Technické podmínky

Tyto technické podmínky (dále jen TP) platí pro výrobu a přejímání desek plošných spojů (dále DPS) jednovrstvých bez pokovených otvorů, dvouvrstvých s pokovenými otvory a vícevrstvých včetně slepých a pohřbených otvorů. Jsou závazné pro odběratele i výrobce DPS.

1. Názvosloví

Názvosloví odpovídá normě ČSN IEC 60194 – Návrh, výroba a osazování desek s plošnými spoji – Termíny a definice.

2. Všeobecná ustanovení

2.1 Dokumentace

Odběratel odpovídá za soulad všech podkladů potřebných pro výrobu DPS (objednávka, data pro kreslení filmů, vrtací a frézovací soubory, výkresy, filmové matrice atd.) dodaných výrobci.

2.2 Základní materiál

Přednostně se používá materiál DURAVER B-DE 104-3 firmy Isola. Při výrobě vícevrstvých plošných spojů vycházíme výhradně z materiálů firmy Isola DURAVER-E-Cu Qualität 104 ML. Jiné druhy a tloušťky je možné použít po dohodě s výrobcem. Tyto materiály máme certifikovány UL – E 254630.

Tabulka údajů nejčasteji používaných materiálů

Za standardní je považován materiál FR4 tloušťky 1,5 mm s naplátovanou mědí tloušťky 18 um (tento materiál bude použit, pokud zákazník neuvede přesnou specifikaci – např. tloušťka 2,5 mm, tolerance -0,3 mm, síla měděné folie 18 um).

2.3 Výroba DPS

Jedná se o výrobu reprodukční. Vyrobené desky odpovídají dodaným podkladům nebo dokumentaci v rozmezí tolerancí daných těmito technickými podmínkami.

2.4 Provedení DPS

DPS jsou vyráběny jako jednovrstvé bez pokovených otvorů nebo dvouvrstvé a vícevrstvé s pokovenými otvory. Vodiče, pájecí očka i otvory jsou pokryty žárově nanášenou pájkou Sn 63 Pb 37 (metodou HAL), bezolovnatou pájkou (metodou bezolovnatý HAL), chemickým zlacením, chemickým cínováním nebo galvanickým zlacením (Ni/Au), na přání zákazníka mohou zůstat měděné nebo galvanicky cínované. V případě, že vodiče zůstávají nepokryté pájkou (pouze měděné nebo galvanicky cínované), výrobce nezaručuje pájitelnost.

Nepájivá maska: je dvousložková fotocitlivá. Je nanášena sítotiskem nebo clonou na měděný nebo na přání zákazníka i na galvanicky cínovaný povrch.

HAL: horkovzdušné nanášení roztavené pájky Sn 63 Pb 37 na povrch spojů a otvorů. Deska se ponoří do roztavené pájky a při vytahování je z obou stran ofukována horkým vzduchem.

HAL bezolovnatý: horkovzdušné nanášení roztavené bezolovnaté pájky na povrch spojů a otvorů. Deska se ponoří do roztavené pájky a při vytahování je z obou stran ofukována horkým vzduchem.

Chemické zlacení: na měď se nejdříve vyloučí cca 5 um niklu a následně cca 0,01 um zlata se zcela rovným povrchem. Bezolovnatá povrchová úprava.

Chemické cínování: na mědí se vytvoří 1 um silná vrstva chemického cínu se zcela rovným povrchem. Bezolovnatá povrchová úprava.

Plošné galvanické zlacení: na měď se nejdříve vyloučí cca 5 um niklu a následně cca 0,05 um zlata se zcela rovným povrchem. Bezolovnatá povrchová úprava.

Popis součástek: (rubotisk, lícotisk) je nanášen sítotiskem na stranu součástek případně na stranu spojů bílou barvou (po dohodě i jiný odstín) nebo bílou fotocitlivou barvou. Popis musí být odolný vůči běžným čistícím prostředkům a tavidlům – doporučuje se odzkoušet.

Grafitová pasta: vodivý potisk se zhotovuje sítotiskem a nahrazuje zlacení případně HAL.

Stínící vrstva: na jednu nebo obě strany DPS se na nepájivou masku nanáší sítotiskem specielní vodivá měděná vrstva a překrývá se opět nepájivou maskou. Slouží především jako EM stínění.

Galvanické zlacení: celou desku, nebo selektivně jen určitou část např. konektor, je možno galvanicky zlatit (mezivrstva je galvanický nikl).

Frézování: větší otvory a obrysy DPS se zhotovují frézováním. Tolerance opracování je ±0,1 mm.

Drážkování: do desky se v jednom nebo obou směrech vytvoří z obou stran specielní kotoučovou pilkou drážky do hloubky cca jedné třetiny tloušťky desky. Tolerance opracování po odlomení je ±0,3 mm. Drážkovat lze DPS oboustranně s volitelnou hloubkou drážek (obou stejných). Drážky budou od jednoho okraje přířezu k druhému. Úhel drážky je 30°, šířka je (dle hloubky drážky) 0,3 – 0,5 mm.

Stříhání na konečný rozměr: desky se stříhají na optických nůžkách, na filmech motivu musí být rohové kříže, dle kterých se stříhá. Tolerance požadovaného rozměru je ±0,3 mm.

3 Technické parametry DPS

3.1 Tloušťka DPS a pokovení

• je dána tloušťkou a tolerancí výchozího laminátu (viz tabulka) a pokovení (+50 %, -10 %), které se sčítají
• tloušťka pokovení vodivého obrazce je dána tloušťkou mědi naplátované na základním laminátu, galvanicky vyloučenou vrstvou mědí minimálně 20 um a povlakem Sn 63 Pb, který je nanesen technologií HAL. U povlaku pájky může vlivem povrchového napětí taveniny dojít k místnímu zmenšení tloušťky, většinou na hranách (cca 1 um) a na větších plochách a ve středu otvorů k místnímu zvýšení tloušťky (až na 50 um).

Tabulka tolerancí základního materiálu

3.2 Rozměry plošných vodičů a izolačních mezer

• Plochy mědi na jednotlivých stranách DPS musí být rovnoměrně rozdělené. Rozdíl ploch jedné strany DPS proti druhé může být maximálně 25%. Větší nerovnoměrnost ploch způsobuje nerovnoměrné pokovení a kroucení výsledné desky.

Tabulka konstrukčních tříd

3.3 Rozměry a tolerance otvorů

Minimální vrstva pokovení na stěnách je néjméně 30 um, přičemž vrstva mědi není menší než 25 um. Tolerance průměrů pro vrtáky 0,5 až 1,0 mm je ±0,06 mm a pro vrtáky 1,1 až 6,5 mm je +0,04 -0,16 mm. Používané průměry vrtáků jsou uvedeny v tabulce. Při návrhu je třeba dbát na to, aby bylo na DPS použito co nejméně různých průměrů nástrojů. Optimální počet je 7, maximální pak 10 nástrojů.

Používané průměry vrtáků v mm

Pozor! Po pokovení se průměr vrtaného otvoru zmenší o cca 0,1 mm vlivem nárustu kovu v otvorech! Proto je v objednávce nebo v textovém souboru třeba uvést, zda se jedná o průměry vrtáků nebo konečných otvorů. Pokud nebude žádná poznámka, výrobce DPS předpokládá, že jde o průměry výsledné.

3.4 Vnější rozměry

Maximální rozměry vyrobené desky jsou 340 × 450 mm. Z technologických důvodů je minimální rozměr výrobního přířezu 228 × 270 mm. U malých DPS nebo u větších počtů menších DPS je nutné jednotlivé motivy sdružovat (panelizovat). Maximální čistý rozměr vícevrstvých DPS je 260 × 340 mm (dosažitelné maximum 260 × 390 mm – po dohodě).

3.5 Poloha středů pájecích plošek a středů otvorů

Minimální pájecí mezikruží 0,05 mm bude zaručeno jen v případě, že pájecí plošky budou mít navržený průměr roven nebo větší než průměr otvoru plus 0,6 mm to znamená mezikruží musí být větší než 0,30 mm (viz obr 1.).

3.6 Rovinnost DPS

Maximální povolená hodnota je 0,015 mm na 1 mm uhlopříčky měřené desky. Metoda měření viz čl. 4.4 těchto TP. Dle ČSN EN 61188-1-1.

3.7 Možné vady na základním materiálu

• Defekty, které připouští podniková norma na základní materiál (PND39-683-01, bod II. technické požadavky).
• Barevný odstín izolantu je dán barvou použitého základního materiálu, může mít tmavší nebo světlejší místa.
• Na provrchu základního materiálu mohou být stopy po retušovacím noži. Hloubka rýh je přípustná do 0,1 mm.
• Šířka vad (např. dvorce, jamky atd.) vzniklé v důsledku opracování obrysu a zhotovení nepokovených otvorů nesmí překročit hodnotu 0,35 mm při tloušťce 1,5 mm základního materiálu.(ČSN 35 9003, čl. 2.2.1.).

3.8 Možné vady na povrchu DPS

Připouští se vady okrajů vodičů za předpokladu, že šířka jednotlivé vady nezmenší nebo nezvětší jmenovitou šířku vodiče o více než 20 %. Délka vady nesmí být větší než šířka vodiče nebo 5 mm (uvažuje se ta hodnota, která v daném případě je menší). Vodiče nesmí mít žádné trhliny ani lomy, které přerušují celou šířku vodiče. Připouští se vlasové rýhy, které nepřerušují vodivé cesty, proleptání v šířce vodiče je přijatelné, pokud nezmenší šířku vodiče o více než 20 % . U povlaků pájky nanesené technologií HAL, jsou povoleny drobné nerovnosti povlaku, mírné barevné změny (zmatnění), nepatrné známky odsmáčení, které nezhoršují pájitelnost a ochrannou schopnost povlaku.

3.9 Možné vady pokovených otvorů

Hrany otvorů nesmí být proleptány a musí zde být souvislá vrstva mědi nebo jiného kovu. Pokrytí pájkou se nehodnotí u otvorů s průměry menšími, než 0,75 mm (propojovací otvory), pokud je na ploškách vrstva nepájivé masky.

3.10 Pájitelnost

Prvky vodivého obrazce po zapájení musí být rovnoměrně smočeny pájkou, vrstva pájky musí být souvislá. Hodnocení se provádí dle modifikovaného testu dle ANSI/J-STD-003. Jsou povoleny vady pájitelnosti až na 5% povrchu vodičů. DPS s pokovenými otvory se zkoušejí po kondiciování 4 hod. při 115–120 °C. Pokovené otvory do průměru 3 mm musí být vyplněny pájkou. Pájitelnost DPS musí být zachována po dobu 6 měsíců. DPS z materiálu FR 4 musí odolávat dvěma cyklům pájení. Po provedení zkoušky nesmí být na vodičích nebo izolantu puchýře a nesmí dojít k delaminaci. Metody zkoušek jsou specifikovány v článku 4.5 těchto TP. Vyhodnocení podle IPC-A-600G.

3.11 Pokovení drahým kovem

Části nebo celé DPS je možné galvanicky pokovit zlatem, vhodným jako ochrana kontaktů a přepinačů. Podmínky je nutné dohodnout s výrobcem.

3.12 Nepájivá maska

Nepájivá maska slouží jako ochrana těch částí desky, které nemusí být pájeny. Může být nanesena z jedné nebo obou stran desky. DPS s nepájivou maskou musí splňovat tyto požadavky:

• Tloušťka vrstvy nepájivé masky musí být v rozmezí 8–35 um.
• Jsou povoleny opravy masky zatíráním (max. 5 oprav na DPS).
• Maska musí vydržet minimálně dva cykly pájení. Po zkoušce a omytí desky izopropanolem nesmí být maska porušena a nesmí na ní ulpívat zbytky pájky. Barevný odstín masky může vykazovat změny.
• Na pájecích ploškách SMD může přesahovat nepájivá maska max. 0,05 mm za hranu pájecí plošky.
• Plošky u otvorů menších než 0,8 mm (propojovací otvory) mohou nebo nemusí být zakryty nepájivou maskou. Doporučujeme odkryté plošky (dojde k nanesení pájky při žárovém přetavení na plošky i do otvoru).
• Chyba v umístění nepájivé masky vůči měděnému spoji v libovolném směru musí být menší než 0,15 mm.

3.13 Snímací lak

Snímací lak (stahovatelná ochraná maska chránící části DPS proti pájení) musí na určené části DPS vytvářet souvislou vrstvu. Musí chráněnou plošku nebo vodič přesahovat na izolant nebo na nep. masku min o 0,1 mm. Musí překrývat otvory do průměru 1,5 mm. Odolává min. jednomu cyklu pájení. Snímací lak se při tisku 'rozlije', proto 3 mm od hrany obrysu snímacího laku nesmí být pájecí plocha.

3.14 Potisk (servisní potisk, rubotisk)

Musí odpovídat dodaným datům. Je přípustné částečné zkreslení a porušení znaků, údaje však musí být čitelné. Trvanlivost potisku musí vyhovovat ČSN 35 9003, čl. 2.6.1. Popisy musí mít minimálně 0,25 mm silné čáry. Popis musí být odolný vůči běžným čistícím prostředkům a tavidlům – doporučuje se odzkoušet. Pokud budou dodána data pro potisk, který zasahuje na pájecí plošky, výrobce neručí za pájitelnost DPS.

3.15 Grafitový lak (uhlíková vrstva).

Povrch pasty musí být hladký, nepoškrabaný a čistý. Chyba v umístění pasty vůči měděnému spoji v libovolném směru musí být menší než 0,25 mm. Pasta musí být odolná vůči běžným čistícím prostředkům a tavidlům – doporučuje se odzkoušet. Musí odolávat pájení. Šířka pájecích plošek pro potisk grafitovým lakem musí být minimálně o 0,25 mm větší než plošky v motivovém filmu.

3.16 Požadavky na podklady pro frézování

Na desce plošného spoje přichází v úvahu frézování otvorů různých tvarů uvnitř DPS, frézování obrysu (části a nebo celého) DPS a jejich kombinace. Pro přípravu frézovacího programu je třeba dodat soubor s např. motivem jedné strany DPS, ve kterém je obrys DPS a event. obrys frézovaných děr proveden co nejtenším spojem, kde přesná poloha je dána drahou clonky (tedy středem spoje).

Používané průměry fréz

Poznámka: průměr frézy označené hvězdičkou* používat jen po předcházející dohodě s výrobcem. Cena je vyšší, než u ostatních průměrů.
Standardní průměr je 2 mm.

4 Zkoušení

4.1 Měření délek

Měření délek hran a celkové tloušťky DPS se provádí měřícími přístroji, u kterých chyba měření není větší než 20 % přípustné tolerance měřeného rozměru.

4.2 Měření vodičů a otvorů

Měření šířky plošných vodičů, izolačních mezer, velikosti pájecích plošek, průměrů pokovených i nepokovených otvorů se provádí optickými měřícími přístroji, u nichž je přesnost měření 0,02 mm. Kontrola vzhledových vad pokovených otvorů se provádí pomocí lupy 3–10× zvětšující. Otvory se kontrolují v šikmo dopadajícím světle.
Připouští se měření průměrů otvorů pomocí kalibrů.

4.3 Kontrola vzhledu

Kontrola vnějšího vzhledu se provádí vizuálně. Při případných nejasnostech se připouští použití lupy s třínásobným zvětšením.

4.4 Rovinnost (zkroucení) DPS

DPS se umísťuje na zkušební rovinu tak, aby se alespoň tři její rohy dotýkaly povrchu měrné roviny a změří se největší vzdálenost mezi povrchem zkušební roviny a nejvyšším okrajem desky – A. Dále změříme úhlopříčku B měřené DPS a vynásobíne ji číslem K jehož hodnota je stanovena normou IPC 4101 B. Vyhodnocení provádíme podle vzorce A ‹ B × K.

4.5 Zkouška pájitelnosti

Provádí se na běžném pájecím zařízení. Vzorky musí být před zkouškou uskladněny min. 48 hod při teplotě 25 °C, nebo musí být temperovány při teplotě 120 °C po dobu 2 hodin. Vzorek se upevní do transportního vozíku, který se nastaví tak, aby DPS byla při pájení ponořena v roztavené pájce do hloubky nepřevyšující tloušťku DPS.
Tavidlo se nanáší v pěně. DPS se předehřeje na 80 až 100 °C. Rychlost posuvu se seřídí tak, aby doba styku desky s pájkou byla 3 sekundy (pájka B-Sn 60 Pb-90/185 ČSN 055624, teplota pájky 518 ±2 °K tj. 245 ±2 °C).
Po provedené zkoušce se DPS omyje v destilované vodě a vizuálně se zhodnotí.

4.6 Zkouška tloušťky povlaků

Provádí se na zkušebním kupónu nebo na vzorku desky podle ČSN 038156 způsobem 'mikroskopické měření na metalografickém výbrusu'.

4.7 Zkouška pokovení dotekových polí mřížkovou metodou

Zkoušená plocha se prořízne ocelovým nožem (skalpelem) až na základní kov ve čtyřech až šesti rovnoběžných rýhách vzdálených od sebe 1–4,5 mm. Stejným způsobem se prořízne zkoušená plocha soustavou kolmých rovnoběžných rýh na soustavu prvou. Po naříznutí nesmí dojít k odlupování čtverečků kovu.

4.8 Zkouška odolnosti potisku proti čistícím prostředkům.

Zkoušený potisk se přejíždí 0,5 minuty tamponem z vaty zvlhčeným čistícím prostředkem (dest. voda, izopropanol nebo prozon). Potisk se nesmí smývat nebo roztírat.

4.9 Elektrické testování

Elektrické testování se provádí na testeru od firmy ATG. Aitomaticky se provádí test všech oboustrané a vícevrstvé desek od 4 konstrukční třídy. Nižší konstrukční třídy se testují na vyžádání zákazníka.

5 Objednávání, přejímání a dodávání

5.1 Objednávání

Výrobu DPS lze provést jen na základě písemné objednávky. Za vzájemný soulad dodané dokumentace odpovídá objednavatel. Požadavky jsou uvedeny v obchodních podmínkách.

5.2 Přejímání a dodávání

Obchodní vztahy mezi dodavatelem a odběratelem se řídí Obchodním zákoníkem, dalšími platnými právními předpisy včetně našich Obchodních podmínek.

5.3 Záruky

Dodavatel ručí za výrobky – DPS 6 měsíců ode dne dodání DPS. Dodavatel neručí za vady DPS vzniklé vlivem nevhodného uskladnění nebo špatného zadání při objednání.

6 Balení a skladování

6.1 Balení

DPS jsou zabaleny v PE folií, případně uložené v papírových krabicích.

6.2 Skladování

Dodavatel i odběratel jsou povinni skladovat DPS tak, aby během záruční doby nebyla ohrožena jejich jakost. DPS musí být uloženy ve vodorovné poloze. Podmínkou záruky je suchý, dobře větraný sklad s teplotou +18 °C +35 °C bez prudkých tepelných změn a maximální relativní vlhkosti 75 %. Sklad musí být bez chemických vlivů.

7 Požadavky na data

7.1 Data

Data, která dodává zákazník pro přípravu výrobní okumentace k výrobě DPS musí splňovat určitá kritéria, aby jejich zpracování bylo efektivní a tím i levné. Maximální velikost kresleného filmu je 610 × 712 mm. Standardní velikost filmu je 508 x 610 mm.

7.2 Některé zásady pro přípravu dat:

• Standardním formátem dat pro přípravu jsou Gerber RS-274X, ODB++ a Gerber-274D s výpisem D-kódů.
• Standardním formátem dat pro vrtání je Excellon nebo Merona (Sieb & Meyer) s výpisem počtu a průměrů vrtáků pro vrtání.
• Další možné formáty: *.brd – Eagle s požadavky provedení a určení použitých vrstev (např. potisk 21,25), po dohodě lze zpracovat i DXF, HPGL a jiné soubory.
• Přenos dat: e-mail, disketa, CD-ROM, DVD aj.
• Obrys desky dodat ve vrstvě maska nebo je-li deska bez masky, pak ve vrstvě motivu, odkud bude po zpracování smazán.
• Data dodat jako jednonásobný motiv, násobení do formátu provedeme sami. Pokud záleží na konečném rozměru vícenásobné desky, je třeba dodat velikost a toleranci výsledné desky, případně i šířku okraje (výkres, soubor, objednávka).
• Na motivu musí být text (název desky, strana, změnová koncovka), který určuje orientaci desky. Text může být umístěn i mimo čistý rozměr desky. Názvy souborů musí být shodné s názvy, uvedených na motivu. Stejný název musí být ve všech dalších podkladech (např. objednávce).
• Zemnící plocha (rozlitá zem) nesmí být provedena šrafováním a musí končit minimálně 0,5 mm od hrany desky. Doporučujeme použít samostanou clonku, která není použita pro jiný účel. Minimálně 0,5 mm od hrany desky nesmí být žádný segment (pájecí ploška, spoj, otvor a pod). Pokud nelze tuto podmínku splnit, je třeba na tuto skutečnost upozornit v objednávce nebo v textovém souboru a dohodnout způsob dělení DPS.
• Doporučujeme dodávat seznam datových souborů (textový soubor). V textu by mělo být uvedeno, co soubor konkrétního jména obsahuje za data.
• Doporučujeme za název souboru dávat změnovou koncovku, která se vzestupně mění při jakékoliv změně na desce. např. 123456/A-1.
• Pokovené otvory musí mít z obou stran pájecí plošky. U otvorů, které musí být bez pokovení, nesmí být na filmech z obou stran žádná značka. Zhotovení specielních otvorů je nutno dohodnout s výrobcem.
• V datech pro kreslení motivů pro jednostranné desky musí být nad otvory většími než 2,5 mm ploška menší o 0,2 mm než průměr otvoru.
• Data pro testování jsou stejné jako pro kreslení. Plošky SMD mohou být definovány clonkami pro plošky nebo linky (čáry). V případě, že jsou definovány clonkami pro linky nesmí být u plošek SMD provedeno šrafování (ploška se skládá pouze z jedné linky). Pro SMD plošky a velké plochy rozlité mědi musí být použity samostatné clonky, které nejsou použity pro jiný segment motivu. Maximální velikost testováné DPS je 400 x 520 mm.
• Na filmu nebo v datech nesmí být čáry slabší než 0,10 mm.
• Pro vícevrstvé DPS: při zadávání udávejte tloušťku jednotlivých vnitřních vrstev a celkovou tloušťku výsledného plošného spoje včetně tolerance. Standartní 4 vrstvá deska má vnitřní vrstvu z laminátu 0,90 mm silného s měděnou folií 35 um, dvojicí prepregů 7628 + 2116 a mědí z každé strany. Výsledná tloušťka desky 1,5 mm ± 0,1 mm.
• V souborech dat uvádějte pořadí jednotlivých vrstev např. pro 4 vrstvou desku:
  *.top ( horní strana, top, pohled čitelný),
  *.in2 ( první vnitřní vrstva, pohled čitelný),
  *.in3 ( druhá vnitřní vrstva, pohled nečitelný),
  *.bot ( spodní strana Bottom, pohled nečitelný).
• Vnitřní vrstvy doporučujeme vytvořit v positivním formátu.
• Pro vytváření vnitřních vrstev platí stejné zásady jako pro vrsty Top a Botom.

Závěrečná ustanovení

Celkové hodnocení kvality desek plošných spojů se řídí mezinárodní normou.

IPC-A-600G  Acceptability of Printed Boards

Související normy:

• ČSN EN 123100, ČSN IEC 326-3, ČSN IEC 60194, ČSN 60249-1, SN EN 62326,
• ČSN EN 123300, ČSN EN 61188-1, ČSN EN 61189-3, ČSN 359004,
• Tato směrnice nabývá účinnosti od 1. 10. 2001, má platnost v celé společnosti a spadá pod směrnici B7 rev. 2.