Herzlich Willkommen bei micro pcb ag -

1. Ziel

Die Grenzwerte unserer Fertigung kennen und anwenden.

2. Geltungsbereich

In dieser Richtlinie werden keine elektrischen Anforderungen an die Leiterplatte behandelt.

3. Referenzunterlagen und Begriffe

Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards IPC-6012 B

Generic Standard on Printed Boards Design IPC-2221 A

Printed board description in digital form IPC-D-350 D

4. Verantwortung

Für die Vorgaben und die Umsetzung dieser TA sind die Abteilungsleiter verantwortlich. AL

Für die korrekte Anwendung liegt die Verantwortung beim jeweiligen Mitarbeiter. MA

5. Vorgehensweise

Der Inhalt wird periodisch - mindestens zweimal pro Jahr - mit den Fertig-

ungsmöglichkeiten verglichen und wenn abweichend korrigiert.

6. Werte

6.1 Abmessungen

In der Fertigung werden standardisierte Basismaterialformate verwendet. In den Randzonen dieser Nutzen sind prozessbedingte Referenzsysteme und Prüffelder vorhanden. Die daraus resultierende nutzbare Fläche bestimmt gleichzeitig die maximalen LP-Abmessungen die hergestellt werden können.

Aussenmasse

maximale LP-Abmessung

minimale LP-Abmessung

567 x 412 mm

20 x 10 mm,

kleinere Masse nur im Liefernutzen

║

Leiterplatten-Dicke

	Ohne UL-Zulassung	Mit UL-Zulassung
Ein- und Doppelseitig Mehrlagen Mit Oberfläche HAL	0.1 - 0.4 mm 0.3 – 0.4 mm	0.5 - 6.0mm 0.5 – 6.0 mm 0.8 - 4.0 mm		║ ║ ║ ║ ║

6.2 Lagenaufbau

Die aktuellen Möglichkeiten für Mehrlagen-Aufbaupläne können Sie bei uns

erfragen.

6.3 Löcher

Der minimale Loch-Ø ist von der Dicke der Leiterplatte und von der

Oberflächenausführung abhängig.

LP-Dicke	minimaler Loch-Ø
LP-Dicke	nicht metallisiert	metallisiert
< 0.80 mm 1.00 – 2.00 mm 2.40 – 6.00 mm	0.15 mm 0.15mm Ratio 1:15	0.10 mm 0.15mm Ratio 1:15

Oberflächen- Ausführung	minimaler Loch-Ø
Oberflächen- Ausführung	nicht metallisiert	metallisiert
chem. Nickel/Gold chem. Silber chem. Zinn Heissverzinnt (HAL)	keine zusätzlichen Einschränkungen	0.10 mm 0.10 mm 0.15 mm 0.25 mm	║

Die minimalen Durchmesser-Toleranzen sind abhängig von der Art der Oberflächen-Ausführung

Oberfläche	minimales Toleranzfeld
Oberfläche	nicht metallisiert	metallisiert
HAL	0,05 mm	+/-0,10 mm
chem. Nickel/Gold		+/-0,06 mm
chem. Silber		+/-0,06 mm
chem. Zinn		+/-0,06 mm

Lochdurchmesser > 5.7 mm werden gefräst, weil keine Bohrwerkzeuge eingesetzt werden können.

6.3.1 Geschlossene Durchkontaktierungen

Damit bei engen Platzverhältnissen die Umsteigelöcher direkt in die

Lötflächen (SMD oder BGA) platziert werden können, müssen diese dicht

verschlossen werden.

Heute werden diese Umsteigelöcher mit Epoxid/Füllstoff geschlossen und mit Kupfer überzogen.

	Grenzwerte
Lochdurchmesser (einschl. Metallisierung)	0.1 - 0.4 mm
Leiterplattendicke	0.5 – 6.0 mm
Cu-Kaschierung Aussenlagen	5 µm
Cu-Kaschierung im Loch	≥ 25 µm
Leiterbreite/ -Abstand	0.1/0.1 mm
Verhältnis Lochdurchmesser zu Plattendicke	maximal 1 :20

6.4 Leiterbild

6.4.1 Leiterbahnführung

Alle in diesem Punkt aufgeführten Masse beziehen sich auf die Originaldaten des Kunden und nicht auf die fertige Leiterplatte.

Bei Richtungsänderungen der Leiterbahnen sind 45°-Winkel oder Radien zu benutzen. 90°-Winkel oder grössere sind zu vermeiden.

Leitereinführungen in SMD-Flächen oder Lötaugen sind so zu legen, dass keine spitzen Winkel oder zu kleine Abstände entstehen. Wenn solch kleine Abstände festgestellt werden, muss der Kunde informiert werden für künftige Korrekturen. Abstände bis zu 0,076 mm müssen automatisch aufgefüllt werden (PEALABLE).

Schriften und Symbole in den Leiterbildern sollen auf wenige Zonen beschränkt bleiben. Die Strichbreite und Abstände müssen den minimalen Leiterbreiten und -abständen entsprechen.

6.4.2 Leiterbreite

Die minimal herstellbare Leiterbreite ist abhängig von der Dicke der zu verarbeitenden Kupferkaschierung.

minimale Leiterbreiten

Cu-Kaschierung ⁽¹	Leiterbreite
Cu-Kaschierung ⁽¹	Aussenlagen	Innenlagen
5 µm⁽² 18 µm 35 µm 70 µm 105 µm 175 µm 210 µm 400 µm	0.05 mm 0.15 mm 0.20 mm 0.30 mm 0.40 mm 0.50 mm 0.60 mm 1.0 mm	---- 0.05 mm 0.15 mm 0.25 mm 0.40 mm 0.50 mm 0.60 mm 1.0 mm
1) Dies ist die Kupferdicke auf dem Basismaterial. Die fertige Leiterplatte hat auf den Aussenlagen eine um 15-40 µm dickere Kupferschicht. 2) nur bei Mehrlagen-Leiterplatten

6.4.3 Leiterabstand

Die minimal herstellbaren Leiterabstände sind abhängig von der Dicke der vorgegebenen Kupferkaschierung.

Minimale Leiterabstände

Merkmal	Cu-Kaschierung ⁽¹	Leiterabstand
		Aussenlagen	Innenlagen
Leiter zu Leiter ⁽³	5 µm ⁽² 18 µm 35 µm 70 µm 105 µm 175 µm 210 µm 400 µm	0.05 mm 0.15 mm 0.20 mm 0.30 mm 0.40 mm 0.50 mm 0.60 mm 1.0 mm	--- 0.05 mm 0.15 mm 0.20 mm 0.40 mm 0.50 mm 0.60 mm 1.0 mm
1) Dies ist die Kupferdicke auf dem Basismaterial. Die fertige Leiterplatte hat auf den Aussenlagen eine um 15-40 µm dickere Kupferschicht. 2) nur bei Multilayer. 3) Bei heissverzinnen Leiterplatten ohne Lötstoppmaske, muss ein minimaler Abstand von 0.40 mm eingehalten werden.

Minimale Leiterabstände zu Konturen

	Dicke der Leiterplatte	Leiterabstand
		Aussenlagen	Innenlagen
zu gefrästen Konturen und Durchbrüchen	0.1 – 0.40 mm > 0.40 mm	0.30 mm 0.25 mm	0.30 mm
zu geritzten Konturen	0.8 – 3.2 mm	siehe unter 6.10.3

6.4.4 Restring

Der Restring ist der Abstand zwischen der Lochkante und dem Aussendurchmesser der zugehörigen Anschlussfläche. Auf den Aussenlagen müssen alle metallisierten Löcher eine Anschlussfläche aufweisen (Tenting-Prozess).

Beispiel: Pad-ø: 1.25 mm

End-ø: 0.8 mm

1,25 – (0,8 + 0,15)

Restring = ------------------------- = 0,15 mm

Das Loch wird in der Regel um 0.15 mm grösser gebohrt als der End-ø.

End-ø von 0.1 - 0.4 mm, in der Regel Durchsteiger (Vias), werden nur um

0.1 mm grösser gebohrt. In Absprache mit dem Kunde kann der Restring für Durchsteiger vergrössert werden, indem man den Bohrdurchmesser gleich gross wie den End-ø bestimmt.

minimale Restringe

Cu-Kaschierung	Aussenlagen		Innenlagen
Cu-Kaschierung	Loch-ø £ 0,4	Loch-ø > 0,4
5 + 18 µm 35 µm 70 µm 105 µm 175 µm 210 µm 400 µm	0,10 mm 0,15 mm 0,20 mm 0,30 mm 0,40 mm 0,50 mm 0,90 mm	0,15 mm 0,20 mm 0,25 mm 0,35 mm 0,50 mm 0,60 mm 1,0 mm	0,15 mm 0,15 mm 0,20 mm 0,25 mm 0,40 mm 0,60 mm 0,80 mm

Liegt der Restring unterhalb dieser Werte, so ist er in Absprache mit dem Kunden aufzuweiten. Dabei ist zu beachten, dass der minimale Leiterabstand nicht unterschritten wird.

6.4.5 Wärmefallen

Lötstellen in grossen Kupferflächen (Masse oder Speisung) müssen mit einer Wärmefalle versehen werden, damit beim Lötprozess die Wärmeableitung nicht zu „kalten“ Lötstellen führt.

Cu-Kaschierung	Isolations- abstand	Leiterbreite	Restringbreite
18 µm 35 µm 70 µm 105 µm	³0,15 mm ³ 0,20 mm ³ 0,25 mm ³ 0,40 mm	³0,15 mm ³ 0,20 mm ³ 0,25 mm ³ 0,40 mm	³ 0,15 mm

6.4.6 Freistellungen in Masseflächen

Masseflächen (Voll- oder Rasterkupfer) müssen einen minimalen Abstand zu nicht metallisierten Löchern und zu met. Löchern mit andern elektrischen Potentialen aufweisen.

Cu-Kaschierung der Massefläche	Innenlagen	Aussenlagen		║
Cu-Kaschierung der Massefläche	Isolations- abstand	Abstand zu met. Löchern	Abstand zu nicht met. Löchern	║ ║
18 µm 35 µm 70 µm 105 µm	³ 0,50 mm	³ 0,15 mm ³ 0,20 mm ³ 0,25 mm ³ 0,40 mm	³ 0,3mm	║ ║ ║ ║║ ║

6.5 Lötstoppmasken

Damit die zum Löten benötigten Flächen (Lötaugen, SMD-Flächen, usw.) nicht mit Lack bedruckt werden, sind in der Lötstoppmaske entsprechende Freistellungen zu platzieren. Alle nicht metallisierten Löcher sind ebenfalls freizustellen.

6.5.1 Freistellung

Die Freistellungen in der ötstoppmaske müssen immer grösser sein als das Leiterbild.

Freistellung: Standard = 0,1 mm,

minimal = 0,05 mm

6.5.2 Umsteigelöcher (Vias)

In der Regel werden Umsteiger gleich behandelt wie Bauteilelöcher. Wenn beim Löten die Wirksamkeit gegen Lötbrücken erhöht werden muss, können die Augen (Pad‘s) dieser Umsteiger auch mit Lötstopplack bedruckt werden.

Die Freistellung darf aber nicht einfach entfallen, sondern nur auf den Loch-ø + 0,20 mm reduziert werden.

6.5.3 Abstände

Der Abstand zwischen einer Freistellungen und dem Leiterbild muss mindestens gleich gross sein wie das Mass der Freistellung.

Sind zwischen den SMD-Lötflächen schmale Stege in den Kundendaten vorhanden so dürfen diese nur nach Rücksprache mit dem Kunden entfernt werden.

Das heisst nach dem Aufweiten der Maske muss geprüft werden ob diese Stege noch mindestens 0,1mm bereit sind, damit die Maske genügend Haftung hat.

6.6 Metall-Oberflächen

Mit der Wahl der Metall-Oberfläche wird auch der kleinst mögliche Lochdurchmesser beeinflusst. Siehe 6.3

6.6.1 Heissluft-Verzinnung (HAL)

Metall-Aufbau	Schichtdicke µm	Kleinster Loch-Ø	Lagerhaltung
Zinn (99.7%)	1- 40 µm	0.25	12 Monate		║

Die Dickenunterschiede von 1 - 40 µm bei dieser Oberfläche ergeben bei bestimmten Bauteilen Fehlstellen beim Löten. Abhilfe bringt ein Wechsel zu chemisch abgeschiedenen Metall-Oberflächen.

Die erhöhte Wärmebelastung beim „bleifreien HAL“ bedingt folgende ║

Einschränkungen. ║

Merkmal	Grenzwerte	║
Leiterplattendicke	1.0 - 4.0 mm	║
Kupferdicke, Aussenlagen	20 - 75 µm	║
Kupferdicke, Innenlagen	18 - 75 µm	║

Bei BGA-Lötungen werden vermehrt Lötflächen mit Ø < 0,6 mm benutzt. Diese kleinen Lötflächen werden mit HAL nicht mehr zuverlässig verzinnt. Für eine einwandfreie Lötfläche muss die Oberfläche mit einer chemischen Metallisierung oder mit einer organischen Schutzschicht ausgeführt werden.

6.6.2 Chemische Metallabscheidungen

Diese chemische Metallabscheidung ergibt eine sehr gleichmässige,

dünne Schutzschicht

Metall-Aufbau	Schichtdicke µm	Kleinster Loch-Ø	Lagerhaltung
Nickel Gold (*	5 – 8 µm 0.05 - 0.1 µm	0.1 mm	> 12 Monate
Zinn (99.9%)	1.0 µm	0.2 mm	6 Monate	║
Silber (99.9%)	0.2 - 0.5 µm	0.1 mm	6 Monate
*) Für Einpresstechnik ist Nickel/Gold nicht geeignet, da beim Einpressen Risse in der Nickelschicht entstehen können

6.7 Beschriftungsdrucke

Damit der Druck an der fertigen LP noch lesbar ist, muss die Strichbreite mindesten 0.2 mm und die Schrifthöhe 1.27 mm betragen.

Damit die Farbe nicht auf die Lötflächen oder in Löcher gedruckt wird, muss ein minimaler Abstand von 0.2 mm zu diesen Flächen eingehalten werden. Dies gilt auch für alle Umsteigelöcher.

Bei der Datenaufbereitung vor der Fertigung werden alle Beschriftungselemente mit einem kleineren Abstand automatisch entfernt (Clipping).

6.8 Abziehbarer Lötabdecklack

Die Flächen müssen umlaufend 0.5 mm grösser sein, als der abzudeckende Bereich des Leiterbildes. Benachbarte Teile des Leiterbildes, die nicht von Lötabdecklack bedeckt sein dürfen, sind zuverlässig freigehalten, wenn der Abstand vom Rand des Lötauges zum Rand der angegebenen Fläche mindestens 0.6 mm beträgt.

Bohrungen bis 1.8 mm Durchmesser werden vom Lötabdecklack zuverlässig überspannt. Grössere Löcher bleiben offen. ║

Damit beim Druck kein Lack durch die Löcher auf die Gegenseite der Leiterplatte fliesst, sollte bei Löcher >1.8 mm die Lötabdeckmaske nur bis ca. 0.3 mm über den Lochrand hinausgehen.

Einzelne Bereiche mit Lötabdecklack lassen sich später leichter entfernen, wenn mit einer Brücke verbunden sind.

6.9 Lochfülldruck

Für das Testen auf Vakuum-Adapter und für bestimmte Lötvorgänge werden die Umsteigelöcher mit einem Fülldruck geschlossen. Wird diese Ausführung vom Kunden verlangt, so müssen die entsprechenden Daten vom Kunden direkt angeliefert oder aus den Bohrinformationen aufbereitet werden. Die Aussenlage auf die der Lochfüller gedruckt wird, muss ebenfalls vom Kunden festgelegt werden.

Merkmal	Grenzwerte
Lochdurchmesser	0.2 - 0.8 mm
Leiterplattendicke	0.5 – 6.0 mm	║
		║ ║ ║
Freistellung in der Druckvorlage	Loch-ø + 0.4 mm	║

Bedruckte Umsteiger müssen mindestens 0,5 mm von der nächsten Lötfläche entfernt sein, damit kein Lack auf diese Stellen verschmiert wird.

Wird dieses Mass unterschritten muss eine Kundenabklärung erfolgen.

6.10 Carbon-Aufdrucke

Das Layout muss entsprechend den Vorgaben in der IPC- Normierung ausgelegt sein.

6.10 Mechanische Bearbeitung

6.10.1 Aussenmasse mit ungleichen ±-Toleranzen

Wenn auf der Kundenzeichnung die Aussenmasse ungleiche ± Toleranzen aufweisen, errechnen sich die tatsächlichen Masse auf die Mitte dieser Toleranz

6.10.3 Ritztechnik

Wenn Leiterplatten geritzt werden - ob als Einzelteil oder Liefernutzen - müssen die Fertigungsnutzen in der Ritzmaschine mit Fangstifte aufgespannt werden. Der Minimalabstand von den Aufnahmebohrung im Nutzenrand bis zur ersten Ritzung beträgt 6,0 mm.

Die minimale Leiterplattendicke die geritzt werden kann ist 0.80 mm

Die Leiterplatten sind nach dem Brechen ca. 0,3 - 0,4 mm grösser als das Nennmass.

Damit beim Bearbeiten keine Leiterbahnen angeritzt werden, sind bestimmte Abstände von den Leitern zur Aussenkontur nicht zu unterschreiten

Leiterplatten-Dicke S	Reststeg- Dicke. (1 R	Kerbenbreite K	Abstand Leiter zu Kontur M
0,8 mm	0.25 mm	0.2 mm	0.30 mm
1,0 mm	0.30 mm	0.25 mm	0.30 mm
1,2 mm	0.30 mm	0.3 mm	0.40 mm
1,6 mm	0.30 mm	0.4 mm	0.50 mm
2,0 mm	0.30 mm	0.5 mm	0.60 mm
2,4 mm	0,40 mm	0.6 mm	0.75 mm
3,2 mm	0,50 mm	0.8 mm	1.00 mm
	1) Die Standard-Toleranz ist +0,1 / -0,05 mm