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HDI的注意事项:采访ACDi公司的Garret Maxson

十二月 09, 2017 | Stephen Las Marias, I-Connect007
HDI的注意事项:采访ACDi公司的Garret Maxson

美国计算机开发公司(American Computer Development Inc.,ACDi)大约成立于30年前,主要提供PCB设计和布局服务。如今,该公司每年为不同行业(包括医疗和工业领域)的各种客户提供大约350至400项独特的PCB设计布局。

大约15年前,ACDi收购了当地的一家制造工厂,这使得该公司能够同时进行设计、布局和样板组装。5年前,该公司在北卡罗来纳州收购了另一家能够进行批量生产的工厂。

Garret Maxson是ACDi公司的工程服务经理。目前有11名雇员直接向他报告,其中大部分是PCB布局设计师、AutoCAD制图员和元件库管理员。在这次采访中,Maxson讨论了在组装高密度互连(HDI)板时遇到的挑战,需要考虑的参数以及将会有助于HDI板顺利组装的策略。

Stephen Las Marias:在组装HDI板时,会面临哪些挑战? 

Garret Maxson:随着电路板密度变得越来越高,我们越来越需要高密度互连(HDI)电路板。由于IC制造商提供部件的引脚节距不同,可以选择的通孔结构也有多种。为了满足这点,产生了新的通孔技术,比如埋孔、盲孔和微通孔——许多公司开始将通孔放置在焊盘内,这种结构如果没有正确组装,会导致很多问题。当你把一个通孔放在会进行焊接的焊盘内时,通常会用不导电或导电的环氧树脂来填充该通孔,并在通孔外表面上进行电镀,以得到光滑的焊盘,经过这样的处理后,装配时就不会出现明显的表面偏差。焊盘越平坦,在印制电路板上印刷焊料和组装该部件就越容易。

就HDI板组装而言,焊盘内通孔是最大的问题之一。除此之外,HDI板最需要关注的是裸板的制造阶段。很明显,多次层压和多次钻孔以及其他加工会大大提高电路板的复杂性和成本。从组装的角度来看,组装过程只跟板的上下两面有关,跟板内部没有太大关系。HDI电路板最让人担忧的一点就是焊盘内通孔,所以必须确保电路板进行了正确的填充和电镀,以实现顺利的组装过程。

Las Marias:是否有至关重要的注意事项或参数来确保能成功组装HDI板?

Maxson:有啊,过孔有多种不同的形式,IPC-4761就规定了7种类型的过孔填塞工艺。显然,这其中也存在着利弊权衡。组装厂希望得到对装配最友好的线路板,这样他们就能更轻松,而客户又希望使用最便宜的方案,所以这里面有一些折衷。你需要找到平衡点,找到客户所能接受的折衷方案。

Las Marias:目前HDI的使用量有增加吗?

Maxson:明显增加了。这个行业的产品正在变得越来越小,越来越紧密,我们在尝试将越来越多的东西放到越来越小的电路板上,这使得设计人员不得不通过使用新型通孔拓扑结构和高密度互连,将电气工程师想要放在布局里的所有东西都能装进去。还有重量也是一个因素,更小更轻的电路板在“重量就是金钱”的飞行应用中非常重要。

Las Marias:使用HDI可以降低客户的成本吗?

Maxson:裸板的价格会更高。HDI板需要你付出代价才能变得更小、更紧密。当你想使用HDI板时,有几种不同的选择:埋孔、盲孔和微孔。在通常使用的盲孔板中,当你需要更多的布线空间,而板上的信号又太多时,盲孔可以在板的另一侧释放布线通道。埋孔通常与微通孔共同用在元件特别密集的地方,电路板上的这些位置需要安装非常多的部件。这样你就能以非常高的密度安装部件,而不会干扰到板的反面。如果是零件密集的板,我们会选择埋孔;如果是线路密集的板,我们会选择盲孔。

Las Marias:在做HDI板的时候,设计师们会与组装厂讨论设计方案的可组装性吗?

Maxson:任何一个你想放在设计布局中的元件,都要咨询SMT工程师它所需要的空间。我们会定期咨询我们的内部SMT工程师。内部制造的一个好处是我们的新想法可以找他们验证。而且他们见过绝大多数封装类型,所以会在布局阶段就提出调整建议,这样就能让我们的组装过程更顺利,并提高产量。我们的设计团队和SMT工程师之间在前期设计阶段就会进行非常透彻的沟通,这有助于确保将可靠的设计引入生产,并提高产品的产量。

Las Marias:还有一个关于HDI板的问题是在线测试比较困难。你们是如何解决这个问题的?

Maxson:随着飞针技术越来越普及,我们发现对在线测试(ICT)的要求越来越少。我们有一台飞针测试仪,它对板的可测试性设计(DFT)要求大大降低。以前,ICT夹具需要使用25 mil的圆形焊盘,现在飞针只需要4 mil的圆形焊盘。从DFT的角度来看,飞针检测对于样板制造来说非常高效,但是你仍然需要在量产时使用ICT,ICT在量产中仍然占有一席之地。就HDI板的可测试性设计来说,空间的限制较大。在电路板上没有太多的空间,所以节点覆盖可能没有普通的ICT夹具上多。

探针之间必须有一定的距离,如果是尝试让电路板变得更小、更紧凑,那就必须要有所取舍,而舍弃的结果一般都是比较低的节点覆盖率。

Las Marias:您还有没有什么想跟我们读者说的话题?

Maxson:我认为从布局的角度来看,布线空间或外层贴装零件空间如果的确不够,就可以采用HDI,而哪种空间不够又决定了要使用盲孔、埋孔互连还是微通孔互连。当IC引脚的间距下降到低于0.65毫米时,你将不得不使用HDI。

Las Marias:Garrett,非常感谢你今天接受我的采访。

Maxson:谢谢你。

标签:
#HDI  #组装  #OEM 

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