und den Leading-Edge-Effekt beim Schablonendruck hervorhebt.

Weitere Ressourcen:

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• Lesen Sie diesen Artikel, um mehr über den Montageprozess für Miniaturisierung und Ultra-HDI-Technologie zu erfahren
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Transkript:

Zach Peterson: Was ist der Plan? Gibt es einen Plan oder werden wir einfach einige Experimente durchführen und sehen, was passiert?

Chrys Shea: Es heißt, den Prozessingenieur so lange zu schlagen, bis die Fehler reduziert sind. Der ganze Punkt aus meiner Sicht als DFM-Jünger ist, die Diskussion im Voraus mit den Designern zu führen, damit wir wissen, was zu erwarten ist.

Zach Peterson: Hallo, alle zusammen, und willkommen zum Altium OnTrack Podcast. Ich bin Ihr Gastgeber, Zach Peterson. Heute werden wir mit Chrys Shea sprechen, der Präsidentin von Shea Engineering. Chrys ist an der Entwicklung von Testfahrzeugen für das Löten beteiligt. Und ich bin sehr gespannt darauf zu erfahren, was sie macht und einige der Arbeiten, die sie im Bereich UHDI durchführt. Chrys, vielen Dank, dass Sie heute bei uns sind.

Chrys Shea: Danke, Zach, dass du mich eingeladen hast. Ich schätze diese Gelegenheit sehr.

Zach Peterson: Absolut. Wir freuen uns, Sie hier zu haben. Ich habe viele Male gesagt, ich habe versucht, es mir zum Ziel zu machen, ein bisschen mehr darüber zu erfahren, was mit der Fertigung über DFM hinaus passiert, also bin ich wirklich aufgeregt dafür.

Chrys Shea: Ausgezeichnet. Ich habe DFM im Graduiertenstudium studiert, also bin ich seit den letzten 35 oder 40 Jahren ein Jünger von Boothroyd Dewhurst, also liebe ich dieses Zeug.

Zach Peterson: Fantastisch. Das ist großartig. Wenn Sie könnten, erzählen Sie uns einfach, was Sie tun.

Chrys Shea: Ich bin seit 1990 SMT-Montageprozessingenieurin, also bin ich von 25 Mil Pitch zu Kupferpfeilern gegangen und es war eine großartige, großartige Reise. Ich habe meine ersten 20 Jahre in der Industrie verbracht, ungefähr 10 auf der Benutzerseite, Montagelinien und NPI-Linien betreibend und DFM machend und die nächsten 10, auf der Lieferantenseite, Materialien und neue Prozesse entwickelnd. Und vor fast 16 Jahren, jetzt fast 16, beschloss ich, mich selbstständig zu machen. Und seitdem bin ich unabhängige Beraterin. Jetzt habe ich den Spitznamen, die Königin des Lötens bekommen, und das nehme ich nicht auf die leichte Schulter. Ich bin sehr dankbar dafür.

Zach Peterson: Nun, Eure Hoheit. Das ist interessant. Ich wusste nicht, dass es SMT-Lötberater gibt. Ich wusste nicht einmal, dass das eine Sache ist.

Chrys Shea: Es ist eine Art Nische. Ich mache keine Werbung. Ich betreibe kein Marketing. Ich mache keinen Verkauf. Es läuft mehr oder weniger über Mundpropaganda und es ist schon seit langem wirklich sehr erfüllend.

Zach Peterson: Das ist fantastisch. Das ist fantastisch. Es ist immer großartig, wenn man sich selbstständig machen und wirklich etwas tun kann, was man machen möchte, und diese Anerkennung bekommt.

Chrys Shea: Die Leidenschaft, die Leidenschaft für das Herstellen von Lötverbindungen. Ich liebe es, Lötstellen zu machen.

Chrys Shea:: Ich fühle es.

Zach Peterson: Ich fühle es. Also, eine der Sachen, die ich gesehen habe, die du machst, ist die Entwicklung von Testfahrzeugen für das Löten. Ist das korrekt?

Chrys Shea: Ja, ja.

Zach Peterson: Und du warst kürzlich an der Erstellung eines ziemlich komplexen Testfahrzeugs für UHDI-Montage beteiligt?

Chrys Shea: Ja, in der Tat. Was wir damit gemacht haben, war, dass wir vor einigen Jahren, wahrscheinlich vor fünf, sechs Jahren, ein Testfahrzeug für den Druck von Lötpaste entwickelt haben. Wir haben es 2019 eingeführt. Und es wurde ursprünglich für Tests des Lötpastedrucks verwendet und es hat 25 verschiedene Pastentests in eine Platine eingebettet. So kann ein Monteur innerhalb einer halben Schicht entscheiden, ob dies die richtige Paste ist. Und man kann sie alle auf einer Skala einordnen und die beste Paste für ihren Montagebetrieb auswählen. Und auch wissen, welche Kompromisse damit verbunden sind. Seitdem wir das als einfaches Testfahrzeug für Lötpaste eingeführt haben, haben wir es für den Druck von Paste, die Bewertung von Schablonen, die Bewertung aller neuen Nanobeschichtungen, die herausgekommen sind, die Bewertung der neuen Arten von Rakeln, die herausgekommen sind, verwendet, um zu sehen, wie dünn wir auf einer Fertigung gehen können, bevor wir eine feste Plattenunterstützung benötigen, wie wir die Schablone unterwischen, die verschiedenen Arten von Lösungsmitteln, die wir verwenden können, das ist Drucken. Dann gehen wir zur Platzierung, und dies wurde verwendet, um 01005 und 008004 Montageprozesse zu entwickeln. Und Sie bemerken, ich sage oh-oh, anstatt oh-oh, weil wenn Sie die Menge an Stücklisten sehen, sagen wir alle oh-oh, 008004s. Wir haben es auch verwendet, um die Fähigkeit von 0,4 Millimeter BGA zu beweisen. Und ein interessantes Feedback, das ich kürzlich erhalten habe, war die Überprüfung der Platzierungsrate, denn in der SMT-Platzierungswelt haben wir Platzierungsraten nach IPC-Standards und jeder macht seinen Test ein bisschen anders. Also haben diese Leute das Board genommen. Und wir machen eine Sache, wo wir doppelseitiges Klebeband aufkleben und dann platzieren und die Platzierung verifizieren. So konnten wir Platzierungsraten und Platzierungsorte verifizieren. Dann, wenn wir zum Reflow kommen. Wir haben es für das Entleeren bei Bauteilen mit unterer Anschlussfläche, QFNs, Transistoren und den 008004s verwendet, die jetzt in Ihrem Telefon sind. Und wir haben es auch verwendet, um viele Designregeln zu entwickeln, Maske versus metalldefinierte Pads basierend auf der Größe der Merkmale, quadratische versus kreisförmige Pads, Optimierung unserer Aperturdesigns für diese kleinen Pads. Also persönlich haben wir eine ganze Menge damit gemacht und viele der großen CEMS und OEMs haben es übernommen, um es als ihre Testfahrzeuge zu verwenden. Manchmal modifizieren sie es, die Pastenlabore verwenden es. Also hat es viel Laufleistung bekommen, aber es wurde ursprünglich für den Zeitraum von drei bis fünf Jahren entworfen und wir haben diesen Zeitraum erreicht. Also war es Zeit, es zu drehen.

Zach Peterson: Okay.

Zach Peterson: Und so kommt es zum Ultra HDI.

Chrys Shea: Sicher. Und jetzt, da wir bei 25 mil Linien und Abständen angelangt sind, bin ich sicher, dass das ein paar Herausforderungen mit sich bringt, richtig? Eine wäre die Dichte und dann, was wäre die andere Herausforderung? Vielleicht sagen wir mal Padgrößen.

Chrys Shea: Pad-Größen und -Dichte. Du triffst den Nagel auf den Kopf, denn, nun, wenn ich dir die gute und die schlechte Nachricht gebe, die gute Nachricht für die Montagebetriebe ist, dass wir keine Komponenten kleiner als die 008004er bekommen haben. Die schlechte Nachricht ist, dass wir sie in größeren Mengen und höheren Dichten packen und sogar diese winzigen Pad-Größen noch unter die IPC-Mindest-Maximal-Materialbedingungen schrumpfen, um sie alle auf der Platine unterzubringen. Was Ultra HDI für die Montage bringt, sind einfach viel mehr der gleichen Herausforderungen in größeren Mengen. Ich bin seit 35 Jahren SMT-Prozessingenieur. Die drei Gewissheiten in meinem Leben sind Tod, Steuern und Miniaturisierung. Das kommt seit 35 Jahren und wird weiterhin kommen. Und das ist es, was uns, ich weiß nicht, fasziniert, beschäftigt und inspiriert, schätze ich.

Zach Peterson: Das ist interessant. Du hast erwähnt, dass Pad-Größen verkleinert werden, unter welche IPC-Mindeststandards fällt das? Ich denke 7351.

Chrys Shea: 7525.

Zach Peterson: Hat IPC das also nicht erwartet oder warten sie immer nur darauf, dass die Leute etwas tun und entwickeln dann später den Standard?

Chrys Shea: Nun, da die Standards auf Erfahrungen basieren, müssen wir die Erfahrungen sammeln, bevor wir den Standard entwickeln können. Es ist eine Art Henne-Ei-Problem.

Chrys Shea: Und dann auf der Testplatine, könntest du sie uns einfach einen Moment hochhalten, denn du hast sie kurz auf dem Bildschirm gezeigt. Ich möchte den Leuten nur einen schnellen Blick darauf geben und vielleicht eine Beschreibung dessen, was wir hier sehen. Aber es sieht so aus, als hätten wir viele verschiedene Komponenten. Ich nehme an, es gibt keine Verdrahtung, aber wir haben Pads und alles für viele verschiedene Komponenten, alle irgendwie gitterförmig angeordnet und in ihren eigenen Bereichen aufgereiht. Welche Komponenten sind hier drauf? Ich weiß, du hast wirklich kleine SMD-Passive erwähnt, aber es sieht so aus, als gäbe es wahrscheinlich einige Plätze für vielleicht QFNs.

Chrys Shea: Ja. Das sind 05 BGAs mit 0,5 Millimeter Pitch. Diese sind ein wenig schwer zu sehen. Sie sind 0,4 Millimeter BGAs. Und an der Seite kommen 0,3 Millimeter BGAs herunter. Dann haben wir hier 0,4 QFN, das ist der feinste Pitch, den wir bekommen können. Und es war eine Legacy-Platine, auf der wir einige 1206er, einige 0603er, einige 0402er hatten, die alle für die nächste Version entfernt wurden. Wir haben 0201er, 0105er und unsere Lieblings-0804er. Diese Platine war gut für Tests der Paste, aber sie hat die Miniaturisierungsstufen nicht wirklich vorangetrieben. So wie die neue Platine die Miniaturisierungsstufen oder die Packungsdichtestufen vorantreibt.

Zach Peterson: Okay. Ich ermutige jeden, der dies auf Audio hört, zu YouTube zu kommen und sich das anzusehen, damit sie tatsächlich sehen können, wie eine dieser Platinen aussieht.

Chrys Shea: Und wenn du ein gutes Bild davon sehen möchtest, sheasmt.com. Wenn du zur SMTA-Platine gehst, gibt es einige schöne Bilder von den Ober- und Unterseiten.

Zach Peterson: Da haben wir es. Perfekt. Eine Sache, die ich mich hier frage, ist, dass wir über ein Testfahrzeug sprechen, das in den letzten Jahren anscheinend ziemlich umfangreich genutzt wurde. Wie üblich ist es für einen Hersteller, diese Art von Platinen zu verwenden, um vielleicht ihren Prozess entweder für die Massenproduktion oder die Herstellung hoher Komplexität zu qualifizieren?

Chrys Shea: Die großen CEMs, die Top-Tier, haben alle ihre eigenen internen Testfahrzeuge. Die Tier-Zwei abwärts in der Regel nicht. Also, diese Platine für ungefähr 30 $ zu kaufen, ist weitaus wirtschaftlicher, als eine der eigenen Produktionsplatinen zu verwenden. Und sie hat viel mehr Tests darin. Es gibt tatsächlich 25 verschiedene Lötpastentests und DOE ist in diesem Design eingebettet. Es ist schneller, es ist billiger und es ist effizienter. Was gibt es da nicht zu lieben?

Zach Peterson: Das ist interessant. Sie verwenden ein Testfahrzeug, aber ich würde zumindest für die Qualitätskontrolle denken, dass sie tatsächlich eines der Produktionsboards verwenden könnten oder vielleicht nur die Oberflächenschichten eines Produktionsboards, da sie nicht alle internen Verbindungen benötigen. Sie brauchen wirklich nur die Pads, wenn sie nur das Löten qualifizieren wollen, ist das korrekt?

Chrys Shea: Genau, genau. Und diese sind tatsächlich zu Goldfingern herausgeführt. Es sind alles Daisy-Chain-Komponenten und sie sind zu Goldfingern herausgeführt. So können Sie es in eine thermische Wechselkammer legen, um Ihren Lötprozess zu beweisen.

Zach Peterson: Verstanden, verstanden. Okay. Es klingt also so, als würde praktisch jeder Monteur irgendeine Art von Testfahrzeug benötigen, um seinen Prozess auf irgendeiner Ebene zu beweisen, und dann können sie zuverlässig zu ihren Kunden gehen und sagen: Hey, wir können 0201s, 0105s machen.

Chrys Shea: Genau, genau. Und es ist viel einfacher, dies auf einem Testfahrzeug zu tun als auf dem Board eines Kunden, das möglicherweise in Auftrag gegeben wurde, oder Ihrem eigenen miniaturisierten Board, von dem wir wissen, dass sie eher im höheren Preissegment liegen als Ihre Standardboards. Es macht also für viele Leute Sinn, dies zu nutzen. Und manchmal verwenden wir es, um einen Prozess zu bewerten, um zu sehen, wie fein ein Pitch ein Auftragsfertiger gehen kann. Vielleicht sind sie bei 05 BGA qualifiziert, bei 04 marginal und bei 03 haben sie keine Fähigkeit. Es ist also gut, das benchmarken zu können, damit sie besser mit ihren OEMs kommunizieren können, was ihre Fähigkeiten sind oder wo sie sich verbessern müssen.

Zach Peterson: Also jetzt im neuen Testfahrzeug, das neue Testfahrzeug, es klingt so, als würde es die Dichte wirklich auf ein neues Niveau bringen, richtig? Wir haben bereits 008004 erreicht, jetzt werden sie wirklich in einen kleinen Raum gepackt. Wie sieht dieses neue Testfahrzeug aus?

Chrys Shea: Lass mich meinen Bildschirm teilen.

Chrys Shea: Okay.

Chrys Shea: Und zeige dir, was wir hier am Kochen haben. Im Moment bezeichne ich dies als das Mechanische, weil wir nur unsere oberen Schichten haben und wir werden die Vision für die inneren Schichten teilen. Siehst du das jetzt? Das ist unser neues SMTA-Testfahrzeug zu sehen. Wir sind jetzt bei Revision 2.3 von 2.1.

Zach Peterson: Also wirklich, wirklich schnell für alle, die über Audio zuhören, wir sehen die gleiche Art von Sache. Wir haben Gruppierungen von Komponenten in verschiedenen Bereichen des Boards. Wieder sieht es aus wie viele dieser gleichen Arten von Komponenten. Und ich sehe sogar, was wie eine Drehung einiger dieser Komponentengruppen aussieht.

Chrys Shea: Ja. Die Miniaturisierung bringt uns viel mehr, was wir in der Montage als Off-Axis-Platzierung bezeichnen. Die meisten unserer Platzierungen waren historisch bei Null oder 90 horizontal oder vertikal. Aber wenn wir zu dichteren und dichteren Verpackungen kommen, sehen wir viel mehr bei 45ern, ein paar hier bei 30 und 60 Grad, aber wir haben sie nicht auf das Board gesetzt. Und es gibt immer diesen seltsamen Winkel irgendwo, wo nur 17 Grad passen würden. Das Problem mit den Off-Axis-Platzierungen ist nicht unbedingt das Drucken oder die Platzierung oder das Reflow. Die sind alle noch ziemlich einfach. Aber wir geraten in Schwierigkeiten, wenn wir diese dichte Packung und diese Off-Axis-Platzierungen haben und wir nach automatischer Inspektion suchen. Die automatische optische Inspektion wurde im Laufe der Jahre nicht für Off-Axis-Platzierungen entwickelt. Also stoßen wir auf Dinge wie Schattenbildung und wir haben kleine Komponenten. Das wird uns also helfen, unsere Algorithmen in Zukunft zu verfeinern.

Zach Peterson: Ich verstehe, ich verstehe. Okay. Welche Arten von Dingen haben wir hier auf diesem Board? Es sieht so aus, als hätten wir oben einige der BGAs.

Chrys Shea: Ja. Und lassen Sie mich ein wenig erklären, warum einige dieser Layouts uns ein wenig merkwürdig erscheinen. Es gibt eine Situation beim Drucken von Lötpaste mit Schablonen, die wir den Leading-Edge-Effekt nennen. Die ersten paar Pads in jeder Richtung des Schablonenwischers weisen immer eine enorme Menge an Variationen auf, viel mehr als die dritte oder vierte Reihe von Pads. Und das liegt daran, dass wir die Paste ins Rollen bringen und abscheren müssen, und wir bekommen sie einfach nicht genug abgeschert, bis wir die ersten paar Reihen erreichen. Also haben wir den Leading-Edge-Effekt dokumentiert. Einige der Schablonendruckerhersteller haben Funktionen eingeführt, um ihn zu überwinden. Aber was wir hier tun, ist, dass wir die BGAs staffeln und Dummy-Pads vorne einfügen, damit wir den Leading-Edge-Effekt absolut quantifizieren können. Und sobald wir ihn quantifiziert haben, dann können wir ihn durch Schablonen, Wischer und Maschinenvariablen angehen. Dies ist das erste Testfahrzeug, das wir haben, bei dem wir uns wirklich auf diesen Leading-Edge-Effekt konzentrieren können. Also sehen Sie, wir haben 1, 2, 3, 4 dieser 04 BGAs genau dort platziert, wo wir sie am Leading Edge positionieren würden. Und wir haben diese drei versetzt und die Dummy-Pads hinzugefügt. Und was wir beim Drucken sehen werden, ist, dass A1, Reihe A auf diesem Gerät viel besser drucken wird als Reihe A auf jenem Gerät. Wie viel besser? Das werden wir herausfinden, wenn wir damit beginnen, dies zu betreiben.

Zach Peterson: Wenn ich darf, wenn Sie sagen besser drucken, was genau meinen Sie damit?

Chrys Shea: Und beim Drucken ist das Ziel, die Variation zu reduzieren.

Zach Peterson: Verstanden, okay.

Chrys Shea: Wenn wir uns unsere Lötpastenablagerungsvolumen ansehen, wollen wir, dass sie alle innerhalb... Wir verwenden, was wir einen Variationskoeffizienten nennen. Wir wollen, dass alles innerhalb von 10% des Mittelwerts liegt. Und das bedeutet, unser Prozess ist unter Kontrolle. Wenn wir Variationen haben, die über 15% des Mittelwerts liegen, bedeutet das, unser Prozess ist außer Kontrolle. Bei so kleinen Dingen brauchen wir unseren Prozess unter Kontrolle.

Zach Peterson: Sicher. Also diese oberste Reihe in diesen BGAs, wo sie entlang der Ablagerungsrichtung liegt, die würde zuerst getroffen.

Chrys Shea: Ja.

Zach Peterson: Besser bedeutet einfach, dass diese Reihe viel mehr wie alle anderen Reihen aussieht. Ja, also was wir hier auf dem Bildschirm haben, sind ein paar Grafiken. Wir haben ein Balkendiagramm und wir haben ein Liniendiagramm, das ich vermute, die Variation aufgrund des Leading-Edge-Effekts bei BGAs quantifiziert.

Chrys Shea: Genau. Und das war bei 0,4 Millimeter BGAs von der alten Version des Boards. Jetzt, da wir eine neue Version haben, ist dies plötzlich die alte. Und man kann sehen, Reihe eins, wenn es um die Lötpastenablagerung ging, war sie ein wenig leichter als Reihe zwei oder Reihe drei. Diese waren mit unterschiedlichen Wischvorgängen, aber auch hier sehen Sie die Variation in Reihe eins, selbst die beste war außer Kontrolle. Wir waren bei etwa 18%. Dies ist 25% Variation, dies ist 30% Variation. Wenn wir zu Reihe drei kommen, sind wir ziemlich viel unter Kontrolle. Wir wollen weniger als 10, wir sind okay mit weniger als 15. Also haben wir die grünen und die gelben Punkte dort. Das illustriert wirklich, dass die erste Reihe außer Kontrolle ist. Der Unterschied in den Ablagerungen ist zu groß. Und wir werden am Ende entweder mit offenen oder kurzen Verbindungen enden, meistens offene in der ersten Reihe. Sobald wir zur dritten kommen, sind wir in wirklich guter Verfassung.

Zach Peterson: Ist die Botschaft hier an den Designer also im Grunde, hey Designer, du musst mindestens zwei Reihen von Dummy-Pads entlang dieser Druckrichtung hinzufügen? Oder ist das etwas, was der-

Chrys Shea:Oh Gott, wenn ich das nur könnte.

Zach Peterson: Ist das etwas, was der Monteur nachträglich machen muss? Denn ich könnte mir eine wirklich komplexe, sehr dichte Platine vorstellen, die zur Überprüfung kommt und jemand sagt: "Hey Designer, du musst hier diese Pads hinzufügen." Oh, es tut mir leid, das bedeutet, diese 50 Komponenten müssen jetzt um einen Millimeter zurückversetzt werden, was, wenn man im HD... Ich meine, selbst im Bereich der Standardkomplexität kann das für Sie ein Spielveränderer sein.

Chrys Shea: Ja, ja. Ich kann fragen, aber ich weiß, dass ich es nicht bekommen werde. Was wir im Druckbereich tun, ist, dass wir, wenn die Dinge dichter werden, immer mehr Zeugen davon werden. Das ist, soll ich sagen, seit mindestens 10 Jahren eine Legende der Prozessingenieure. Und jetzt sehen wir es immer mehr. Also testen wir jetzt auch immer mehr dafür. Wir können keine Pads hinzufügen. Ach, wenn wir das nur könnten. Was wir tun, ist Dinge wie die Geschwindigkeit des Rakels erhöhen, bis wir zum Druckbereich kommen, damit wir ein bisschen mehr Scherung bekommen, oder wir starten den Rakel weiter weg vom Druckbereich, damit wir ein bisschen mehr Bewegung bekommen und ein bisschen mehr Scherung darin bekommen. Und ich habe tatsächlich eine Idee, die ich noch nicht teilen kann, aber hier gibt es eine Lösung für dieses Problem. Wenn ich es einfach schließe, werde ich es nicht patentieren können. Also werden wir später darüber sprechen.

Zach Peterson: Okay. Okay. Nachdem du das Patent erhalten hast, lass uns sicher darüber sprechen, denn es klingt interessant.

Chrys Shea: In Ordnung.

Zach Peterson: Eine Sache, die mir am Testfahrzeug aufgefallen ist, waren diese BGAs. Der größte Teil dieses zentralen Bereichs ist im Testfahrzeug ausgespart und es gibt keine Pads. Aber wenn man sich die meisten BGA-Komponenten ansieht, füllen sie tatsächlich die gesamte Unterseite des Pakets mit Pads. Warum wurde das Testfahrzeug so entworfen, dass dieses zentrale Quadrat von Pads weggelassen wurde?

Chrys Shea: Das ist so entworfen, weil wir Dummy-Komponenten verwenden und so sind die Dummy-Komponenten entworfen. Glaub mir, wenn wir uns drei Reihen an der Peripherie ansehen oder eigentlich ist das die eine, vier Reihen an der Peripherie, das reicht uns aus. Wenn wir hierher kommen und uns den 03 BGA ansehen, sehen Sie viel mehr Dichte und Sie sehen auch die Pads in den iOS in der Mitte.

Zach Peterson: Ich verstehe. Okay. Also habe ich mir die falschen BGAs angesehen.

Chrys Shea: Nun, wir sehen alle möglichen Arten von BGAs. Es kommt darauf an. Aber für unsere Zwecke, weil wir die elektrische Kontinuität zeigen wollen, müssen wir die Daisy-Chain-Versionen verwenden.

Zach Peterson: Ja, das ist sehr interessant. Und dann sehe ich, dass Sie auch immer noch die Goldfinger entlang der Kanten haben.

Chrys Shea: Ja. Ja. Die meisten dieser Komponenten haben eine einzelne Daisy-Chain, die zu den Goldfingern führt, weil diese so herausfordernd sind, haben sie tatsächlich zwei Daisy-Chains, eine für das äußere Array oder Perimeter-Array und eine für das innere Array. Denn was wir tun, ist, wir setzen diese in Kammern, wir zyklisieren sie thermisch, wir überwachen den Widerstand, und wir können vorhersagen, wann eine Verbindung reißt.

Zach Peterson: Wirklich?

Chrys Shea: Ja.

Zach Peterson: Okay, einfach indem man den Widerstand in Echtzeit beobachtet.

Chrys Shea: Ja, ja. Denn wenn der Riss durch die Verbindung fortschreitet, wird die Querschnittsfläche, die den Strom leitet, kleiner-

Zach Peterson: Beginnt zu sinken.

Chrys Shea: Und von da an ist es zurück zu deiner Physik aus der Schule.

Zach Peterson: Okay, das ergibt Sinn. Das ergibt Sinn. Das wäre also nur für Verbindungen an der Oberfläche, richtig? Das ist nicht wie ein internes Merkmal wie ein Mikrovias.

Chrys Shea: Nein, ist es nicht. Aber du hast gerade den Vorteil dieses Redesigns und die Verwendung der Daisy-Chain angesprochen. Wenn wir diese Daisy-Chain aufbauen, sehen Sie, dass alle Verbindungen jetzt auf der obersten Schicht sind und die anderen Verbindungen innerhalb der Komponente gemacht werden. Meine Vision für dieses Board ist, dass wir Durchkontaktierungen und Pads durchstoßen, wir setzen einige blinde Vias ein, wir verbinden intern und vielleicht sogar durch einige vergrabene Vias und kommen dann wieder zu den Pads hoch. Also anstatt diese eine kleine Spur, die diese verbindet, würden wir tatsächlich durchstoßen, durch das Innere des Boards gehen und wieder hochkommen, die Oberfläche ersetzen.

Zach Peterson: Richtig. Also für jeden, der uns nur hört, wir haben kleine Verbindungen, die benachbarte Pads verbinden. Aber worüber du sprichst, ist, lass uns die Verbindungen loswerden, werfen wir ein paar Mikrovias in die Pads.

Chrys Shea: In der Tat.

Zach Peterson: Und möglicherweise sogar gestapelte blinde und vergrabene Mikrovias in den Pads.

Chrys Shea: Ja. Genau, genau, genau, genau, genau. Die Welt liegt uns zu Füßen. Wir können alle möglichen Dinge ausprobieren. Idealerweise würde ich gerne eine Art von Verbindung an einem Rand mit einem Array ausprobieren und dann eine andere Art im nächsten und eine weitere im nächsten, denn das wird es uns leichter machen herauszufinden, wo unsere Unterbrechungen auftreten.

Zach Peterson: Richtig. Denn dann könnte jemand, ich nehme an, einfach eine Linie entlang der Platine ziehen, wo sie schneiden müssten, um einen Mikroabschnitt zu machen.

Chrys Shea: Ja, ja.

Zach Peterson: Ich verstehe. Okay. Also hast du jetzt, sagen wir, 25 verschiedene Mikroabschnittstests in einen einzigen Teil des Coupons integriert.

Chrys Shea: Es ist wunderschön, nicht wahr?

Zach Peterson: Ja, ja. Das ist wirklich cool.

Chrys Shea: Eine der Sachen, die wir machen, ist, viele DOE- und Erkundungsmöglichkeiten in diese Testfahrzeuge zu integrieren.

Zach Peterson: Bekommt ihr Anfragen für speziell angefertigte Testfahrzeuge?

Chrys Shea: Ja, bekommen wir. Ich sehe das Logo der SMTA ist hier drauf, aber ich könnte mir vorstellen... Nehmen wir an, Lockheed Martin möchte sein eigenes Testfahrzeug. Raytheon möchte sein eigenes Testfahrzeug.

Chrys Shea: Ich habe mit einer Reihe von Montageunternehmen am ursprünglichen Testfahrzeug gearbeitet. Wenn sie eine Anpassung wünschen, können wir das machen. Und wenn du dir hier diesen großen offenen Raum ansiehst, den ich zeige, nennen wir das Green Acres.

Zach Peterson: Green Acres. Okay.

Chrys Shea: Green Acres. Also können wir dort alles unterbringen, was jemand möchte. Das SMT-Logo auf der Platine, wir haben eine Lizenzvereinbarung. 10% des Kaufpreises unserer Platinen gehen an die SMTA, um die nächste Generation von Ingenieuren für die Arbeitskräfteentwicklung und junge Fachkräfte zu fördern. Darauf sind wir wirklich stolz, denn wir lieben es, die jungen Leute hochzubringen.

Zach Peterson: Ja, ja. Ich denke, das ist extrem wichtig und ich finde es großartig, dass ihr das macht. Noch etwas hier links, wieder für jeden, der uns nur hört, es sieht so aus, als gäbe es hier auf dieser Platine einen Bereich, der vom Hauptboard durch einige Maus-Bisse getrennt ist. Warum habt ihr diesen anderen abtrennbaren Bereich auf diesem Testboard?

Chrys Shea: Das ist wirklich cool. Die Oberflächenisolationswiderstandsfähigkeit wird immer wichtiger, da die Feature-Größen schrumpfen und die Biases zunehmen. Kurz gesagt, der Oberflächenisolationswiderstand ist die Leitfähigkeit Ihrer Flussmittelrückstände oder aller Rückstände, die zurückgeblieben sind. Wenn wir Hochgeschwindigkeitssignale verwenden, können wir viel Übersprechen bekommen. Wenn wir in rauen Umgebungen sind, Salznebel, solche Dinge. Wir können dendritisches Wachstum bekommen, besonders in feuchten Umgebungen. Also haben wir einige IPC-Testcoupon-Designs für Oberflächenisolationswiderstand, aber sie sind indikativ für unsere Industrie vor 10 bis 15 Jahren. Jetzt, da wir in die Miniaturisierung und 25 Mikron Raum und Spur eintreten, müssen wir unser SIR-Kommunikationssystem überdenken. Also haben wir diesen Platz auf beiden Seiten der Platine für einige Entwicklungs-Oberflächenisolationswiderstandstests reserviert. Und obwohl man sie auf dieser Seite nicht sehen kann, ist die Rückseite dieses Tabs vergoldet, damit wir sie in die SIR-Kammern stecken, sie unter Hitze, Feuchtigkeit und verschiedenen Biases laufen lassen und die Kontinuität überwachen und sehen können, wann wir die Kurzschlüsse bekommen.

Zach Peterson: Ich verstehe. Okay, das ergibt vollkommen Sinn. Ich habe sogar in meinem Kopf vorgestellt, sobald du mit Mikrovias in Pad beginnst, könnte das auch sein eigener abtrennbarer Bereich sein. So könntest du nur diesen Teil davon mikrosektionieren, während du den Rest intakt lässt.

Chrys Shea: Ja, ja, das können wir. Tatsächlich.

Zach Peterson: Okay. Macht viel Sinn. Also, ich denke, je mehr UHDI-Verpackungskapazitäten zurück in die Staaten kommen, werden viele Fertigungsbetriebe natürlich versuchen, ihre Fähigkeiten zu verbessern, um von diesem neuen Markt zu profitieren. Und das sehen wir bereits ein wenig. Ich meine, ASC und ich denke, Calumet, die in diese Richtung gehen, und sie werden wahrscheinlich MSAP oder SAP als fortgeschrittene Verarbeitungstechnik für die Fertigung betrachten. Wo findet ein Testfahrzeug wie dieses Anwendung in diesem Bereich? Gilt es im Bereich der Mikrovias und Pads, wo man dann diese vertikalen Verbindungen herstellen muss?

Chrys Shea: Es findet dort Anwendung. Und tatsächlich auch an einer Reihe anderer Stellen. Wenn man sich diese Wafer-Level-Pakete hier ansieht, können wir diese nicht mit einem subtraktiven Ätzprozess erstellen.

Zach Peterson: Okay.

Chrys Shea: Wir können es versuchen, aber wir werden dabei keine gute Arbeit leisten. Okay. Diese Dinge müssen additiv oder semi-additiv hergestellt werden. Wir haben mit ASC an einigen dieser Designelemente gearbeitet und planen, im Laufe der Zeit noch viel mehr auf die Platine zu bringen.

Zach Peterson: Okay. Also, das ist nicht nur ein PCB-Testfahrzeug. Jetzt ist es wirklich auch ein Verpackungstestfahrzeug.

Chrys Shea: Ja, ja. Ich freue mich darauf, einige interne Ultra-HDI-Schichten hier einzubauen, um Mikrovias in Pads, vergrabene Vias, blinde Vias, gestapelte vergrabene Vias zu überprüfen. Ich denke, das wird für viele von uns wirklich sehr aufschlussreich sein. Und wir sprechen nicht nur über das Testen des Fertigungsprozesses, sondern auch über die verschiedenen Materialien, die von den verschiedenen Laminatlieferanten kommen, damit wir verstehen können, welche bei höheren Produktionsniveaus von Ultra-HDI besser miteinander kompatibel sind.

Zach Peterson: Ja, ich habe das Materialende davon total übersehen, weil ich weiß, dass Aufbaumaterialien wichtiger werden. Ich warte immer noch darauf, dass etwas kommt und... Was ist es? Ajinomoto-Aufbaufilm für Verpackungen ersetzt. Also sieht das wie das perfekte Fahrzeug aus, um einige davon zu testen.

Chrys Shea: Das ist es. Und es ist aufregend, weil ich gerade genug über die Fertigung weiß, um gefährlich zu sein, aber ich bin wirklich auf die Montage spezialisiert, also tauche ich jetzt ein wenig mehr in die Fertigung und Ultra-HDI ein. Und es ist eine wunderbare Lernerfahrung für mich, sowie wahrscheinlich für jeden anderen in der Branche. Eines der Dinge, die wir vorhaben zu tun, ist, wenn ich in diese Kappen und Widerstände hineinzoomen kann, diese sind auch Dummy-Komponenten und wir planen, diese zu elektrifizieren. Im Moment haben wir Testpunkte, damit der Monteur sie durchmessen und sehen kann, ob er alle seine Verbindungen richtig hat. Aber was wir tun wollen, ist, in die Platine einzudringen, wir werden eine Batterie und einige LEDs hinzufügen. So können Sie sofort feststellen, ob Ihre Fertigung und Ihre Montage funktionieren. Es ist so etwas wie ein Mini-In-Circuit-Test auf der Platine.

Zach Peterson: Ach so, sie würden die Platine einschalten und während sie läuft, könnten sie die LEDs sehen.

Chrys Shea: Ja. Das wird Ihnen sagen, ob Sie es richtig montiert haben, es wird Ihnen auch sagen, ob Sie es richtig gefertigt haben. Ich dachte wirklich, das war eine gute Idee, weil es ein bisschen mühsam ist, mit einem Multimeter diese durchzumessen. Es macht viel mehr Spaß, den Schalter zu drücken und zu sehen, was leuchtet. Komm schon.

Zach Peterson: Um noch einen Moment auf die Mikrovias und Pads zurückzukommen, welche Größen zielen Sie an? Denn Sie haben von einem 0,3 Millimeter Pitch gesprochen, richtig? Und natürlich verkleinert das die Pad-Größe. Ich frage mich nur, wie klein Sie mit Mikrovias und Pads gehen würden?

Chrys Shea: Ich würde gerne darauf antworten können, aber das liegt nicht in meinem Fachgebiet. Das ist eine Frage für John bei ASC.

Zach Peterson: Also sind sie diejenigen, die die Laser auswählen und sie werden wissen, wie fein sie bohren können.

Chrys Shea: Ja, sie sind definitiv die Fertigungsexperten.

Zach Peterson: Sicher.

Chrys Shea: Ja.

Zach Peterson: Es klingt, als gäbe es ein Testfahrzeug mit dem ASC-Logo, und das ist ihre Testplatine für ihre Fertigung sowie Montage.

- Ja. Tatsächlich werden Sie auf der Ultra HDI-Konferenz einen frühen Prototyp dieser Platine sehen, die von ASC gefertigt wurde. Sie war gestern oder vorgestern in der Galvanisierung. Also wird John sie zum Ultra HDI-Symposium mitbringen. Wow, wir sollten ihn einladen, darüber zu sprechen. Das wäre ziemlich interessant. In Ordnung.

Chrys Shea: Möchten Sie einige der anderen Funktionen sehen, die wir hier eingebaut haben? Sie sind mehr montagebezogen.

Zach Peterson: Ja, absolut. Ich liebe die Show-and-Tell-Sitzung auf jeden Fall.

Chrys Shea: Okay. Wir nennen diese wieder Flower Power, denn wenn sie eingeschaltet sind, leuchten sie auf und sie sehen irgendwie aus wie Blumen. Wenn wir weitergehen-

Zach Peterson: Oh, okay. Also das sind die Arrays von-

Chrys Shea: Kondensatoren und Widerständen.

Zach Peterson: Ja, Kondensatoren und Widerstände. Also steht da Mindestkondensatoren, Mindestwiderstände, und dann sieht es aus wie insgesamt sechs.

Chrys Shea: Ja. Und dann haben wir die nominalen IPC-Fußabdrücke, die maximalen Materialbedingungen IPC-Fußabdrücke und die minimalen Material IPC-Fußabdrücke. Und was ich in früheren Studien festgestellt habe, ist, dass wenn wir nominal, maximal und minimal vergleichen, offensichtlich maximal die beste Qualität liefert. Aber wenn wir auf Miniaturisierung abzielen, können wir die maximalen Pads nicht verwenden. Wir müssen das einschränken. Also haben wir Tests sowohl bei Widerständen als auch bei Kondensatoren und diesen Größen durchgeführt, bei denen wir die drei Pad-Größen vergleichen. Und obwohl maximal großartig ist, ist es in den meisten Designs einfach nicht machbar. Der Unterschied zwischen maximal und nominal bei den Defektraten ist ziemlich klein im Vergleich zum Unterschied in den Defektraten zwischen nominal und minimal. Wenn man das Minimum erreicht, steigen die Defektraten wirklich stark an. Also haben wir im Laufe der Jahre festgestellt, dass nom ziemlich das Beste ist. Wenn man Platz für das Maximum hätte, würde man diese winzigen Teile nicht verwenden. Und was uns das jetzt erlauben wird, ist GFM-Regeln zu bestimmen bei diesen kleineren Komponenten. Brauchen wir nominal? Brauchen wir minimal? Können wir eine fundierte Entscheidung treffen, wenn wir unser Board layouten, ob wir die höheren Defektraten akzeptieren wollen oder wir den geringeren Platzbedarf akzeptieren wollen? Das wird uns viele Einblicke in das Design für die Fertigung geben.

Zach Peterson: Jetzt zu den Defektraten, wenn Sie zur minimalen Fußabdruckgröße oder Padgröße übergehen, was genau sind diese Defekte? Sind das zu wenig Lötzinn, zu viel Lötzinn? Ist es zu sehr wie ein Grabstein oder Verschiebung, die einen offenen lässt?

Chrys Shea: Wir bekommen Grabsteine, wir bekommen Verzerrungen, wir bekommen mittschiffs Lötkugeln, wir bekommen Nichtbenetzungen.

Zach Peterson: Es klingt, als gäbe es eine komplette Liste.

Chrys Shea: Das gibt es. Es gibt wahrscheinlich sechs verschiedene Formen.

Zach Peterson: Sie bekommen die meisten davon, richtig?

Chrys Shea: Ja, ja. Es gibt wahrscheinlich sechs verschiedene Formen, die wir von Defektcodes verwenden, also ja. Gott, ich versuche mich an die Studie zu erinnern, aber sagen wir hier, wir könnten 1000 PPM haben. Hier könnten wir 2000 PPM haben. Hier sind wir wie fünf oder sechs. Es war ein riesiger, riesiger Unterschied.

Zach Peterson: Wow, okay.

Chrys Shea: Ja, ich müsste zurückgehen und die Zahlen aus der Studie anschauen, aber es war ein sehr bemerkenswerter Unterschied. Also hat uns unsere Logik gesagt, verwenden Sie nicht das Maximum, verwenden Sie das Nom, versuchen Sie nicht, das Min zu verwenden.

Zach Peterson: Es klingt also wirklich so, als ob Montagebetriebe Strategien benötigen, was sie tun werden, wenn sie immer mehr Platinen finden, die Pads verwenden, die sogar unter der minimalen IPC-Standardgröße liegen.

Chrys Shea: Und weißt du was, ich arbeite jetzt an Platinen, die sogar unter dem IPC-Minimum liegen, einfach weil wir die Dichte benötigen.

Zach Peterson: Was ist der Plan? Gibt es einen Plan oder werden wir einfach einige Experimente durchführen und sehen, was passiert?

Chrys Shea: Es heißt, den Prozessingenieur so lange zu schlagen, bis die Fehler reduziert sind. Der ganze Punkt aus meiner Sicht als DFM-Jünger ist, die Diskussion im Voraus mit den Designern zu führen, damit wir wissen, was zu erwarten ist.

Zach Peterson: Das ist fair.

Chrys Shea: Wenn wir uns mit dem Minimum auseinandersetzen müssen, gehen wir zur Linie und finden heraus, wie wir mit dem Minimum umgehen können, oder wir beginnen, mit unseren Prozessparametern auf dieser Platine zu spielen, damit wir keine Produktionsplatinen verschwenden.

Zach Peterson: Nun, das ist fair, aber ich denke, was viele Designer tun werden, ist, wir sagen den Designern immer, "Sprich mit deinem Hersteller", aber sie sprechen wahrscheinlich nur mit dem Fertiger. Und dann, wenn es ein Problem oder einen Defekt in der Montage gibt, zeigen der Fertiger und die Montage mit dem Finger aufeinander und dann zeigt der Designer mit dem Finger auf beide und es ist wie, na wessen Schuld ist es?

Chrys Shea: Genau. Und dann zeigen wir in der Montage auch hin und her zwischen den Geräten und den Materialien.

Zach Peterson: Okay, das ist fair. Ja. Und ich denke, die Montage bekommt wahrscheinlich den kürzeren Hebel, weil sie wahrscheinlich nicht so oft konsultiert werden, wie sie sollten.

Chrys Shea: Nein, es ist so, als wäre man am Ende der Peitsche. Alles stapelt sich und multipliziert sich und du bekommst alles am Ende ab.

Zach Peterson: Also etwas, das ein Fertigungsfehler hätte sein können, wird erst bemerkbar, wenn es einen Montagefehler verursacht und dann sagt jeder, nun, es ist die Schuld des Monteurs.

Chrys Shea: Genau, genau, genau. Tatsächlich habe ich eine Präsentation, die ich früher für SMTA-Meetings gehalten habe, genannt Fab Hangovers und es geht genau darum. Als Prozessingenieur an der Montagelinie kannst du eine Woche damit verbringen, ein Problem zu verfolgen, nur um herauszufinden, dass es in der Fertigung lag.

Zach Peterson: Wirklich? Wie häufig kommt das vor?

Chrys Shea: Häufiger, als man denken würde. Einige der Dinge, auf die wir extrem oft stoßen, sind Überätzung von Pads. Also versuchen wir, unsere acht Mil Stencil-Apertur auf das, was ein acht oder neun Mil Pad sein sollte, abzudichten, aber es kommt bei sechs herein, weil-

Zach Peterson: Okay. Okay, also hast du-

Chrys Shea: Die Säureätzung.

Zach Peterson: Du hast den Prozess für, sagen wir, nominal entworfen, aber es kommt wirklich unter nominal herein.

Chrys Shea: Ja. Und vieles davon ist einfach wegen des trapezförmigen Effekts der Säureätzung.

Zach Peterson: Sicher.

Chrys Shea: Also sehen wir das die ganze Zeit. Ein weiteres großes Problem, das wir die ganze Zeit sehen, ist die Fehlregistrierung der Lötstopplackmaske.

Zach Peterson: Oh sicher, ja.

Chrys Shea: Wenn die Lötstopplackierung auf das Pad klettert, ist es sehr schwierig zu drucken und zu löten, und wir sehen das ständig. Tatsächlich, wenn Sie sich diesen Test hier ansehen, was wir gemacht haben, ist eine Mischung aus masken- und metalldefinierten Pads, denn in der Montage wollen wir alle entweder masken- oder metalldefiniert haben. Wir wollen nicht die Mischung, aber das wurde den Designern nicht wirklich mitgeteilt. Also haben wir das genommen und einige Masken und Metalle gemischt. Sie können die Maskenschicht nicht sehen. Ich zeige gerade nur die Kupferschicht. Und dann haben wir die Lötstopplackierung verschoben. Also das ist um ein Mil in X und Y versetzt. Das ist um zwei Mil in X und Y versetzt. Und das ist um drei Mil in X und Y versetzt. Tatsächlich, lassen Sie mich die Maske einschalten, damit Sie sehen können-

Zach Peterson: Ja, ich wollte gerade sagen, schalte die Maske ein. Also für diejenigen, die wieder über Audio zuhören, wir haben hier einige dieser BGA-Fußabdrücke. Aber wenn man die Maske einschaltet, kann man tatsächlich sehen, was normalerweise diese Pad-Anordnung wäre und dann ist es die überlagerte Maskenöffnung, die man typischerweise wie in Altium Designer sehen würde. Und dann ist diese Maskenöffnung nur ein wenig um diese Beträge, ein Mil, zwei Mil und drei Mil, versetzt.

Chrys Shea: Ja. Also das ist die drei, das ist der schlimmste Fall. Das ist die zwei. Und wir geben typischerweise zwei bis drei Mil Registrierung in unseren Spezifikationen an, aber wir sehen gute Registrierung aus den Hochvolumen-Shops. Wir sehen nicht unbedingt gute Registrierung in den kleineren Volumen-Shops. Deshalb haben wir uns entschieden, das hier einzubauen. Und tatsächlich hat ein wirklich, wirklich guter Prozessingenieur von ASMPT dies vorgeschlagen, weil ich die Leute nach realen Situationen gefragt habe und wir haben es nach ihm benannt. Sein Name ist Jeff Shake und wir nennen das Durchschütteln der BGAs.

Zach Peterson: Das ist das erste Mal, dass ich von einem Prozess höre, der nach einer sehr bekannten Person in der Branche benannt wurde.

Chrys Shea: Nun, wir haben tatsächlich-

Chrys Shea: Hoffentlich haben wir bald den Hartley-Prozess.

Chrys Shea: Da haben wir es. Nun, es stellte sich heraus, dass wir auf dem ursprünglichen Board einige der Abschnitte Spitznamen gegeben haben, wie die 04 BGAs, wir nannten es Tic-Tac-Toe und solche Dinge. Also habe ich von Anfang an beschlossen, die Abschnitte zu benennen. Zum Beispiel nennen wir das hier Tombstone Alley. Das ist ein weiteres Thema, das mit DFM zusammenhängt und einfach nicht an die Designer kommuniziert wird. Das sind Kondensatoren und Kondensatoren neigen dazu, sich aufzurichten, und das liegt an thermischen Differenzen über das Bauteil. Was wir typischerweise sehen, ist ein metalldefiniertes Pad auf einer Seite des Kondensators und ein maskendefiniertes Pad auf der anderen. Lassen Sie mich sehen, ob ich die Maske dort hochbringen kann.

Zach Peterson: Also nur für alle, die zuhören, was wir hier haben, sind einige große Kupferflächen und dann haben wir einige SMD-Komponenten, die am Rand dieser Kupferflächen ausgerichtet sind. Und ich sehe hier, wir haben einige dieser SMDs mit einer thermischen Anbindung und einige ohne. Und ich denke, das ist eine Art von Nebeneinander-Vergleich der Anzahl von Defekten, die man erwarten würde zu sehen.

Chrys Shea: Genau. Das gibt uns wieder die Qualitätsmetriken, um das Gespräch mit den Designern und den Produktbesitzern zu führen. Wollen Sie das Risiko von Defekten eingehen oder können Sie die thermische Entlastung einbauen?

Zach Peterson: Jetzt ist hier eine Sache, die ich schon immer jemanden fragen wollte, genau über das, was Sie hier mit Tombstoning zeigen. Wenn Sie online gehen und über DFA lesen, über DFM lesen, über Montagedefekte lesen, ist es fast obligatorisch, dass jemand Tombstoning erwähnt. Ich meine, sie sprechen darüber, als ob es die häufigste Sache wäre und Sie überall Thermals benötigen. Und egal, was Sie tun, wenn Sie kein Thermal haben, werden Sie Tombstoning sehen. Wie häufig ist es wirklich? Ich habe das Gefühl, dass es so dargestellt wird, als wäre es häufiger, als es tatsächlich ist.

Chrys Shea: Ich denke, du hast recht, denn wenn wir Tombstoning-Tests durchführen, um gute Stichprobengrößen zu erhalten, machen wir buchstäblich hunderttausende von Verbindungen. Wiederum ist Tombstoning zu einem großen Teil auf diesen Typ von Szenario zurückzuführen, bei dem man eine ungleiche thermische Belastung hat, und sie werden genau tombstonen, oder das hoffen wir zumindest. Ein weiteres Ding, das wir in letzter Zeit auch festgestellt haben, ist, dass wenn man das Tombstoning kontrolliert, man auf der metalldefinierten Seite eine schöne Lötverbindung und auf der maskendefinierten Seite eine kalte Lötstelle enden kann.

Zach Peterson: Ich verstehe.

Chrys Shea: Auch wenn es kein Tombstoning ist, erfordert es trotzdem Nacharbeit. Jedes Mal, wenn wir eine Platine nacharbeiten, verringern wir ihre Zuverlässigkeit.

Zach Peterson: Richtig. Das ergibt Sinn.

Chrys Shea: Wir versuchen, das um jeden Preis zu vermeiden. Wir haben diese Tombstone-Gassen für unsere 0201-Kappen, unsere 0105-Kappen und unsere 0804-Kappen gebaut. Kappen neigen viel eher zum Tombstoning als Widerstände, weil sie fünfseitige Anschlüsse haben und der Mechanismus, durch den das Tombstoning auftritt, ist das geschmolzene Lötzinn, das an einem Ende benetzt wird und die Oberflächenspannung zieht es einfach hoch. Also welche Seite auch immer zuerst schmilzt, ist die Basis des Tombstones. Widerstände tombstonen nicht so sehr, weil sie nur drei Seiten der Metallisierung haben. Also gibt es nicht genug Metallisierung für... Nicht so viel, sagen wir, Metallisierung, damit die Lötpaste greifen kann. Aber jetzt haben wir dieses neue Phänomen, das wir gerade hier unten entworfen haben, und wir haben es ähnlich wie die Tombstone-Gasse eingerichtet. Ich habe in den letzten Monat mit drei verschiedenen Montagefirmen gesprochen, die mit bodenmontierten Zener-Dioden zu tun haben. Diese sind 0201 oder 0105 Pakete, und sie haben sehr kleine Bodenanschlüsse und sind sehr leicht. Also was passiert ist, wiederum, die Seite, die zuerst schmilzt, das Lötzinn zieht es. Es zieht es nicht hoch, weil es bodenmontiert ist, es zieht es seitlich, und man wird sehen, dass all diese sich um den gleichen Grad in die gleiche Richtung neigen, wenn sie die ungleichen Thermals haben.

Zach Peterson: Interessant, dass sie alle dasselbe machen würden.

Chrys Shea: Ja, ja. Und wir haben Dinge gemacht, wo wir die Orientierung in der Maschine wechseln, oder wir wechseln die Orientierung im Reflow-Ofen, oder wir führen es bei 90 statt bei Null durch und sie neigen sich alle noch in die gleiche Richtung. Also bin ich überzeugt, dass es aufgrund von thermischen Differenzen ist, und deshalb habe ich diese auf diese Revision der Platine gesetzt.

Zach Peterson: Wir haben nur noch ein paar Minuten, aber eine letzte Frage, die ich dir stellen wollte. Welche anderen Tests werden durchgeführt, die möglicherweise exklusiv für ein UHDI-Testfahrzeug sind?

Chrys Shea: Wir planen, hier ein wirklich interessantes, schönes kleines Fenster einzubauen, wo wir abnehmende Leiterbahnbreiten und ein Maskenfenster haben, sodass man tatsächlich sehen kann. Nun, auch dieses Board, um es wirtschaftlich in zwei Schichten für Montagefirmen zu halten, führen wir fünf Mil Leiterbahnen.

Zach Peterson: Sicher. Wie du weißt, können wir mit Altium sofort reingehen und sie alle auf ein Mil Leiterbahnen umstellen.

Zach Peterson: Oh ja, ja.

Chrys Shea: Oder zwei Mil Spuren oder drei Mil Spuren. Ich sollte nicht sagen, es sind nur ein paar Klicks mit der Maus, denn ich möchte die Schönheit und Raffinesse dieses Werkzeugs nicht herabsetzen, aber es veranschaulicht tatsächlich die Schönheit und Raffinesse des Werkzeugs, dass man hineingehen und sagen kann, ändere meine Spuren auf ein Mil, zwei Mil und sehen, wie die Fertigung verläuft. Ich freue mich tatsächlich darauf, diese Platine mit dem additiven Verfahren herzustellen, damit wir diese schönen flachen Pads haben können. Wenn wir uns die Unterseite der Platine anschauen würden, haben wir diese Dinge, die als Print to Fail bezeichnet werden. Also auf der Unterseite der Platine haben wir diese Dinge, die als Print to Fail bezeichnet werden. Und sie haben unterschiedliche Größen, Formen und sind masken- und metalldefiniert. Und wir sehen das Trapez immer sehr, sehr deutlich, wenn wir uns die metalldefinierten hier anschauen. Und ich habe Bilder von ihnen gezeigt. Ich habe die Präsentation gerade nicht zur Hand. Aber wenn wir die Hälfte davon additiv und die Hälfte davon subtraktiv machen, werden wir in der Lage sein, das zu betrachten. Mann, sogar unter einem 10x Ringlicht und den Unterschied sehen. Als Montageingenieur freue ich mich wirklich auf flache Pads, die die richtige Größe haben. Ich kann Ihnen nicht sagen, wie sehr ich mich darauf freue.

Zach Peterson: Wie Sie erwähnt haben, ist das extrem wichtig, besonders wenn Sie anfangen, unter IPC-Standardniveaus zu gehen. Also bin ich auch gespannt, es zu sehen.

Chrys Shea: Genau.

Zach Peterson: Ich bin sicher, wenn sich all das entwickelt und Sie dies beweisen, wäre es großartig, Sie wieder dabei zu haben und wir können dies weiter diskutieren.

Chrys Shea: Ich würde gerne wieder dabei sein. Ich würde gerne wieder dabei sein mit dem eigentlichen Ultra HDI, wo wir statt auf der obersten Schicht zu routen, in den Schichten 2, 3, 6, 7 routen.

Zach Peterson: 22.

Chrys Shea: Ja.

Zach Peterson: 27.

Chrys Shea: Ja, in der Tat. Lassen Sie uns ganz durch bis nach hinten und dann wieder nach oben durch 10 Schichten, 20 Schichten durchstoßen. Je größer die Herausforderung, desto mehr Spaß macht es.

Zach Peterson: Das ist fantastisch.

Zach Peterson: Und ich denke, die meisten Ingenieure würden Ihnen dasselbe sagen.

Zach Peterson: Ich habe die gleiche Einstellung. Chrys, vielen Dank, dass Sie heute hier waren. Das war super informativ. Und ich ermutige jeden, der audio hört, gehen Sie zu YouTube und schauen Sie sich das Video an. Sie werden alles sehen können, worüber wir gesprochen haben. Es ist eine wirklich großartige Lernerfahrung.

Chrys Shea: Vielen Dank, dass Sie mich eingeladen haben.

Zach Peterson: Absolut, jederzeit. Für alle, die da draußen zuhören und zuschauen, wir haben mit Chrys Shea, dem Präsidenten von Shea Engineering, gesprochen. Stellen Sie sicher, dass Sie die Shownotes überprüfen. Dort finden Sie einige großartige Ressourcen, wo Sie mehr über all die Themen erfahren können, über die wir gesprochen haben. Und wenn Sie auf YouTube zuschauen, vergessen Sie nicht, den Abonnieren-Button zu drücken, den Like-Button zu drücken und Sie werden mit all unseren Tutorials und Podcast-Episoden auf dem Laufenden bleiben, sobald sie herauskommen. Zu guter Letzt, hören Sie nicht auf zu lernen, bleiben Sie am Ball, und wir sehen uns das nächste Mal. Danke, alle zusammen.