Остановись

Время чтения (слов)

Обозреватель Келли Дак имеет довольно широкий опыт. Будучи разработчиком печатных плат, он работал за столом в компании NPI, OEM-производителе, изготовителе, а теперь и поставщике EMS. Мы попросили его поделиться несколькими мыслями о процессе выбора материалов и о том, как его можно улучшить.

Келли также объясняет, как чрезмерно усердные проектировщики печатных плат слишком усложняют задачу, задавая слишком завышенные требования к материалам, что приводит к путанице, когда плата отправляется в массовое производство за границу. Вы слишком ограничиваете свой выбор материалов?

Энди Шонесси: Келли, каков ваш процесс выбора материалов? Проведите нас через это.

Келли Дак: Конечно. На самом деле я написал руководство для наших клиентов, в котором объясняется процесс выбора материала. Как уже упоминалось, чрезмерные спецификации в сфере EMS широко распространены и проблематичны с точки зрения масштабирования продуктов за рубежом. В этом руководстве есть раздел, посвященный ламинированным материалам, который содержит простую, проверенную спецификацию материала. Там написано: «Материалы: эпоксидная смола из многослойного стекла типа FR-4 или эквивалентная по IPC-4101 с Tg больше или равна xxx». Это число, которое мы можем изменить. Мы говорим, например, 170°C, а температура Td (время до расслоения) превышает 3XX°C. Это все подвижные числа, которые дизайнеры могут редактировать.

Именно так мы определяем наши ламинированные материалы для печатных плат, если только критерии производительности не диктуют необходимость пойти дальше и сделать их более конкретными — например, ограничения целостности высокопроизводительного сигнала, контроль импеданса или экзотические материалы. Но в остальном ламинаты FR-4 покрывают 85–95% проектных требований наших клиентов.

Шонесси: Куда дизайнеры обычно обращаются за этой информацией? Какие документы или руководства им следует использовать?

Часто: Многие дизайнеры используют шаблоны документации своей компании или обращаются к старшим и учатся на основе полученных знаний. Я только что просмотрел несколько проектов и рабочих чертежей наших клиентов и нашел множество примеров спецификаций материалов, предоставленных заказчиком. Многие из них вызывают определенный номер косой черты IPC-4101, и обычно каждый раз это один и тот же номер косой черты. Это либо 4101/26, либо /21.

Шонесси: IPC заявила, что косые листы никогда не предназначались для использования дизайнерами; В основном это способ общения отделов закупок и маркетинга поставщиков печатных плат с покупателями.

Часто: Я рад услышать это подтверждение, поскольку я тоже так понимаю. Все это взято из спецификации MIL-S-13949 еще во времена mil-spec, большая часть которой была заменена стандартами IPC. Но мы видим, что в некоторых проектах наших клиентов ламинаты указываются с использованием косых чисел, и у меня такое ощущение, что это просто из-за племенных знаний. Если вы посмотрите на большинство дизайнов, они покажутся простыми и не требуют какого-либо конкретного материала. Плата будет нормально работать с обычным стеклоэпоксидным ламинатом, поскольку у нее нет контроля импеданса или критериев производительности. Мы просто печатаем и травим на нем немного меди, создаем цепь, и она перемещает электроны.

Обычно только когда мы переходим к сверхвысокоскоростным конструкциям в гигагерцовом диапазоне, нам приходится начинать думать о тангенсе потерь и диэлектрической проницаемости. Вот задача: насколько сильно вы себя ограничиваете? Если вы разрабатываете свой проект печатной платы в местном магазине прототипов, который изготовит плату так, как вы захотите, все кажутся толстыми и счастливыми. Но когда вы хотите создать 1 миллион плат, вы должны ввести ограничение по низкой стоимости, потому что вы не можете заплатить 1000 долларов за плату и получить прибыль. Вы масштабируете объем, чтобы получить экономию средств. Чтобы добиться максимальной экономии средств, это всегда делалось за рубежом. Но дизайнеры должны понимать, что оффшорные поставщики не имеют доступа ко всем материалам и возможностям, которыми располагают американские компании-производители прототипов. Чрезмерные спецификации ламинированных материалов по составу, эксплуатационным характеристикам или источнику товарного знака создают ужасную, но предотвратимую ситуацию с заказами, приостанавливая расценки каждый божий день. Простой факт заключается в том, что это заставляет наших зарубежных поставщиков печатных плат запрашивать и получать одобрение на замену материалов, прежде чем они смогут продолжить работу.