מעגל מודפס איכותי מתחיל במסמך דרישות חד וברור. לפני שמבקשים הצעת מחיר או זמן אספקה, חשוב להחליט מה באמת נחוץ פונקציונלית, מה קריטי לאמינות, ומה ניתן לשחרר כדי לשמור על עלות ולוחות זמנים סבירים. ספקים מתמודדים עם פרשנות. כשמשאירים מקום לספק, מקבלים מגוון תשובות, שונות באיכות ובמחיר.
המטרה היא לצמצם פרשנות. מתארים מראש מבנה שכבות, חומרים, כללי DFM, בדיקות וקבלה, פנליזציה ולוגיסטיקה. מסמך אחיד ועקבי לייצור מעגלים מודפסים חוסך סבבי תיקונים, מונע שינויים מאוחרים, ומאפשר להשוות בין הצעות באופן אמיתי.
קבצים, פורמטים ובקרת תצורה
הבסיס להצעה מדויקת הוא חבילת ייצור מסודרת. יש לבחור פורמט אחיד ולהתמיד בו. ספקים רבים מעדיפים ODB++ או IPC-2581 כי הם כוללים שכבות, חומרים ונקודות קואורדינטה בתצורה אחת. אם שולחים גרברים, יש לצרף קובץ קידוח, טבלת כלים ומפת שכבות קריאה.
מה הספק צריך לקבל
- קבצי ייצור מלאים: Gerber או ODB++ או IPC-2581, קבצי קידוח Excellon, נטליסט IPC-D-356, ושרטוט ייצור מסכם.
- תרשים Stackup מוצע עם עוביים נומינליים ומפת אימפדנס נשלט, כולל קופונים.
- רשימת דרישות איכות וקבלה לפי IPC-A-600 Class מוגדרת, ומפתחות לזיהוי גרסה ובקרת שינוי.
בקרת תצורה אינה קישוט. מגדירים מזהה פרויקט, גרסת לוח, תאריך בנייה, ודרך מסודרת לעדכון. כל שינוי מתועד בראשי פרקים קצרים: מה השתנה, למה, והשלכות על ייצור והרכבה.
מבנה לוח וחומרים
בחירת חומרים מושפעת מטמפרטורה, תדר, צפיפות ורגולציה. FR-4 סטנדרטי יתאים לרוב היישומים הדיגיטליים הבינוניים. ביישומי הספק או מיקרוגל ייתכן צורך בשילובי חומרים או Tg גבוה.
Stackup והולכה
מגדירים מספר שכבות, עובי דיאלקטרי בין שכבות, משקל נחושת בכל שכבה, ומפתחי רוחות שקשורים לאימפדנס. אם יש קווי דיפרנציאל או קווי RF, מציינים יעד אימפדנס, סבילות, ומיקום שכבות הרלוונטיות.
סביבה ותקינה
מבהירים דרישות עמידות: RoHS, UL94 V-0, CTI נדרש אם יש סיכוני זחילת מתח, והטמפרטורה הסביבתית לשילוב במערכת. כאשר דרוש סימון UL על הלוח, מקצים מקום ומגדירים צבע מסכה ותוויות מותרים.
כללי DFM מרכזיים
כללי DFM טובים מאזנים בין צפיפות, עלות ותפוקה. מפרטים רוחב מול מרווח מינימליים, קטרי קידוח, יחס היבט מקסימלי, וטבעות היקפיות.
הולכה, קידוחים ו-Vias
מציינים רוחב קו ומרווח מינימום ברצפה וב-BGA, עובי נחושת לאחר אלקטרוליזה, וטבעות היקפיות מינימליות לגבול הקבלה. מגדירים קידוח מכני מינימלי, יחס עובי לוח לקוטר חור, וסוגי ויאס: פתוחים, מכוסים מסכה, מולחמים, עוורים או מוטמנים. אם נדרש מילוי ויאס בחומר מוליך או בידודי, מבהירים היכן ולמה.
מסכות וכתב
מסכת הלחמה מוגדרת לפי צבע, עובי מטרה, ושוליים סביב פדים. מציינים הרחבת מסכה סביב נחושת חשופה, טיפול ב-solder dam בצפיפויות גבוהות, ומגבלות לכתב: גובה מינימלי, רוחב קו, וצבע.
גימורי נחושת ומשטחי הלחמה
בחירת גימור משפיעה על הלחמה, אחסון ועלות. ENIG מעניק מישוריות ורובליות טובה ל-BGA. HASL ללא עופרת מתאים להרבה יישומי תעשייה אך פחות מישורי. אם קיימים רכיבים עדינים במיוחד או קישוריות חשופה, אפשר לשקול Immersion Silver או ENEPIG. מציינים חיי מדף נדרשים, עובי ניקל וזהב מטרה, והאם יש אזורי זהב קשיח לקונקטורים.
פנליזציה ודרך אחיזה בקו
הגדרה מוקדמת של פנל מונעת חיכוך בין ספק להרכבה. מחליטים מי בונה את הפנל, באיזה מבנה, ומהי שיטת הפרדה.
מסגרת, הפרדה ומדיניות X-Outs
מגדירים מסגרות צד עם fiducials גלובליים וחורי יישור. קובעים אם משתמשים ב-V-score או טאבים עם חורים שבירים, ומהו המינון המותר של לוחות פגומים בפנל. אם הרכבה דורשת שטחי תמיכה סביב קונקטורים, מקצים אותם בפריסת הפנל ומונעים אלתורים בקו.
בדיקות, אימות ואימפדנס נשלט
בדיקות אינן סעיף כללי אלא מפרט. קובעים אילו בדיקות חובה ומהי רמת הדגימה. בייצור סדרתי סביר לדרוש E-test מלא ואימות AOI לכל שכבות הפנימיות.
קופונים, חיתוך מטלוגרפי וניקיון יוני
מבקשים קופוני אימפדנס בפנל כשיש דרישה כזו, עם טבלת יעד וסבילות. עבור שליטה באיכות ציפוי חורים מציינים קריטריון מינימום לנחושת קיר. אם המוצר רגיש, ניתן להגדיר מגבלת זיהום יוני ומבחן התאמה.
קריטריוני קבלה לפי IPC
הגדרת Class לפי IPC-A-600 קובעת את רף האיכות. Class 2 מתאים לרוב האלקטרוניקה האזרחית, Class 3 נדרש כשדרושה אמינות גבוהה במיוחד. מציינים גבולות קבלה לפגמים קוסמטיים, נקבוביות בגימור, חריגות מסכה, וטולרנסים ממדיים.
מה חשוב להדגיש למסירת איכות
- E-test מלא לכל נטליסט, כולל בדיקת פתיחות וקצרים מול IPC-D-356.
- דוח איכות בפורמט עקבי: עוביי נחושת, תוצאות אימפדנס, ומיקרוסקשן אחד לפחות לכל פנל.
ממדים, טולרנסים וכרסום
מפרטים טולרנס מידות ללוח כולו, למגרעות, לחריצים ו-rout. מציינים רדיוס פינה מינימלי הנגזר מקוטר כרסום. עבור רכיבים מכניים, מגדירים מיקום חורים ביקורתיים ואת אופן המדידה. אם יש אזורים עם עובי משתנה, מסמנים אותם בשרטוט ומגדירים טולרנס לעובי.
ניהול חום וביצוע תרמי
אם יש חורי חום, פדים תרמיים או נחושת מוצפת, מתארים דפוסי thermal relief כדי לשמור על הלחמות עקביות. בעומסי הספק, מגדירים אזורי פיזור נחושת ועובי מטרה, ומבקשים המלצת ספק אם נדרש פרה-פרג מסוג ספציפי או חומר עם מוליכות תרמית גבוהה.
דרישות ייעודיות לתדר גבוה
ב-RF או בקצבים דיגיטליים מהירים, רצוי להבהיר אילו שכבות נושאות קווים קריטיים, מהו dK ו-Df נדרש, וכיצד מודדים אימפדנס. אם משלבים חומרי ליבה שונים, מתאמים מראש זמינות ושרשראות אספקה כדי למנוע החלפות לא מתוכננות.
אריזה, סימון ולוגיסטיקה
אריזה מגינה היא חלק מהאיכות. מבקשים שקיות ואקום עם desiccant וכרטיס לחות כשמתאים, מפרידים לוחות בטיירים עם מפרידים נטולי אבק, ומסמנים כל חבילה בפרטי פרויקט, גרסה, כמות ואצווה. מגדירים תוקף מדף לגימור, כתובת ספקולציה להחזרה, ותנאי אחסון. אם יש דרישת עקיבות, מבקשים ברקוד אצווה ולוח.
זמני אספקה, כמויות ותשואות
מייצרים טבלת תרחישים: אספקת מדגם, טרום סדרה וייצור סדרתי, עם זמני יעד והיתכנות האצה. מציינים כמות מינימום להזמנה, שיעור X-Outs מותר בפנל, ותנאי קבלה לשיעור תשואה. כשמבקשים מחיר, דורשים מובנה: מחיר לפנל, לניצול, לתוספות גימור, ולבדיקות.
טעויות נפוצות שכדאי למנוע
חוסר התאמה בין שרטוט ייצור לגרברים גורם לפסילות. העדר תרשים Stackup עם עוביים נומינליים משאיר אימפדנס ליד המקרה. דרישה אגרסיבית מדי לרוחב ומרווח ללא התחשבות ביחס היבט מייצרת מחיר גבוה וזמינות ספקים מוגבלת. פנליזציה שנשארת להרכבה אך אינה מוגדרת מובילה לעיכובים. ולבסוף, כתיבה כללית של “איכות גבוהה” בלי קריטריון IPC אינה אכיפה.
איך הופכים את זה למסמך אחד קריא
מסדרים את הדרישות בעמודי פתיחה קצרים עם טבלת סיכום, ואחריהם פרקים לפי הסדר: קבצים, Stackup, DFM, גימור, פנל, בדיקות, ממדים, אריזה ולוגיסטיקה. כל פרק מסתיים בהבהרת אחריות: מי קובע, מי מאשר שינוי, ואיך מדווחים חריגה. עבור פרויקטים שחוזרים על עצמם, שומרים תבנית ומעדכנים רק את הסעיפים הייחודיים.
בשורה התחתונה
הגדרה מוקדמת ומדויקת של דרישות ייצור למעגל מודפס היא המפתח להצעה הוגנת, לאיכות צפויה ולזמני אספקה שנשמרים. כשמספקים קבצי ייצור שלמים, Stackup עם אימפדנס נשלט, כללי DFM ברורים, קריטריוני קבלה לפי IPC, פנליזציה סגורה ודרישות אריזה ולוגיסטיקה, מצמצמים פרשנות ומגדילים תשואה. התוצאה היא תקשורת נקייה עם הספקים, לוחות זמנים יציבים, ועלות כוללת נמוכה יותר לאורך חיי המוצר.