Eurocircuits Ziel ist es die Elektronik-Entwickler über Bestückungstechnologien und -prozesse zu informieren. Obwohl dies meist mit der Leiterplatten-Herstellung beginnt, deckt dieser Bereich ebenso die Bestückung, elektrisch Testen und Gehäuse und verwandtes ab…

DI steigert die Qualität von Leiterplatten und SMD-Bestückung

 

Nachdem Direct Imaging (DI) von Kupferlagen bereits erfolgreich eingeführt wurde, können wir die gleiche Technologie nun auch für die Lötstoppmaske anwenden. Dabei werden für das SMD-Löten neue Toleranzen definiert.

Direct Imaging ist der größte technologische Fortschritt für die Herstellung von Leiterplatten der letzten zehn Jahre.

Seit wir das Ledia Direct Imaging-System (DI) für die Belichtung von Lötstopplack bei Eurocircuits eingeführt haben, arbeiten wir intensiv daran, die optimalen Klassifizierungswerte zu finden.

Als Ergebnis können wir jetzt verbesserte Klassifizierungswerte für Lötstoppmasken anbieten und die erforderlichen Mindestabstände für DI-kompatible Lötstoppmasken wie folgt reduzieren:

MAR nach 0.030mm…von 0.060mm
MSM nach 0.070mm…von 0.100mm
MOC nach 0.060mm…von 0.100mm

Aufgrund der genaueren Ausrichtung ist es möglich, eine Lötstoppmaske zwischen den Pads von Bauteilen mit feinem Abstand zu ermöglichen, was zur Vermeidung von Lötbrücken beiträgt.

 

 


DI Lötstopplack Herkömmlicher Lötstopplack

Kleinere Lötstopplack-Öffnungen bieten Designern einen weiteren großen Vorteil: Da die Öffnungen Rkleiner sind, gibt es mehr Platz für das Routen von Leiterbahnen. Somit ist das Risiko, dass Leiterbahnen von Lötstopplack frei gelegt werden geringer.

DI von Lötstopplack ermöglicht uns als Hersteller eine viel größere Flexibilität. So können wir zum Beispiel innerhalb weniger Minuten von einem Auftrag zum nächsten wechseln, da keine Filme wie bei herkömmlichen Systemen erforderlichen sind.

Unsere Lieferanten fordern einen deutlich höheren Preis für den DI-Lötstopplack. Wir bei Eurocircuits sehen große Vorteile, sowohl für die Herstellung als auch für unsere Kunden und möchten daher von einer Preiserhöhung Abstand nehmen.

Somit entsteht aus unserer Sicht eine Win-Win Situation für beide Parteien.

Verfügbare Farben für DI-Belichtung sind Grün, Rot, Schwarz und Blau.

Weitere Informationen finden Sie in unseren – Design Leitlinien – Lötstopplack..

 


 

Der Produktionsablauf für doppelseitige Leiterplatten

PCB Services | eC Solutions

Der Produktionsablauf für doppelseitige Leiterplatten

Die doppelseitige Leiterplattenproduktion klingt einfach, aber haben Sie sich jemals gefragt, was die tatsächliche Produktion beinhaltet.

Auf unserer Plattform Eurocircuits Insight Technology haben wir ein kurzes informatives Video zur Erläuterung des Prozessablaufs erstellt. Es sind mehr als 20 Prozessschritte erforderlich, um eine doppelseitige Leiterplatte herzustellen.

Alles beginnt mit der Auswahl des Basismaterials. Diese besteht aus einem Grundmaterial, das ein- oder beidseitig mit Kupferfolie beschichtet ist. Die Art des ausgewählten Grundmaterials hängt von der Funktion und dem Design der Leiterplatte ab. Zum Beispiel: FR4, Keramik oder Aluminium.

Die Auswahl eines Basismaterials ist abhängig von der erforderlichen Isolationsdicke, Start-Cu-Dicke und dem Tg-Wert . Sobald das Basismaterial ausgewählt ist, beginnt der Produktionsprozess. Nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit und schauen Sie sich unser informatives Video von András Gruber, unserem Produktionsleiter, an.

Sollten Sie weitere Fragen zu diesen oder anderen Themen haben, scheuen Sie sich nicht uns zu kontaktieren. Nutzen Sie auch unseren Online-Chat!

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News & Information

Seit vielen Jahren bietet Eurocircuits Ihnen wichtige Neuigkeiten und Informationen. Hier ein Überblick:

  Eurocircuits Unternehmens-Nachrichten. Dieser Abschnitt enthält Aktualisierungen und Informationen über die Eurocircuits Gruppe. Als geschätzter Partner erhalten Sie Updates und Neuigkeiten zu unseren Unternehmensaktivitäten, Team News und Geschäftsentwicklungen etc

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  Tipps & Tricks. Die Wertschöpfung in der Elektronik beginnt mit einem Design und die anschliessende Digitalisierung. Diese Kategorie befasst sich mit sämtlichen die Entwicklung betreffenden Problemen und Herausforderungen, sowie deren Einfluss auf die Bestückung.

  Bestückungs-Technologie Eurocircuits Ziel ist es die Elektronik-Entwickler über Bestückungstechnologien und -prozesse zu informieren. Obwohl dies meist mit der Leiterplatten-Herstellung beginnt, deckt dieser Bereich ebenso die Bestückung, elektrisch Testen und Gehäuse und verwandtes ab…

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Eurocircuits stellt den PCBA Visualizer vor

Ihre Layouts sind elektronische Anwendungen, welche Sie auch realisieren möchten. Unser Ziel ist es Ihnen genau das auf Anhieb zu ermöglichen.

Die virtuelle Simulation der Produktion, erlaubt uns somit gemeinsam das zukünftige Ergebnis zu beurteilen, bevor wir etwas physisch fertigen. Damit sparen wir Kosten und Zeit.

Bis vor kurzem erlaubte Ihnen der PCB Visualizer® all dieses – für die Leiterplatte.

Jetzt haben wir diese Philosophie einen Produktionsschritt weiter geführt und stellen Ihnen den PCB Assembly Visualizer (PCBA) vor.

Die Visualisierung der Bauteile auf der Leiterplatte erlaubt einen erweiterten Umfang an DRC- und DFM-Prüfungen.

 

Mit dem PCBA Visualizer bieten wir folgende Unterstützung an:

  • Eine Datenbank verifizierter Bauteile
  • Einen Satz visueller Online Werkzeuge:
    • BOM-Editor analysiert Ihre Komponenten
    • CPL-Editor platziert Ihre Komponenten auf der Leiterplatte

 

Wir haben ein Video mit einer Vorführung vorbereitet, um die Anwendungsfälle zu erklären.

 

Wir sind davon überzeugt, dass Ihnen der Zugang zu Bestückungsdiensten für Ihre Prototypen und Kleinserien viel leichter fällt, wenn Sie Ihr Layout mit Hilfe des PCB Visualizer und PCB Assembly Visualizer aufbereiten – und damit eine valide BOM- und CP-Liste erhalten.

Unnötige Mehrarbeiten werden vermieden und Rüstzeiten für Maschinen verkürzt und damit die Profitabilität für die Bestückung kleiner Bestellung erhöht, was diesen Service wiederum für den Entwickler erschwinglich macht.

Wir haben nicht den Anspruch sämtliche Bauteile vorzuhalten, sondern nur die aktuellen. Unser indisches Entwickler-Team, hat mit dem Aufbau einer Datenbank begonnen, welche derzeit auf den BOM-Listen basiert, welche unsere Beta-Test-Kunden hochladen. Sobald ein für uns neues Bauteil einer bekannten Bauteil-Lieferanten-Datenbank gewählt wird, wird die Teile-Beschreibung und der Footprint überprüft und zu unserer Datenbank hinzugefügt.
Dabei nehmen wir nicht alle mögliche Komponenten in die Datenbank auf, sondern nur die Bauteile, welche derzeit von unseren Kunden verwendet werden. Die Anzahl der durch uns täglich verarbeiteten Aufträge garantiert dafür, dass unsere Datenbank das Potential hat, schnell zu wachsen.

Bis jetzt sind unsere Kunden daran gewöhnt, uns mit den Leiterplatten-Daten zu versorgen. Wir laden sämtliche Kunden schon während der Beta-Phase ein, zusätzlich auch ihre BOM- und CPL-Daten hochzuladen. Diese Option ist täglich solange verfügbar, bis wir unsere maximale Kapazität für die BOM-Verarbeitung erreichen. Die Teilnahme an dieser Beta-Phase stellt sicher, dass Ihre BOM- und CPL-Anforderungen durch unser System abgedeckt sein werden, sobald der Dienst verfügbar sein wird und somit Ihre Bauteile bereits in unserer Datenbank verifiziert und verfügbar sind. Unsere Ingenieure werden Ihre BOM-Liste analysieren und sämtliche fehlenden Bauteile und Footprints in unsere Datenbank aufnehmen. Nach der Online-Analyse Ihrer BOM-Liste wird der PCBA Visualizer in Ihrem Kunden-Account, im Bereich laufende Bestellungen sichtbar sein. Jetzt können Sie Ihre Leiterplatte mitsamt den Komponenten und allen DRC-Ergebnissen überprüfen.

Ihre PCBA-Prototypen und -Kleinserien, auf Anhieb – das ist unser Ziel!

 

Your PCBA prototypes and small series, right first time, is our goal!

Wie belichten wir die Lötstoppmaske?

White Paper – Eignung einer verbesserten Lötlegierung mit niedrigem Schmelzpunkt

Auswirkung unterschiedlicher Kupferdicken auf die Kühlung eines SMD-Spannungsreglers

Gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Francesco P. Volpe Professor für Mikrocomputertechnik und Digitaltechnik an der Hochschule Aschaffenburg haben wir die Auswirkung von unterschiedlichen Kupferlagenzahl und Kupferdicken auf die Kühlung eines SMD-Spannungsreglers gemacht. Das dazu gemachte Experiment, wird im Folgenden erläutert:

Möchte man ein linear geregeltes Netzteil aufbauen, steht man sofort vor der Frage, wie man die Verlustwärme am linearen Spannungsregler ableitet. Weshalb dieses Problem auftritt, wird an einem einfachen Design gezeigt:

Es soll ein linear geregeltes Netzteil mit einer Ausgangsgleichspanung von 24 V und einem maximalen Strom von 0,25 A entwickelt werden. Ferner sollen hautsächlich Bauteile in SMD zum Einsatz kommen. Ein solches Netzteil ist in Bild 1 zu sehen. Dabei handelt es sich um ein reines Prinzipschaltbild.


Bild 1: Linear geregeltes 24V-Netzteil.

Als Startpunkt wird die Ausgangsspannung gewählt und arbeitet sich in Richtung Transformator vor. Ausgehend von 24 V Ausgangspannung müssen vor dem Spannungsregler 3 V mehr anliegen. Diese sogenannte Dropout-Spannung benötigt der Spannungsregler um zu arbeiten. Über den Brückengleichrichter verliert man zusätzlich die Durchlass-Spannung von zwei Dioden, also ca. 1 V (es wurden Schottky-Dioden verwendet). Damit muss der Transformator an der Sekundärseite 24V+3V+1V=28V liefern. Das ist dann die Spitze-Spitze-Spannung. Die Ausgangsspannung von Transformatoren wird üblicherweise als Effektivwert angegeben. Die berechnete Spitze-Spitze-Spannung von 28V muss noch durch den Faktor 1,4142 (Wurzel aus 2) dividiert werden. Man erhält somit eine effektive Sekundärspannung von 28V/1,4142=19,8V. Es wird ein Transformator benötigt, der bei einer Netzspannung von 230V eine Ausgangsspannung von ca. 19,8V liefert. Leider ist das nicht die ganze Wahrheit. Die Netzspannung kann 230V+/-23V betragen. Also muss der Transformator bei der minimalen Netzspannung von 203V bereits 19,8V am Ausgang liefern. Somit wird ein 24V-Transformator gewählt. Dieser ist in der Lage, auch die minimale Spannung von 19,8V bei geringer Netzspannung zu liefern.

Wie sehen die Spannungsverhältnisse bei dem gewählten Transformator nun aus? Dieser wird eine Spitze-Spitze-Spannung von 24V x 1,4142 = 33,94V am Brückengleichrichter bereit stellen. Nach dem Brückengleichrichter werden es immer noch 32,94V sein (1V weniger wegen zwei leitender Schottky-Dioden). Der Spannungsregler wird eine Verlustleistung von Pv=(32,94V – 24V)x0,25A=2,24W umsetzen, die in Form von Wärme abgeben wird. Dazu wird der Regler, der in SMD ausgeführt ist und ein SOT-263 Gehäuse besitzt, die Wärme an das Kupfer der Leiterplatte abführen. Zur Messung, wie warm der Spannungsregler wird, wurden Messungen durchgeführt (siehe Bild 2). Als Last wurde ein einstellbarer Widerstand verwendet und für die Schaltung aus Bild 1 wurden drei Leiterplatten hergestellt, die sich in der Lagenzahl und Kupferdicke unterscheiden (siehe Tabelle 1). Anschließend wurden alle drei Schaltungen auf den unterschiedlichen Leiterplatten gemessen. Dazu wurde am Eingang des Spannungsregler 10V und der Ausgang mit 0,25A belastet. Damit ist sichergestellt, dass alle drei Messungen mit exakt der gleichen Verlustleistung von 2,5W durchgeführt wurden. Die Erwärmung des Spannungsregler und der Leiterplatte wurde mit einer IR-Kamera aufgenommen. Die Ergebnisse sind in den Bilder 3a bis 3c zu sehen: Bei der einseitigen Leiterplatte steht dem Spannungsregler weniger Kupferfläche zur Abführung der Wärme zu Verfügung und erwärmt sich auf ca. 88°C. Die Kupferfläche beträgt bei dieser Leiterplatte ca. 1.000mm2 (siehe Bild 3a). Bei der zweiseitigen Leiterplatte mit einer Kupferdicke von 35µm sind beide Lagen über 70 Vias miteinander verbunden. Dadurch werden Teile der Wärme auch auf die untere Lage geleitet und die zur Verfügung stehende Kupferfläche ist ca. doppelt so groß (ca. 2.160mm2). Es muss aber beachtet werden, dass durch die Vias die thermische Anbindung nicht optimal ist. Der Spannungsregler erwärmt sich auf knapp 74,5°C (siehe Bild 3b). Schließlich ist in Bild 3c die Messung für die zweiseitige Leiterplatte mit einer Kupferdicke von 70µm gezeigt. Hier kann sich aufgrund des stärkeren Kupfers die Wärme besser ausbreiten und der Spannungsregler erwärmt sich auf ca. 69,8°C.


Bild 2: Messaufbau. Ein Trennstelltrafo wurde verwendet, um die Netzspannung zwischen 203V und 253V einzustellen.

Tabelle 1: Messungen mit unterschiedlichen Kupferlagen und -dicken

Leiterplatte Kupferlagen Kupferdicke / µm
1 1 35
2 2 35
3 2 70

Die Leiterplatte 1 ist mit einem Fräsbohrplotter und Leiterplatte 2 und 3 sind bei Eurocircuits hergestellt worden.


Bild 3a: IR-Bild der einseitigen Leiterplatte mit 35µm Kupferdicke.


Bild 3b: IR-Bild der zweiseitigen Leiterplatte mit 35µm Kupferdicke.


Bild 3c: IR-Bild der zweiseitigen Leiterplatte mit 70µm Kupferdicke.

Fazit:
Zur Kühlung von SMD-Spannungsregler wird eine große Kupferfläche benötigt. Diese kann auch durch eine zweilagige Leiterplatte erfolgen, indem die zwei Kupferlagen mit vielen Vias durchkontaktiert werden, um die Wärme auf die untere Kupferlage zu bringen. Mit dieser Maßnahme konnte die Erwärmung des Spannungsreglers von 88°C auf 74,5°C gesenkt werden. Die Erhöhung der Kupferdicke von 35µm auf 70µm und damit des Querschnitts der Fläche brachte eine weitere Temperatursenkung auf 69,8°C.