Під час запиту ціни на друковану плату важливо запитати не просто: «Тут мідь 1 oz?». Треба з’ясувати, чи означає 1 oz початкову фольгу або готовий провідник, а також чи потрібна конструкції вимірювана мінімальна товщина.
Використовуйте масу міді як номінальний орієнтир. Якщо провідник має відповідати певній готовій товщині, зазначте цю вимогу в кресленні на виготовлення для відповідного шару, а також укажіть місце й метод перевірки. Мідь на стінках металізованих отворів і фінішне покриття задавайте окремо.
Таблиця перерахунку маси міді в товщину
Масу міді на друкованій платі зазвичай указують в унціях на квадратний фут (oz/ft²) — це маса міді, розподіленої на певній площі. Це не загальна маса міді на платі.
У таблиці нижче навмисно використано округлене співвідношення 35 µm на oz/ft². Це номінальний орієнтир, а не таблиця мінімальної товщини готової міді, допусків або підтвердження доступності в APTPCB.
| Маса міді, oz/ft² | Довідкова товщина, µm | Довідкова товщина, mm | Довідкова товщина, mil |
|---|---|---|---|
| 0,5 | 17,5 | 0,0175 | 0,69 |
| 1 | 35 | 0,035 | 1,38 |
| 2 | 70 | 0,070 | 2,76 |
| 3 | 105 | 0,105 | 4,13 |
| 4 | 140 | 0,140 | 5,51 |
У таблиці застосовано такі обчислення:
- µm ≈ 35 × маса міді в oz/ft²
- mm = µm ÷ 1,000
- mil = µm ÷ 25.4
Наприклад, за цією основою 2 oz/ft² — це приблизно 70 µm або 2,76 mil. Значення в mil округлено; один mil становить одну тисячну дюйма.
Основа 35 µm — це зручне домовлене значення, а не точне фізичне перетворення. Для ідеального рівномірного шару, обчисленого за густиною міді 8,96 g/cm³, виходить приблизно 34,1 µm на oz/ft². В інших документах можуть використовуватися інші округлені орієнтири. Порівнюючи значення, перевіряйте зазначену основу й не сприймайте останній десятковий знак як гарантію виробництва.
Товщина міді не тотожна загальній товщині готової плати. Про цей механічний розмір див. стандартну товщину друкованої плати.
Базова мідь і готова мідь — різні вимоги
Базова мідь — це початкова фольга шару до відповідних операцій виготовлення. Її номінальна маса допомагає описати конструкцію, однак фактична товщина фольги не обов’язково в кожній точці дорівнює округленому значенню з таблиці.
Готова мідь провідника — це мідь, що залишається у провіднику після відповідних операцій додавання й видалення. Залежно від шару та конструкції кінцева товщина може відрізнятися від початкової фольги.
Початкова фольга — не те саме, що готова мідь. Концептуальна схема, не в масштабі; виміряної товщини шарів не показано. Ліворуч — приклад зовнішнього провідника: базова фольга плюс нанесена мідь із подальшою обробкою; праворуч — фольга внутрішнього шару та матеріал, видалений під час обробки. Базову й додану мідь показано окремо; металеве фінішне покриття не є міддю, паяльна маска також окрема. Умовний локальний баланс міді: 16,8 + 21,6 − 2,4 = 36,0 µm, тобто база + додавання − видалення. Це менше за також умовний мінімум 40 µm. Внутрішні металізовані елементи потребують окремої перевірки конструкції.
У конструкції із зовнішнім шаром і металізованими отворами під час виготовлення може додаватися мідь. На наступних етапах частина міді також може видалятися. У документі Texas Instruments SPMA056 наведено конкретний приклад чотиришарової плати: для зовнішніх сигнальних шарів зазначено номінальну базову мідь у пів унції плюс пів унції гальванічного покриття, тобто номінально одну унцію загалом. Цей приклад показує, чому позначка «1 oz на зовнішньому шарі» не обов’язково означає, що плату починали виготовляти з фольги 1 oz. Це не універсальний режим гальванічного нанесення й не мінімальна товщина готової міді.
Звичайний внутрішній шар часто формують із фольги без такого самого циклу гальванічного нанесення, як на зовнішніх шарах. У цій конструкції важливі початкова фольга й матеріал, видалений під час обробки. Не поширюйте цей опис на всі плати: у послідовних та інших складних конструкціях можуть бути металізовані внутрішні елементи. Вкажіть ці елементи та вимоги до них у документації конструкції.
Числовий приклад: значення, близьке до номіналу, не означає відповідності мінімуму
Припустімо, локальний зовнішній провідник має такі ілюстративні фактичні значення:
- Початкова мідь: 16,8 µm
- Додана мідь: 21,6 µm
- Мідь, видалена на наступних етапах: 2,4 µm
Спрощений результат:
16,8 + 21,6 − 2,4 = 36,0 µm готової міді
Це значення близьке до номінального довідкового орієнтира 35 µm для 1 oz. Але якщо проєкт окремо вимагає мінімум 40 µm у визначеному місці вимірювання, значення 36,0 µm не відповідає цій числовій межі.
Вимога 40 µm і всі три значення процесу — припущення для цього прикладу, а не галузевий поріг, результат виробництва APTPCB чи прогноз конкретного процесу. Тут важливе і договірне розрізнення: номінальне позначення та мінімальне приймальне значення відповідають на різні запитання.
Розрізняйте мідь на площині, у стінках отворів і фінішне покриття
Провідник на шарі плати й мідь, нанесена на стінку металізованого отвору, пов’язані з конструкцією, але це не взаємозамінні розміри.
Задавайте товщину плоского провідника для відповідного шару та місця. Якщо важлива мідь на стінках отворів, окремо вкажіть вимогу для відповідних отворів і визначте основу інспекції. Не припускайте, що значення готової міді зовнішнього шару також описує товщину стінки отвору.
Так само паяльна маска — це не мідь. Металеве фінішне покриття, наприклад нікель/золото або олово, є окремою системою матеріалів; не зараховуйте ці метали до товщини міді. Вкажіть потрібне фінішне покриття окремо на кресленні.
Мікрофотографія дефекту на купоні NASA; авторство Charles E. Powers/NASA GSFC, 2009. Оригінальні стрілки вказують на відсутні внутрішні та зовнішні контактні кільця. Це не зразок APTPCB; зображення не має масштабу, за яким можна визначити товщину міді чи відповідність вимогам. Запис про авторство та джерело зображення.
Мікрошліф може показати взаємне розташування провідника та стінки отвору, але самого зображення недостатньо, щоб визначити вимогу до товщини. Придатний план інспекції визначає елемент, підготовку й метод вимірювання, вибірку та критерій приймання.
Перетворіть таблицю на пошаровий запит ціни
Розгляньмо умовний чотиришаровий проєкт. Команді розробників потрібно щонайменше 40 µm готової міді у визначених місцях на L1. Для інших плоских шарів у цьому прикладі окремого числового мінімуму готової міді не задано, крім чинних для проєкту вимог.
Команда пропонує для запиту ціни таку початкову конструкцію стеку. Значення базової фольги — запропоновані номінальні значення, а не результати вимірювань чи обов’язкові інструкції процесу. Виробник може запропонувати на розгляд іншу початкову фольгу, якщо це потрібно для досягнення вимоги до готової міді.
| Шар | Запропонована номінальна базова фольга | Вимога до готової плоскої міді | Місце, метод і запис приймання |
|---|---|---|---|
| L1 — зовнішній | 0,5 oz/ft² | Мінімум 40 µm у погоджених місцях | Визначити репрезентативні місця вимірювання доріжок L1 та до випуску замовлення погодити метод вимірювання, вибірку й застосовну вимогу |
| L2 — внутрішній | 1 oz/ft² | У цьому прикладі додаткового числового мінімуму не задано | Визначити застосовну вимогу, підтвердити конструкцію шару й зазначену базу готової міді |
| L3 — внутрішній | 1 oz/ft² | У цьому прикладі додаткового числового мінімуму не задано | Визначити застосовну вимогу, підтвердити конструкцію шару й зазначену базу готової міді |
| L4 — зовнішній | 0,5 oz/ft² | У цьому прикладі додаткового числового мінімуму не задано | Визначити застосовну вимогу, підтвердити зазначену базу готової міді |
Це приклад тлумачення запиту ціни, а не завершене виробниче креслення. Зокрема, таблиця не підтверджує, що запропонована початкова фольга L1 дасть 40 µm готової міді. Вона чітко показує різницю, щоб конструкцію можна було переглянути до випуску замовлення.
Для кожного шару в записі вимог слід зберегти:
- Ідентифікатор шару, що відповідає стеку й фотошаблону.
- Номінальну базову фольгу, зокрема чи вона обов’язкова, чи є запропонованим варіантом конструкції.
- Мінімум або діапазон готової міді, якщо конструкції потрібна числова межа.
- Місце, метод вимірювання та вибірку, якщо приймання залежить від вимірювання.
- Застосовну вимогу, зокрема відповідний документ, редакцію, клас за потреби та погоджені винятки.
Якщо для шару не встановлено окремого числового мінімуму проєкту, це не означає, що вимог немає. У запиті ціни все одно потрібно визначити базу готової міді та застосовні вимоги до виготовлення й приймання.
Приклад примітки на кресленні для L1
Наведена нижче примітка — початковий варіант для умовного проєкту, а не заміна погодженого плану інспекції:
L1: товщина готової плоскої міді провідника має становити щонайменше 40 µm у визначених місцях вимірювання доріжок L1. Запропонована номінальна базова фольга — 0,5 oz/ft²; альтернативна конструкція потребує погодження розробника. До випуску у виробництво підтвердити метод вимірювання, зв’язок із вибіркою або купоном, застосовну специфікацію та її редакцію, клас і винятки. Мідь на стінках металізованих отворів та фінішне покриття задавати окремо.
На кресленні потрібно визначити зазначені місця та повні посилання на застосовні документи. Якщо замість самої плати пропонується репрезентативний купон, визначте його зв’язок із вимогою, яку приймають. Як запропонований метод може підійти поперечний шліф, однак елемент, підготовку, вибірку й правила вимірювання все одно потрібно погодити.
Не пишіть «±35 µm», якщо маєте на увазі «приблизно 35 µm». Номінальний орієнтир, допуск навколо цільового значення та мінімальна межа — три різні вказівки. Якщо конкретна базова фольга й мінімум готової міді справді обов’язкові одночасно, прямо зазначте це й погодьте таке поєднання. Інакше визначення готової вимоги з можливістю розгляду конструкції дає виробнику змогу запропонувати відповідний процес.
Про решту пакета креслень, зокрема взаємозв’язок стеку й приміток, див. основні вимоги до креслення на виготовлення та проєктування стеку друкованої плати.
Порівнюйте пропозиції на однаковій основі
У двох пропозиціях може бути написано «1 oz», але йтися про різні речі. Перш ніж обирати, порівняйте повернуті стеки та перевірте такі розбіжності:
- Базова чи готова? Позначення базової фольги не рівнозначне мінімуму готового провідника.
- Який шар? Зовнішній шар із металізованими отворами та звичайний внутрішній шар із фольги можуть мати різні маршрути процесу.
- Номінал чи межа приймання? Округлений довідковий показник готової міді сам по собі не підтверджує мінімум 40 µm для L1 у прикладі.
- Де це перевіряють? Вимога до доріжки, контактної площадки, купона або стінки отвору потребує відповідного місця та основи вимірювання.
- Що ще змінено? Запропоновану зміну конструкції міді потрібно перевірити на відповідність усьому стеку й вимогам проєкту до випуску.
Для умовного проєкту результатом має бути пропозиція, де визначено запропоновану базову фольгу кожного шару та прямо розглянуто мінімум 40 µm для L1 у погоджених місцях. Якщо запропонована конструкція не відповідає вимозі, не позначайте номінальну відповідь «1 oz» як відповідну. Розгляньте альтернативну конструкцію або змініть вимогу через процес погодження проєкту. Якщо основа вимірювання чи застосовний документ іще не визначені, залиште це питання відкритим, а не вважайте пропозицію підтвердженим зобов’язанням щодо приймання.
Товщина міді — один із параметрів електричного й теплового проєктування, але ця таблиця не визначає допустимий струм. Для цього окремого питання див. посібник із проєктування плат із товстою міддю.
Передайте вимогу разом зі стеком
Для запиту до APTPCB надішліть пошаровий запис щодо міді разом із кресленням на виготовлення, стеком і файлами проєкту. Позначте базову фольгу, наведена як пропозиція, визначте обов’язкові готові межі та попросіть у повернутій пропозиції зазначити запропоновані зміни й невирішені питання інспекції.
Почніть із запиту ціни та пакета проєкту або зв’яжіться з APTPCB, якщо перед поданням потрібно уточнити вимоги до шарів. Мета — узгоджене, специфічне для проєкту визначення того, що буде виготовлено та як перевірятимуть будь-яку зазначену межу.
Джерела
- LPKF, TechGuide: In-House PCB Prototyping, “Basic Information on PCBs.”
- Texas Instruments, SPMA056, розділ 3.2.1 і рисунок 4.
- NIST, Composition of COPPER та Handbook 44, додаток C.
- NASA/GSFC, Charles E. Powers, 2009, NTRS 20090027819.