Процессы изготовления металлизации краев печатных плат: Руководство для разработчиков

Металлизация кромок, часто называемая "платированным маршрутом", включает в себя покрытие краев печатной платы металлическим слоем, на который затем наносится стандартное покрытие поверхности. Обычно маска пайки удаляется для обнажения металлизированных кромок, которые затем могут использоваться для соединения с экранированным корпусом. Эта техника используется для увеличения экранирования от электромагнитных помех в высокочастотных конструкциях и обеспечения точки подключения к шасси. Металлизацию кромок можно применять к одной или нескольким кромкам печатной платы, включая все четыре стороны.

Процесс металлизации кромок начинается с создания пути фрезеровки до металлизации элементов схемы. Требования к дизайну для металлизации кромок зависят от количества кромок, которые будут покрыты, размера платы и того, будут ли платы поставляться в виде многократной компоновки. Всегда сотрудничайте с вашим предпочтительным поставщиком печатных плат, чтобы понять их конкретные возможности дизайна и рекомендации по проектированию для производства (DFM). Здесь приведенные рекомендации по дизайну являются общими и могут отличаться от производителя к производителю.

Правила DFM для плат с металлизированными кромками

Как было показано в другой статье, требования к САПР и указания, необходимые для обработки краев, просты и могут быть реализованы без использования специальных инструментов или функций проектирования. Добавление в эти данные САПР более продвинутых производственных соображений требует дополнительной информации для производителя, которая описана ниже. Это может включать:

• Указание вкладышей для удаления покрытия
• Указание соединений с внутренними слоями
• Зазоры для сборки
• Как обращаться с менее жесткими материалами (например, невысокопрочным ПТФЭ)

Минимальное расстояние обворачивания: Для эффективного покрытия краев металлический слой должен оборачиваться от края к поверхности печатной платы. Это обворачивание критически важно для обеспечения надежного прилипания и стабильности внутренней обработки. Минимальное расстояние для этого обворачивания составляет 0.015 дюйма. Эта спецификация обеспечивает надежное прилипание покрытия к краю и обеспечивает прочные механические и электрические соединения.

Очистка от металлизированных краев: При проектировании печатных плат с металлизацией краев важно поддерживать безопасное расстояние между металлизированными краями и любыми элементами платы, чтобы избежать потенциальных коротких замыканий или помех. Минимальное расстояние, на котором элемент может располагаться от металлизации, составляет 0,010 дюйма. Это расстояние помогает предотвратить любые непреднамеренные электрические соединения, которые могут нарушить функциональность платы.

Расстояние для соседних фрезерованных элементов: Для обеспечения структурной целостности и избежания проблем в процессе производства необходимо соблюдать минимальное расстояние в 0,100 дюйма между металлизированными краями и любыми соседними фрезерованными элементами. Это расстояние критически важно для предотвращения повреждения металлизированных краев в процессе фрезерования, что может привести к трещинам металлизации или отслоению.

Непрерывность металлизации и прерывания: Металлизация краев обычно непрерывна по всему краю печатной платы, что существенно для поддержания электрической непрерывности и эффективности экранирования. Тем не менее, определенные требования к дизайну могут потребовать прерываний в металлизации.

• Метод с использованием язычка: Один из способов создания прерываний заключается в размещении выступающего язычка в нужном месте прерывания (похоже на маршрутизацию с использованием язычков с "мышиными укусами"). После процесса плакирования этот язычок можно удалить, оставив зазор в покрытии. Этот метод полезен для создания точных и контролируемых прерываний.
• Метод маршрутизации: В качестве альтернативы, прерывания могут быть введены на заключительных этапах маршрутизации. Этот метод включает использование фрезера для удаления секций покрытия, что создает либо маленький язычок, либо впадину. Когда прерывание меньше 0.200 дюйма, покрытие полностью закрывает край, и прерывание создается процессом маршрутизации.

Маршрутизация с использованием язычков намного проще, поскольку не требует точного фрезерования покрытия края от края печатной платы. Оба метода могут оставлять намеренные зазоры в покрытии, как показано ниже.

Намеренные зазоры в покрытии краев могут быть обеспечены с помощью размещения и удаления язычков или путем вырезания секций покрытия краев.

Подключение кромочного металлизирования к внутренним слоям: Кромочное металлизирование часто включает в себя соединение внутренних слоев внутри печатной платы. Эти внутренние слои доходят до края и электрически соединяются процессом металлизации. Обычно поддерживается граница полярности 0,050 дюйма, чтобы предотвратить обнажение меди, когда платы вырезаются и удаляются из панели. Это обеспечивает защиту внутренних слоев и отсутствие непреднамеренных электрических путей наружу.

Обработка материалов с менее стабильными размерами: Материалы, которые не обладают стабильностью размеров, такие как ненасыщенные или тонкие материалы, требуют дополнительных рассмотрений для кромочного металлизирования. Для этих материалов могут потребоваться дополнительные ушки для стабильности в процессе обработки. Ушки обычно размещают каждые два дюйма вдоль металлизированных краев, чтобы поддерживать структурную целостность печатной платы во время производства и обработки. Для материалов, не являющихся FR-4, эти рекомендации еще более критичны, чтобы гарантировать, что платы не искривляются или не деформируются в процессе.

Размещение и дизайн ушек

Дизайн и размещение ушек важны для процесса производства и сборки. Ушки должны быть стратегически размещены, чтобы сбалансировать необходимость в структурной поддержке и удобство удаления после сборки. Существует два основных типа ушек:

• Перфорированные перемычки: Эти перемычки используются в процессе сборки и предназначены для легкого отделения после завершения сборки. Они обеспечивают достаточную поддержку, при этом их легко удалять без повреждения платы.
• Сплошные перемычки: Эти перемычки более прочные и используются в процессе металлизации отверстий. Они удаляются на заключительном этапе изготовления с использованием фрезера. Удаление этих перемычек оставляет небольшой выступ вдоль края платы, который необходимо учитывать в конечном дизайне продукта.

Расположение этих перемычек определяется требованиями сборки и материалами, используемыми в стеке печатной платы. Менее стабильные материалы потребуют более частого размещения перемычек, чтобы обеспечить стабильность платы на протяжении всего производственного процесса.

Металлизация краев увеличивает сложность и стоимость производственного процесса из-за дополнительных этапов, таких как создание путей для фрезерования перед металлизацией и разработка перемычек для транспортировки панелей. Работа с предпочтительным производителем печатных плат и соблюдение их рекомендаций по проектированию для производства (DFM) могут значительно снизить затраты и обеспечить успех дизайна. Сотрудничая с производителем с самого начала, вы можете принимать обоснованные решения, оптимизирующие как производительность, так и стоимость.