česky english Vítejte, dnes je úterý 29. listopad 2022

Jak předělat již hotovou desku

DPS 1/2011 | Výroba - články
Autor: Ing. Milan Klauz

Pokud se na nově vyrobených deskách musí dodatečně udělat změny, znamená to většinou nechat desky vyrobit znovu. Pravda, plošný spoj lze téměř vždy přerušit, ale na nový spoj je potřeba použít drátěnou propojku. Co ale se změnami, které takto nejdou realizovat? Drátěnou propojku nelze například položit na desku v místě budoucí BGA součástky, stejně jako v případě striktních požadavků na elektrické parametry plošného spoje, jako jsou např. impedance. Nová výroba desek znamená přinejmenším finanční ztrátu, ale ztráta z časového prodlení může někdy bolet více, zejména když se jedná o uvedení výrobku na trh.

Se zajímavým nápadem jak opravit či modifikovat již hotové desky přišla americká firma Additive Circuits. Její řešení je elegantní, rychlé a není nákladné (alespoň to tvrdí). Hodí se pro opravu jak jednotlivých desek, tak celých sérií. Proces úpravy desek je založen na používání tzv. „web circuits“, což volně přeloženo znamená „pavoučí spoje“. V čem spočívá tato metoda?

Jak předělat již hotovou desku 1.jpg

Obr. 1 Příklad vložení pavoučího spoje na desku

Jednoduše řečeno, místo drátěných propojek se používá přídavný plošný spoj, který se na desku nalaminuje přes nanesenou izolační vrstvu a zapájí. Pavoučí plošný spoj je mechanicky vyroben z elektrolyticky poměděné folie, která odpovídá standardu IPC-4562. Tvar, délka a šířka tohoto spoje odpovídá potřebnému plošnému spoji, který by měl být umístěn na upravované desce. Výsledný tvar plošného spoje je dosažen spojením několika takových plošných spojů, které jsou navzájem drženy pohromadě pomocí držáčků v podobě spojovacích plošek . Pokud by se tyto držáčky zlomily, celý plošný spoj by se rozpadl. To připomíná pavučinu a proto také název „web circuits“.

Jak předělat již hotovou desku 2.jpg

Obr. 2 Příklad vložení pavoučího spoje na desku

Aby se mohly změny na desce provést, je potřeba je nejdříve zdokumentovat. Upravená Gerber data jsou potom vodítkem pro položení nových spojů. Nežádoucí plošné spoje jsou z desky odstraněny, pájecí plošky izolovány. Tyto úpravy lze provést i na vnitřních vrstvách desky NC frézkou, kterou se nástroj dostane přesně do potřebné hloubky. Tam buď vnitřní plošný spoj přeruší nebo naopak k němu udělá skrz desku přístup. Tato metoda je prý rychlejší a jednodušší, než použití laseru.

Jakmile je vše připraveno, přidá se izolační vrstva složená z epoxidového materiálu. Na tu se položí vyrobené pavoučí spoje, které jsou zarovnány do správné polohy pomocí registračních plošek, vytvořených na základě Gerber dat s přihlédnutím na geometrické poměry měděných ploch v okolí. Potom deska podstoupí laminační proces. Ten má za úkol vytvrdit materiál a zploštit vložené pavoučí spoje, které přilnou k izolační vrstvě epoxidového materiálu. Teplota desky během tohoto procesu nepřekročí 137 °C. Zahřívání trvá pouze několik vteřin, aby nemohlo dojít k poškození. Tímto procesem získá izolační vrstva epoxidového materiálu vynikající izolační vlastnosti až 1 000 V/1 mil (1 000 V/0,0254 mm).

Následuje nanesení pájecí pasty a pavoučí spoje jsou ručně připájeny k ploškám desky. Použitá pájka odpovídá složením požadavkům zákazníka. Provedená úprava na desce se kontroluje jak vizuálně pomocí video inspekčního zařízení, tak elektrickým testem.

Konečnou úpravou je vytvoření nepájivé masky, která se po dobu 45 minut zahřívá na 135 °C. Následují povrchové úpravy jako OSP, zlacení, HASP nebo ponoření do cínu či stříbra. Celý proces vyhovuje RoHS požadavkům.

Provedené úpravy vypadají na desce velmi nenápadně, takže si jich většinou málokdo všimne. Tímto svým postupem se dostala firma Additive Circuits do pozorností mnoha firem, pro které je opětovná výroba desek nepříjemnou komplikací (zejména z časových důvodů). Současná kapacita dosahuje i na desetitisícové série DPS.

Na myšlenku přídavných pavoučích spojů (web circuits) přišel zakladatel firmy Additive Circuits, pan Arthur Des‑Marais, který nyní pomýšlí na vytvoření center pro úpravy desek v různých místech ve světě. Zaškolení pracovníci by v těchto centrech prováděli úpravy, zatímco mateřská firma Additive Circuits by vyráběla pavoučí spoje. Prostřednictvím kurýrní služby by se pavoučí spoje distribuovaly do vzdálených center, kde by byly aplikovány na desky. Centra by mohla být umístěna podél hranic USA s Mexikem, ve východní Evropě, Jižní Americe a jihovýchodní Asii. Výroba pavoučích spojů by zůstala natrvalo v USA.

Zdá se, že firma Additive Circuits chce svou pavoučí technologií doslova vytvořit pavučinu kolem celého světa. Z telefonního rozhovoru s panem DesMarais vyplynulo, že by uvítal zájem o jeho technologii i ve střední Evropě.

http://www.additive.com/

http://www.additive.com/gifs/circuitsassemarticle.pdf

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik