Перейти к содержанию

    

Шероховатость печатных плат

Регламентируется ли какими-то стандартами шероховатость различных поверхностей печатных плат?
И есть ли практический смысл ее указывать на чертежах?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Собственно, глобально на ПП поверхности: дорожки, маска, монтажные, переходные отверстия и торцы плат.

Смотрите по маске: ГОСТ Р 54849-2011, IPC-SM-840E:2010, IPC-HDBK-840:2006, фоторезист (ТУ 2378-028-00205133-99, ТУ16-504.049-82), финишные покрытия (IPC-4552, IPC-4553, IPC-4554 или 4556, ГОСТ Р 56427-2015 (раздел 7)), оценки печатных плат (IPC-6011, IPC-6012, IPC-6013, IPC-6017)

Но чтобы в прямую говорилось о требованиях к шероховатости дорожек и маски на ПП - не помню (точнее знаю только один ГОСТ 2.417-91 с общими требованиями). Исключение, в IPC есть документы, которые предъявляют требования к производителям ПП по проводникам (фольга), финишным покрытиям и маскам. Т.к. сам не работаю в производстве ПП, покрытий и масок, то стандартов не скажу.

Иногда в документах иностранных производителей встречаю требование к плоскостности (flatness, plane) финишных покрытий и Copper Roughness в части SI/PI.

В теории в отечественных реалиях бывают требования по шероховатости монтажных и переходных отверстий (часто писали в КД на платы в 80х годах).  Шероховатость поверхности монтажных неметаллизированных отверстий и торцов печатных плат указывают < 80 (по пяти точкам Rz<80, Rz по ГОСТ 2789-73). Шероховатость поверхности монтажных и переходных металлизированных отверстий — Rz< 40 (Rz по ГОСТ 2789-73). Только на производстве ПП все равно не кому и не чем это мерить, если только Вы сами на шлифе.

Вопрос в том, какую цель Вы преследуете указывая эти данные?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
21 час назад, _alex__ сказал:

И есть ли практический смысл ее указывать на чертежах?

 

36 минут назад, rom67 сказал:

Вопрос в том, какую цель Вы преследуете указывая эти данные?

Практический смысл может иметь если частоты работы такие, что толщина скин-слоя становится сравнима с шероховатостью проводников (очень грубо говоря, частоты выше 1 ГГц). Кроме этого от шероховатости поверхности и поверхностной энергии (энергии Гиббса) поверхностей печатной платы (маски, покрытия площадок) меняется смачиваемость и адгезия при нанесении конформных покрытий, клеев и пр.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
5 hours ago, Pengozoid said:

 

Практический смысл может иметь если частоты работы такие, что толщина скин-слоя становится сравнима с шероховатостью проводников (очень грубо говоря, частоты выше 1 ГГц). 

Если говорить о скин-эффекте, то уже на 3МГц работает только 40мкм приповерхностного слоя проводника; на частоте 1ГГц глубина проникновения тока составит 2 мкм.

Круто, что Вы указали на это, но к требованиям шероховатости ПП (в смысле  ГОСТ 2.417-91 с общими требованиями), как мне кажется - это не относится. Знаете другие требования - напишите, пожалуйста, с примерами ГОСТ или реальных техтребований производителям. Мне похвастаться особо нечем: нам на керамике пару раз делали СВЧ платы, никаких доптребований по шероховатости я, к сожалению, не вижу в ТТ на платы. Очень бы хотелось просветится в этом вопросе!

5 hours ago, Pengozoid said:

Кроме этого от шероховатости поверхности и поверхностной энергии (энергии Гиббса) поверхностей печатной платы (маски, покрытия площадок) меняется смачиваемость и адгезия при нанесении конформных покрытий, клеев и пр.

Приятно видеть здесь человека химически образованного! За адгезию и работу адгезии через энергию Гиббса - респект! В более узком смысле мне, например, проще объяснять другим (да и понимают быстрее), что адгезия в смысле производства ПП и покрытий (плёночных полимеров (трёхмеров))  зависит от количества (наличия) полярных функциональных групп в пленкообразователе. Не суть. Круто и правильно!

Правда, вы привели полярные требования: для СВЧ ПП должна быть контролируемая (в общем случае минимальная) шероховатость (roughness), для увеличения адгезии - наоборот, даже специально загрубляют поверхность (механически, щелочью, оксидированием).

Если ТС имел в виду именно СВЧ ПП или требования по покрытиям (конформным, компаундам), то мне бы так же хотелось бы услышать рекомендации (в части требований и отсылок к ГОСТ / IPC) опытных в этой области специалистов! (Про голую теорию signal/power integrity для СВЧ не так интересно).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

фр4 вроде под вч заточен и шерховатость в пределах нормы.

А если под гигагерцы дорожки напыляют на паладий

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
8 часов назад, rom67 сказал:

реальных техтребований производителям

Пример реальных техтребований: усилитель на 4800 МГц. Специфицирован сорт ламината (RO4350), толщина ламината и толщина и тип меди. Шероховатости явно не указаны.

Но производитель все же указывает шероховатости для различных типов медных слоев: https://www.rogerscorp.com/documents/749/acs/Copper-Foils-for-High-Frequency-Circuit-Materials.pdf

И получается, что шероховатость меди известна: Electrodeposited, RO4350, 1 oz. -- 3.2/0.4

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
5 hours ago, Pengozoid said:

И получается, что шероховатость меди известна: Electrodeposited, RO4350, 1 oz. -- 3.2/0.4

В данном случае в ТТ указывать доп.требования по шероховатости не требуется, т.к. достаточно указать конкретно материал.

ТС спрашивал про указания в ТТ (на сборочный чертеж).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для клеев, к примеру, важна шероховатость поверхности диэлектрика материала платы или защитного покрытия, в зависимости от того, какая поверхность используеться для приклейки. 

Шероховатость диэлектрика - порядка 2..5мкм. Зависит от типа диэлектрика (FR4 обычный, или высокотемпературный, или Роджерс для СВЧ), от того, была ли на этой поверхности ранее медь или лист диэлектрика шел голым сразу, от того какой толщины медь была - чем больше толщина меди, тем выше шероховатость. В любом случае нужно копать даташиты на материалы.

Шероховатость защитных покрытий (паяльной маски) зависит от типа покрытия. Бывают маски жидкие (поливные, по техпроцессу) или сухие (пленочные). Бывают гладкие, бывают матовые, бывают полуматовые. Опять-таки нужно копать даташиты на используемые материалы.

Что касается шероховатости меди в аспекте толщины скинслоя и СВЧ сигналов - тут не все так просто. Ведь шероховатость поверхности меди соизмерима с толщиной скинслояи или больше ее - шероховатость специально вводится для лучшей агдезии меди к диэлектрику. Так ли существенно влияние шероховатости проводника на распространение СВЧ сигнала? Ведь на импеданс линии и скорость распрострения сигнала по ней влияет проницаемость диэлектрика, а это значит, что энергия сигнала сосредоточена в диэлектрике над проводником. Не так ли?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
7 hours ago, bigor said:

Ведь на импеданс линии и скорость распространения сигнала по ней влияет проницаемость диэлектрика..... Не так ли?

От диэлектрической проницаемости Dk (Er), от толщины меди, расстояния между дорожками, ширины дорожки, расстояния до плейна,  маски (толщины и её Dk)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1) Как я понял, шероховатость определяется материалами. Она вот такая какая есть у материалов в технических требованиях(и такая какая получается на фрезерованных поверхностях), на производстве ее не контролируют.
А значит вот этот значок шероховатости, который обычно есть во всех примерах чертежей печатных плат, не имеет практического смысла.

2) По поводу влияния шероховатости на СВЧ. А что касается метализированных отверстий, микроотверстий? Их шероховатостью можно принебречь? Так как разброс других параметров влияет гораздо больше?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
7 hours ago, _alex__ said:

1) Как я понял, шероховатость определяется материалами. Она вот такая какая есть у материалов в технических требованиях(и такая какая получается на фрезерованных поверхностях), на производстве ее не контролируют.
А значит вот этот значок шероховатости, который обычно есть во всех примерах чертежей печатных плат, не имеет практического смысла.

если у Вас в технических требованиях на ПП есть указания на конкретный материал, а не просто FR4 Tg=170 Er=4,2, то указывать шероховатость не вижу смысла.

В каких-либо других чертежах на ПП, где нет прямого указания на материал, имеет смысл указывать.

 

7 hours ago, _alex__ said:

2) По поводу влияния шероховатости на СВЧ. А что касается метализированных отверстий, микроотверстий? Их шероховатостью можно принебречь? Так как разброс других параметров влияет гораздо больше?

в ТТ на ПП не стал бы писать, в других конструкторских документах (не знаю каких), наверное, указывал бы

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А какими техническими методами можно проверить шероховатость меди со стороны диэлектрика ( внутреннюю сторону медной фольги)? Для СВЧ применений именно она важна.

Большое спасибо за ссылку. А кто-нибудь встречал медную фольгу с тонким серебренным покрытием во внутреннем слое, т.е между медью и диэлектриком?

 

On 12/6/2018 at 10:06 AM, Pengozoid said:

Но производитель все же указывает шероховатости для различных типов медных слоев: https://www.rogerscorp.com/documents/749/acs/Copper-Foils-for-High-Frequency-Circuit-Materials.pdf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Оффтоп в порядке развлечения. Про шероховатость. Сын рассказывал. Несколько лет назад их завод заказал китайцам всякие железяки.  Чертежи выдали по ЕСКД. Китайские стандарты, как они тогда думали, от наших почти не отличаются ведь. Соответственно указали, где положено, шероховатость. Проходит время. Что-то сделали, а с какими-то простыми деталями затык. Болты кажется. Звонят - в чём дело? "Да понимаете, нам пришлось ваши болты передать на другое предприятие полировать до такого класса..." - "Какого такого?!" Оказалось, что наше обозначение в переводе на китайский означает уже какой-то оптический класс шероховатости :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
21 час назад, khach сказал:

А какими техническими методами можно проверить шероховатость меди со стороны диэлектрика ( внутреннюю сторону медной фольги)?

Сфоткать/SEM.

https://smtnet.com/library/files/upload/copper-foil-surface-roughness.pdf

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
32 minutes ago, Pengozoid said:

Сфоткать/SEM.

SEM не проблема, проблема отодрать фольгу от ламината не изменив начальной шероховатости. Чем растворять клеевой слой для исследований? Или отказаться от измерений шероховатости и измерять добротность тестовых резонаторов? Вот понадобилось найти подложки для высокодобротных СВЧ цепей. Оказалось что шероховатость влияет сильно. Дошли уже до самодельного ламината из медной фольги с сребрянным покрытием. Зы. частоты 60-80 ггц.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти