UHDI Popycha miniaturyzację rozmiarów elementów PCB do granic możliwości

Czy jesteśmy na to gotowi, czy nie, miniaturyzacja pakietów elektronicznych pędzi do przodu, stawiając wyzwania projektantom PCB, producentom PCB oraz montażystom PCB. W tym blogu przyjrzymy się niektórym złożonościom miniaturyzacji, używając do nawigacji płytki testowej SMTA Ultra-HDI Assembly.

Demontaż przeszłości

Jak było 7 lat temu, kiedy opracowano poprzednią wersję płytki testowej SMTA Assembly, tak i ta nowa wersja stanowi silne narzędzie dla montażystów PCB do analizowania parametrów procesu w celu sprostania tym potrzebom miniaturyzacji. Analizując istniejącą płytę testową montażu SMTA, stało się oczywiste, że pewne komponenty, kiedyś uważane za przełomowe, stały się obecnie standardem. Projekt płytki testowej SMTA autorstwa Chrys Shea można znaleźć poniżej; możesz dowiedzieć się więcej na jej stronie internetowej.

Aby torować drogę dla innowacji, projekt płyty testowej montażu Ultra HDI pożegnał się z tymi komponentami, robiąc miejsce dla następnej generacji. Komponenty takie jak dyskretne komponenty obszaru o rozstawie 0,5 mm rozmiaru 0402 (1005M), choć wciąż stosunkowo nowe dla bardziej konserwatywnych projektów, przeszły na codzienne użytkowanie dla wielu montażystów. Ogromna różnorodność eksperymentów na przestrzeni lat pomogła opracować wytyczne dla śladów, projektów szablonów i układu płyty dla komponentów tej skali; teraz nadszedł czas, aby skupić się na kolejnym poziomie wyzwań związanych z miniaturyzacją.

Przyjmowanie przyszłości

Dobra wiadomość jest taka, że najmniejszy komponent elektroniczny - kondensator 008004 (0201M) nie stał się mniejszy. Zła wiadomość jest taka, że większe komponenty - tablice siatkowe i komponenty zakończone od dołu – stały się mniejszei bardziej skomplikowane.

Porównanie rozmiaru cech kondensatora 008004.

Mniejsze opakowania są zawsze pożądane, ponieważ nie tylko oznaczają redukcję zajmowanej przestrzeni na PCB; często oznaczają także redukcję kosztów. W miarę jak mniejsze opakowania są wdrażane do projektów i ich popularność rośnie, wypierają swoje większe poprzedniki, które stają się droższe i ostatecznie przestarzałe. Nie jest rzadkością, że dynamika łańcucha dostaw zmusza projekty, które niekoniecznie potrzebują miniaturyzacji, do jej wdrożenia.

Wyzwanie Wyboru

Wybór komponentów do przeprojektowanej płytki testowej to nie tylko korzystanie z najnowszych technologii – to także radzenie sobie z wyzwaniami, jakie one stawiają. Miniaturyzacja niesie ze sobą unikalny zestaw przeszkód dla montażystów PCB, począwszy od zapewnienia odpowiedniego lutowania w obszarach o dużej gęstości, po rozwiązywanie problemów związanych z projektem, które pojawiają się podczas skalowania.

Proces selekcji dotyczył nie tylko rozmiaru komponentów, ale także ich lokalizacji, rotacji, układu padów, ulgi termicznej i innych kwestii, które zwykle napotyka się na linii SMT.

Niektóre z nowych funkcji testowych to:

• Ulica Nagrobków
  Jedną z wyróżniających się cech na przeprojektowanej płytce jest to, co nazywamy z sympatią "Ulicą Nagrobków". Tombstoning, czyli sytuacja, gdy komponent stoi pionowo na jednym końcu podczas przepływu, jest powszechnym wyzwaniem w miniaturyzacyjnym montażu. Ulica Nagrobków to dedykowany obszar na płytce testowej, zaprojektowany strategicznie, aby testować i rozwiązywać problemy z tombstoningiem. Pozwala nam to badać innowacyjne rozwiązania i udoskonalać nasze techniki montażu, aby skutecznie przeciwdziałać temu wyzwaniu. Dodaj link do bloga o tombstoningu tutaj.
• Efekt Czołowej Krawędzi
  Depozyty pasty lutowniczej na padach PCB, które są drukowane jako pierwsze, zazwyczaj są znacznie mniej powtarzalne niż pozostałe na płytce. Efekt występuje w obu kierunkach druku. Im mniejsze pady i im są bardziej zbite, tym efekt jest bardziej rozpowszechniony. Test Czołowej Krawędzi umożliwi montażystom ocenę wpływu położenia komponentów i nauczenie się, jak sobie z tym radzić.
• Umieszczanie Poza Osią
  Czasy, kiedy jedynymi możliwymi orientacjami były 0, 90, 180 lub 270 stopni, dawno minęły. Aby zmieścić wszystkie potrzebne komponenty w określonym formacie, teraz wymagane są umieszczenia pod kątem 30, 45 lub 60 stopni - a nawet niestandardowe kąty. Może to stanowić wyzwania dla umieszczania i inspekcji. Komponenty o rozmiarach od 0201 (0603M) do 008004 (0201M) są umieszczane w tradycyjnych orientacjach, jak również w typowych kątach poza osią, aby testować możliwości maszyn.
• Oświetlające Wnioski za pomocą diod LED:
  Kolejnym ekscytującym dodatkiem do płytki testowej jest włączenie diod LED do wzorów komponentów dyskretnych. Chociaż może się to wydawać małym i prostym dodatkiem, pełnią one wiele funkcji. 
  • Po pierwsze, pełnią funkcję testu w obwodzie: jeśli wszystkie 25 komponentów jest prawidłowo przylutowanych, zapalają się. 
  • Po drugie, zapewniają funkcję inspekcji i rozwiązywania problemów: jeśli diody LED się nie zapalają, monter może sprawdzić 50 złączy lutowniczych, aby znaleźć usterkę.
  • Po trzecie, służą jako pomoc dydaktyczna w przeprowadzaniu poprawek. Jeśli poprawka zostanie wykonana prawidłowo, światła się zapalą. 

Urządzenia miniaturyzowane wprowadzają nowy zestaw wyzwań związanych z poprawkami. Diody LED dodają dynamicznego i interaktywnego elementu do procesu testowania, zwiększając praktyczność i wartość edukacyjną.

W przyszłym blogu zagłębimy się w ultra-HDI fabrykację i bardziej szczegółowo w to, jak różne techniki ultra-HDI fabrykacji mogą poprawić wydajność nie tylko ścieżek i odstępów PCB, ale także tych ciasnych padów. Cała branża przechodzi przez głęboką krzywą uczenia się, a producenci płytek drukowanych oraz monterzy płytek drukowanych pokonują tę krzywą, aby ostatecznie dostarczyć wytyczne projektowe dla projektantów płytek drukowanych.

Aby dowiedzieć się więcej o płytce testowej SMTA Ultra HDI Assembly, posłuchaj tego Podcastu OnTrack z Zachem Petersonem i Chrys Shea.