LPKF電路板快速製作系統

   時間:2014-03-11 23:12:57
LPKF電路板快速製作系統簡介
    當前,/微電子領域正在經歷重大轉變,我們認為,這種技術方面的變化基以下三個因素:   1. 及其封裝技術飛速發展,尺寸縮小的同時,I/O數目大幅度增加,……
LPKF電路板快速製作系統正文
  

當前,/微電子領域正在經歷重大轉變,我們認為,這種技術方面的變化基以下三個因素:

1. 及其封裝技術飛速發展,尺寸縮小的同時,I/O數目大幅度增加,BGA,CSP等新一代封裝節省空間可達80-90%,使整個電子模塊的集成度又上了一個台階。在電子產品開發方面,電子電路要更小、更精細才能與其相適應,這就呼喚新的電路加工技術。

2. 設計、配套、生產周期大幅度縮短,產品成功與否,不僅要看功能、價格,還要看推向市場的時機。時間上不允許一次又一次的製作—不合格拒收—再製作的往複循環。

3. 生產方法不僅僅要經濟、高效、可靠,而且還必須環保,可持續。

正是由於電子/微電子領域發生了如此大的變革,才要求的生產周期大幅度縮短,一次性成功率高,精度高,焊盤、導線、孔密度高。現 已對微孔、埋盲孔、HDI等高密度的電路板有批量的需求。

可是,作為電子研發人員,您也許已經經歷以下種種困擾:

— 電路板製作周期太長,項目進度無法控制;

— 單件製作環節多,交接手續煩瑣,分散設計師精力;

— 樣品電路板成本高,質量不穩定;

— 當您對導電圖形的幾何形狀、尺寸有嚴格要求時,傳統電路板加工技術無法定量實現,電路板參數與設計參數誤差大;

— 製作普通電路板還相對容易一些,但高精度或特別品種、特別材料的電路板就更難,小廠做不來,專業廠、大廠又不情願做;

— 貼片元件安裝,點焊膏/印焊膏,迴流焊,製作配套面板,……

焊盤線條,乃是性情流露,電路設計,亦皆心血凝成!奇思妙想,怎能半途而廢?創造靈感,豈可無果而終?市場良機,誰容失之交臂?

工欲善其事,必先利其器。面對難題,LPKF可以助您一臂之力!

一.LPKF公司簡介

德國LPKF公司專業設計、製造電子/微電子行業和軟體,並開發、推廣適合電子/微電子行業特殊加工的新工藝、新材料。面向研發部門,適應小型化,注重環境保護。

目前,全世界有幾千家公司使用LPKF實驗室快速製作系統開發高速數字電路、模擬和數模混合電路、無線通訊、射頻和微波電路。

二.快速板系統加工PCB的流程(以雙面為例)

隨機CAM軟體接受設計數據à 計算機驅動刻板機鑽孔à 用MiniContac做孔金屬化à計算機驅動刻板機銑出雙面圖形

僅需2個儀器,1-2個小時完成雙面板的製作。同時還可以在電路板上貼加阻焊膜、鍍錫。

三.快速板系統可加工的範圍

LPKF快速PCB製作系統,在實驗室內幾乎可以獨立、高效、經濟、環保地完成開發過程中所有加工任務,包括:

— 單面板、雙面板和多層板,最高可達六層;孔金屬化、可以加阻焊膜(替代綠色油墨的,免去了絲印工藝)。最細線寬:0.1mm;最小線間距:0.1mm;最小孔徑:0.2mm;在兩個2.54mm焊盤中間可以走五條導線,符合現在和未來精細間距SMD技術對電路板要求;有若干種孔金屬化方法和設備可供選擇,可以滿足不同需求。專用層壓設備,即使是六層板,製作時間也不超過24小時。不論形狀如何複雜,都可以用刻板機輕鬆銑出來。因為加工精度高,電路板上導電圖形尺寸直接來自電腦設計數據而無失真、變形,因此電性能重複性、一致性好。

— 射頻、微波等高頻電路板;目前,裝備可以生產射頻基材電路板的電路板廠不多,能達到LPKF刻板機精度的廠家更少;LPKF樣品板快速製作系統是這種需求的最佳選擇:可以加工任何通用的射頻基材,比如聚四氟乙烯類基板材料RT/Duroid?和TMM?,專用工具保證導電圖形幾何尺寸精確,側壁平直整齊,保證加工過的基板材料一致性,參數重複性。不論是實驗,還是小量生產,什麼時候需要,什麼時候加工。

— 柔性電路板、紅膜、薄膜、電路板返修;傳統方法生產柔性電路板:外型複雜需要專開模具,易曲扭彎折需要專用設備,因此讓設計望而卻步。LPKF刻板機加工深度可以精確控制,非接觸加工,不會損害柔軟的基材,適合加工各種常見基材和外型的柔性電路板。同理,用於PCB大批量生產的底片、用於漏版印刷焊錫膏的高聚物印版,各種阻焊膜、紅膜、高分子薄膜都可以雕刻;甚至已經裝上元件的電路板上,也可以用LPKF刻板機成型、補孔、修整。

— 銅鋁銘牌面板、背板加工,塑料板圖形雕刻,電路板及電路板測試針床打孔;

— 點膠,點焊膏,LPKF刻板機,實質上是專用加工中心,配上LPKF專用裝置,可以定量在電路板上點焊錫膏、點貼片膠或其它油墨。

— LPKF電路板安裝系統,包括:點貼片膠、點焊膏,貼片,迴流、返修、檢測設備。設計精巧、控制簡單準確,手工操作,散裝和編帶元器件都可以貼裝,適合實驗室和小批量製作。

您一定用過繪圖機或印表機把電路設計方案輸出到紙面上,LPKF的刻板機就象印表機和繪圖機一樣方便、快捷。

直接讀入電腦設計數據,鑽孔,銑導線,銑外型,直接制出PCB板。布局、布線、到電路板實物,不用腐蝕,無污染,一切在實驗室內完成,在幾十分鐘、幾個小時內完成。

構思、設計、實現、驗證、修改,一切盡在掌握中!再也不需要等,設計構思,立馬實現,創造激情,任意揮灑!

四.隨機軟體

電路板製作系統中最重要的設備就是刻板機—ProtoMat以及隨機軟體CircuitCAM和BoardMastrer。

電路板設計數據用CircuitCAM讀入、處理,輸出到刻板機驅動軟體BoardMaster,BoardMaster驅動刻板機。

在刻板機上固定好覆銅板,用鑽頭打孔,用銑刀銑(而不是腐蝕)焊接面導電圖形—即把導線、焊盤周圍的銅箔銑掉,在導線、焊盤周圍形成絕緣包絡(通道),實現該電氣互連的部位電氣互連,該電氣絕緣的部位電氣絕緣。精細部位用小直徑銑刀銑通道,大面積銅箔用大直徑銑刀剝掉。隨後,進行孔金屬化,覆銅箔板翻面固定在刻板機工作台上,銑元件面導電圖形。最後,用銑刀把電路板從覆銅箔板上銑下來。

如果需要,還可以在同樣的設備上,雕刻出阻焊膜,熱壓合在做出的電路板上。

LPKF系統數據處理軟體CircuitCAM是一個功能強大、簡單易用的電子領域CAM軟體,可以讀入的數據格式有:

標準Gerber(RS-274-D),擴展Gerber(RS-274-D);Excellon數控鑽、Sieb & Meier數控鑽;

[1] [2] 下一頁

HP-GLTM , Barco DPF,AutoCADTM DXF。

因為電子CAD或EDA軟體都可以輸出Gerber數據格式,所以,不論用那種軟體設計,都可以導入到CircuitCAM中。更進一步,即使使用機械CAD或其它圖形設計軟體設計電路板,只要Windows下繪圖儀能繪的,或可以生成DXF格式的,CircuitCAM都能處理。

此外,CircuitCAM還具有強大的圖形功能,電子技術常用的各種圖形,如各種形狀的焊盤、對位標記、多邊形、導線都可以繪製、編輯和處理。在這個軟體中,用戶可以指定絕緣通道的寬度,焊盤周圍銅箔是否全部剝掉,以及無用的銅箔是否要完全去掉等等。

刻板機驅動軟體BoardMaster是一個所見即所得的控制軟體。轉速、Z向進給速度、XY向進給速度,都可以控制。用她,可以完成有選擇性的加工,即使加工完的電路板,也可以重定位,再加工。針對不同的電路板基板材料,不同的加工內容,可以匹配適合的加工參數,從而使刻板機既可以完成鑽孔、在銅箔上銑圖形,銑邊框;又可以在塑料薄膜上進行圖形加工,如刻紅膜、刻阻焊膜、刻焊膏漏版薄膜,還可以進行銘牌面板加工,更進一步,配上LPKF裝置,還可以用來點貼片膠、點焊膏。

五.刻板機所配備的刀具

刻板機使用的銑刀是專門為不同用途開發的刀具,包括:專門銑制精細導線、雕刻薄膜的Micro Cutter,專門銑絕緣通道的Universal Cutter,專門銑外型的Contour Router,專門剝離大面積銅箔和在鋁/銅/塑料板上雕刻的End Mill。

此外,為了精確加工微帶、射頻電路板,LPKF還有射頻銑刀RF End Mill,銑出導線側壁光滑、平直整齊,與基板材料垂直。保證電路導電圖型尺寸與設計尺寸一致,從而保證電氣性能。相比之下,傳統方式做微波板,需要光繪,貼膜爆光、顯影、鍍錫鉛、腐蝕、退錫鉛,多次圖形轉移,有多次失真機會,多次化學處理,藥液濃度、配比、溫度、速度等等參數影響,很難控制導線實際寬度和側壁形狀。最終的電路板與設計值會有較大偏差。

刀具、加工參數控制軟體、專用工具、刻板機精確深度調節系統互相匹配,使得刻板機在電子實驗室內幾乎無所不能。

六.刻板機系列機型介紹

刻板機現在主要分成了兩個系列:S系列和M系列,S系列設備小巧緊湊,能加工的電路板幅面為229mm*305mm;M系列設備工作檯面大,能加工的電路板幅面為375mm*540mm。此外,LPKF刻板機中,還有全自動換刀的高檔機H100。

每個系列設備都根據主軸轉速有若干個型號,如S系列中有 S42,S62,S100等;如M系列中有M30/S,M60等。42型主軸轉速在5,000-42,000轉/分種之間連續可調,60型主軸轉速在10,000-60,000轉/分種之間連續可調,100型主軸轉速在10,000-100,000轉/分種之間連續可調。

除S系列和M系列之外,還有L系列和X系列。其中的L60加工幅面為1300mm*375mm,適合於製作微波天線和的電路板。X60加工幅面為650mm*530mm,適合加工更大幅面的電路板或拼版製作。

這些刻板機的解析度均為7.937μm或以上,重複精度:+/-0.005mm,孔定位精度:+/-0.02mm。

42型最細線寬:0.1mm,最小間距:0.1mm,最小孔徑:0.2mm;

其最突出的特點是:

— 主軸轉速高,在10,000-100,000轉/分種之間連續可調,可以加工的材料品種多,省刀具;

— 用氣動機構完成Z向進給行程控制(C60採用電磁機構),速度高,還可以精確控制行程距離,特別適合精細加工表面易磨、易損的材料。可以加工已經裝有元件的電路板。

— 銑刀深度用帶刻度的調節裝置設置,加工深度控制採用非接觸式氣墊感測器,深度控制精度1μ。

— 加工精度更高,導電圖形側壁更光滑。最細線寬:100μm ,最細間距:100μm ,最小孔徑:200μm。

七.孔金屬化設備

ConntacⅡ是LPKF最新的電路板孔金屬化設備,採用先進的直接電鍍工藝,樣品和小批量雙面板、多層板的孔金屬化均可在電子開發實驗室內來完成。

它具有以下特點:

— 步驟少,整個孔金屬化過程僅需4步藥液處理,即可達到客戶要求的孔內銅厚度。

— 不需要專門的化學或電路板製作知識,因為藥液無需分析、維護。

— 不產生環保負擔,藥液中不含HCHO(甲醛)、EDTA、重金屬等對環境和人體有害的物質,所有藥液均可生物降解。

— 這套系統的藥液成套供應,一套藥水可以使用一年。

八.多層板層壓設備及多層板製作方法

LPKF MultiPress II,多層電路板層壓機,配上電路板鑽孔/雕刻機和孔化設備,即使是六層電路板,也可以在實驗室中,24小時之內完成。免去了外加工交接、核對、校驗的煩瑣,不僅經濟上、時間上增加了競爭力,還使數據更加安全。

MultiPress II,小巧、緊湊、多用,微處理器控制,使原MultiPress的改進型,不僅可以層壓通用如FR4基材,而且還可以層壓特殊基板材料,例如高頻電路用基板材料。設備具有存儲功能,根據材料、時間、溫度和壓力可以設置不同的加工程序。最大層壓面積:420mm*360mm,凈電路板面積305mm*254mm。

製作多層板過程(以四層板為例):

— 用LPKF刻板機ProtoMat:用專用銑刀銑出電路板內層(第二和第三兩層)的電路圖形,即,把覆銅箔板上需要保留的導線周圍的銅箔銑掉、在導線和焊盤周圍形成電氣絕緣的通道,多餘的沒有電氣連接功能的銅箔,可以銑掉,也可以保留;

— 用LPKF層壓機MultiPress:把有銅箔的絕緣材料(外層/第一、第四層/頂層、底層)與內層羅疊在一起,在層壓機內加熱、加壓,最後熱壓在一起,得到多層板,但是外層電路圖形和孔尚未加工;

— 用LPKF刻板機ProtoMat:給多層板打孔,使孔正好穿過內層焊盤中心;

— 用LPKF孔化設備Contac:進行孔金屬化,使外層通過孔有選擇性地與內層電路圖形電氣互連;

— 用LPKF刻板機ProtoMat:用專用銑刀銑出電路板外層(第一、第四層/頂層、底層)的電路圖形,並用銑刀把凈電路板從覆銅箔板上銑下來。

此後,還可以用LPKF刻板機ProtoMat鏤空刻制出阻焊膜,再用層壓機MultiPress熱壓合在電路板。

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