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PCB可制造性设计指南:边缘电镀

五月 06, 2022 | Anaya Vardya, American Standard Circuits
PCB可制造性设计指南:边缘电镀

引言
PCB设计师面临的最大挑战之一是不了解PCB制造过程中的成本驱动因素。本专栏系列文章从PCB制造商的角度讨论这些成本驱动因素以及影响产品可靠性的设计决策,本文为最新一篇。

边缘电镀
边缘电镀是包封PCB边缘,以改善高频设计的EMI屏蔽和系统中的机箱接地。要求是边缘电镀PCB的单轴和多轴边缘(包括所有4个边缘)。
边缘电镀是在PCB的电路特征金属化之前实施铣削路径时产生的,有时被称为“电镀铣削”。实现这项技术的设计要求取决于对每块板的边缘数量、尺寸要求,以及是否将以拼板形式交付客户。

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图1:边缘电镀实例

材料稳定性也在制定铣削要求方面发挥作用。如果加强材料不是标准的玻纤增强FR-4类型,则可能需要其他铣削设计,以改进制造期间用于承载拼板内部部件的结构。在载体拼板(也称为阵列)内加工的用于制造和组装的部件仍然完好无损,在某些情况下需要开发用于边缘电镀的分离条。对于要求电镀的单独边缘,可能不需要分离条来保持稳定性。

用于运输拼板的分离条的开发
图2中左图显示了如何为以多阵列制造的电路实现穿孔分离条。要求是,用于固定阵列中电路板的分离条将在组装操作(也称为分离)后断开。右图显示了实心的分离条,电镀铣削工艺中放置实心分离条。在这两种情况下,分离条周围的内外层原理图必须没有金属。这将防止金属在分离过程中暴露。使用实心分离条时,在最终制造阶段使用铣削设备(从载体拼板移除标准部件的设备)移除小分离条。拆除小分离条将沿部件边缘留下小的突出部分。

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图2:在电镀铣削工艺中放置的穿孔分离条和实心分离条。在这两种情况下,内外层周围必须没有金属

还详细说明了小分离条的最低要求。小分离条的位置取决于组装要求和用于构建电路的材料。尺寸不太稳定的材料,通常是非增强材料,以及薄(<0.060")拼板和厚(>0.200")拼板,需要额外的小分离条来保证加工过程中的稳定性。保守地说,需要沿电镀边缘每隔2英寸放置一个小分离条。对于非FR-4材料,更需要符合该规则。

电镀边缘的设计规则
要求镀层不仅要包封拼板边缘,而且还要包裹在拼板表面。如图3所示,镀层包裹至表面所要求的最小距离为0.015"。需要包覆内部处理和镀层与边缘的附着。还详细说明了板表面特征与包覆到表面镀层的最小距离(0.010"),以及相邻布线特征所要求的距离(0.100")。

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图3:要求镀层不仅包封拼板边缘,而且还要包覆到拼板表面 

镀层通常沿着电路的整个边缘,其是连续的,但镀层中断可以用两种方法设计。通过在中断处放置小分离条,然后将其移除,以防止电镀(图4a)。或者,可以在最终铣削阶段去除镀层。后续去除镀层会在电路中留下小分离条或凹痕(图4b)。当铣削设备接触边缘并进入电路以完全去除镀层时,就会产生凹痕。当中断至少为0.200"时,可以使用小分离条来防止连续电镀。当小于0.200"时,边缘将完全电镀,后续通过铣削工艺去除。

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图4:a)通过在中断处放置小分离条以防止电镀,后续将其移除;b)后续去除镀层会在电路中留下小分离条或凹痕

边缘电镀通常涉及板中一个或多个内部平面的连接。这些平面延伸至电路板边缘,并通过电镀进行电气连接。这些层通常带有极性边(参考:0.050'),以防止铣削后从拼板上移除时露出铜。
了解PCB制造中的成本驱动因素,以及设计师和制造商之间的早期合作是使其具有成本效益设计成功的关键因素。遵循制造商的DFM指南是首要条件。

更多内容可点击这里查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年4月号更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

标签:
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