Procesy wytwarzania galwanizacji krawędzi PCB: Przewodnik dla projektantów

Platerowanie krawędzi, często określane jako "platerowany trasowany", polega na otoczeniu krawędzi PCB warstwą metalu, na którą następnie nakładana jest standardowa powłoka powierzchniowa. Maskę lutowniczą zwykle usuwa się, aby odsłonić platerowanie krawędzi, które następnie może być użyte do nawiązania kontaktu z ekranowaną obudową. Ta technika jest używana do zwiększenia ekranowania EMI w projektach wysokich częstotliwości oraz zapewnienia punktu połączenia z masą obudowy. Platerowanie krawędzi może być stosowane do pojedynczej krawędzi lub wielu krawędzi płytki drukowanej, włączając wszystkie cztery strony.

Proces platerowania krawędzi rozpoczyna się od utworzenia ścieżki trasowania przed metalizacją elementów obwodu. Wymagania projektowe dla platerowania krawędzi zależą od liczby krawędzi do platerowania, rozmiaru płytki oraz tego, czy płytki będą dostarczane w wielokrotnym układzie. Zawsze współpracuj z preferowanym dostawcą PCB, aby zrozumieć ich konkretne możliwości projektowe oraz wytyczne DFM. Tutaj przedstawione wytyczne projektowe są ogólne i mogą różnić się w zależności od producenta.

Zasady DFM dla Platerowanych Krawędzi

Jak pokazano w innym artykule, wymagania CAD i adnotacje potrzebne do galwanizacji krawędzi są proste i mogą być wdrożone bez żadnego specjalnego narzędzia czy funkcji projektowej. Przetworzenie tych danych CAD i dodanie bardziej zaawansowanych rozważań produkcyjnych wymaga dodatkowych informacji dla producenta, które opisano poniżej. Może to obejmować:

• Określenie zakładek do usuwania powłoki galwanicznej
• Określenie połączeń z wewnętrznymi warstwami
• Odstępy dla montażu
• Jak radzić sobie z mniej sztywnymi materiałami (np. nie wzmacnianym PTFE)

Minimalna odległość owijania: Dla skutecznej galwanizacji krawędzi, warstwa metalowa musi owijać się od krawędzi do powierzchni PCB. To owijanie jest kluczowe dla zapewnienia odpowiedniej przyczepności i stabilności przetwarzania wewnętrznego. Minimalna odległość tego owijania to 0,015”. Ta specyfikacja zapewnia, że powłoka mocno przylega do krawędzi i zapewnia solidne połączenia mechaniczne i elektryczne.

Odległość od Powlekanych Krawędzi: Projektując płytki drukowane z powlekanymi krawędziami, ważne jest, aby zachować bezpieczną odległość między powlekanymi krawędziami a jakimikolwiek elementami płytki, aby uniknąć potencjalnych zwarcia lub zakłóceń. Minimalna odległość, jaką element może być umieszczony od powlekania obejmującego, wynosi 0,010”. Ta odległość pomaga zapobiegać niezamierzonym połączeniom elektrycznym, które mogłyby zakłócić funkcjonalność płytki.

Odległość dla Sąsiadujących Elementów Frezowanych: Aby zapewnić integralność strukturalną i uniknąć problemów podczas procesu produkcyjnego, musi istnieć minimalna odległość 0,100” między powlekanymi krawędziami a jakimikolwiek sąsiadującymi elementami frezowanymi. Ta odległość jest krytyczna, aby zapobiec uszkodzeniu lub wpływowi procesu frezowania na powlekane krawędzie, co mogłoby prowadzić do pęknięć powłoki lub delaminacji.

Ciągłość Powłoki i Przerwy: Powłoka na krawędziach jest zazwyczaj ciągła wzdłuż całej krawędzi płytki drukowanej, co jest istotne dla utrzymania ciągłości elektrycznej i skuteczności ekranowania. Jednakże, pewne wymagania projektowe mogą wymagać przerw w powłoce.

• Metoda z Użyciem Zakładek: Jednym ze sposobów tworzenia przerw jest umieszczenie wystającej zakładki w pożądanym miejscu przerwy (podobnie jak w przypadku trasowania zakładek z "mysimi ugryzieniami"). Po procesie galwanizacji, zakładkę można usunąć, pozostawiając szczelinę w powłoce. Ta metoda jest użyteczna do tworzenia precyzyjnych i kontrolowanych przerw.
• Metoda Trasowania: Alternatywnie, przerwy mogą być wprowadzane podczas końcowych etapów trasowania. Ta metoda polega na użyciu frezarki do usunięcia sekcji powłoki, co tworzy małą zakładkę lub wcięcie. Gdy przerwa jest mniejsza niż 0,200 cala, powłoka całkowicie pokryje krawędź, a przerwa zostanie wykonana przez proces trasowania.

Trasowanie zakładek jest znacznie prostsze, ponieważ nie wymaga precyzyjnego frezowania powłoki z dala od krawędzi PCB. Obie metody mogą pozostawić zamierzone luki w powłoce, jak pokazano poniżej.

Zamierzone luki w powłoce krawędziowej mogą być uzyskane poprzez umieszczenie i usunięcie zakładek, lub przez frezowanie sekcji powłoki krawędziowej.

Połączenie Powłoki Krawędziowej z Wewnętrznymi Warstwami: Powłoka krawędziowa często wiąże się z połączeniem wewnętrznych warstw w PCB. Te wewnętrzne warstwy rozciągają się do krawędzi i są elektrycznie połączone przez proces powlekania. Zazwyczaj utrzymuje się granicę polarności 0,050”, aby zapobiec odsłonięciu miedzi, gdy płytki są frezowane i usuwane z panelu. Zapewnia to ochronę wewnętrznych warstw oraz brak niezamierzonych ścieżek elektrycznych na powierzchni.

Obsługa Materiałów o Niższej Stabilności Wymiarowej: Materiały, które nie są stabilne wymiarowo, takie jak materiały niewzmocnione lub cienkie, wymagają dodatkowych rozważań przy powlekania krawędzi. Te materiały mogą wymagać dodatkowych zakładek dla stabilności podczas przetwarzania. Zakładki są zwykle umieszczane co dwie cale wzdłuż powlekanych krawędzi, aby utrzymać integralność strukturalną PCB podczas produkcji i obsługi. Dla materiałów innych niż FR-4, te wytyczne są jeszcze bardziej krytyczne, aby zapewnić, że płytki nie ulegną wykrzywieniu lub deformacji podczas procesu.

Umieszczenie i Projektowanie Zakładek

Projekt i umieszczenie zakładek są ważne dla procesu produkcji i montażu. Zakładki muszą być strategicznie umieszczone, aby zrównoważyć potrzebę wsparcia strukturalnego i łatwość usuwania po montażu. Istnieją dwa główne typy zakładek:

• Zakładki perforowane: Te zakładki są używane podczas procesu montażu i są zaprojektowane tak, aby łatwo się łamały po zakończeniu montażu. Zapewniają wystarczające wsparcie, jednocześnie będąc łatwe do usunięcia bez uszkadzania płytki.
• Zakładki pełne: Te zakładki są bardziej wytrzymałe i są używane podczas procesu pokrywania galwanicznego. Są one usuwane na końcowym etapie produkcji za pomocą frezarki. Usunięcie tych zakładek pozostawia mały występ wzdłuż krawędzi płytki, który musi być uwzględniony w końcowym projekcie produktu.

Umieszczenie tych zakładek jest określone przez wymagania montażowe i materiały użyte w stosie płytek drukowanych. Mniej stabilne materiały będą wymagały częstszego umieszczania zakładek, aby zapewnić stabilność płytki przez cały proces produkcyjny.

Platerowanie krawędzi dodaje złożoności i kosztów do procesu produkcyjnego ze względu na dodatkowe kroki wymagane, takie jak tworzenie ścieżek frezowania przed metalizacją i rozwijanie zakładek do transportu paneli. Współpraca z preferowanym producentem PCB i przestrzeganie ich wytycznych dotyczących projektowania pod kątem produkowalności (DFM) może znacząco obniżyć koszty i zapewnić sukces projektu. Współpracując z producentem od początku, możesz podejmować świadome decyzje, które zoptymalizują zarówno wydajność, jak i koszty.