Qué equipo y herramientas se pueden usar para fabricar una PCB de 8 capas para un prototipo que tenga un microcontrolador 584-BGA

Estoy en proceso de montar un pequeño laboratorio de diseño y uno de nuestros primeros proyectos incluye el uso de un microcontrolador 584-BGA. Esto significa que tendríamos que usar un diseño de 8 capas, algo que nunca antes habíamos hecho, y no conocemos a nadie que haga cosas similares localmente en nuestro país. Puede imaginar cómo esto afecta nuestro tiempo de entrega.

Estamos buscando una manera de fabricar

Cualquier idea de qué equipo se usaría en el proceso de fabricación, desde el archivo Gerber hasta la PCB completamente ensamblada. Para mayor claridad, sabemos que necesitamos una impresora de circuitos con capacidad de paso fino, una máquina de recoger y colocar y un horno de reflujo. Lo que no sabemos es qué deberíamos buscar en todos los equipos, excepto en la máquina de recoger y colocar.

Los argumentos en contra de intentar hacer el ensamblaje de PCB nosotros mismos serían muy apreciados.

Necesita máquinas costosas para obtener la precisión requerida para BGA en PCB de 8 capas. Esto es aproximadamente una centésima de mm. Tendrás que hacer muchas tablas para llegar al punto de equilibrio.
@FedericoRusso: ¿Eh? Trabajar con BGA puede no ser fácil, pero tengo entendido que la mayoría de los BGA tienen bolas en una cuadrícula de 1 mm, por lo que son más fáciles de colocar y requieren menos precisión que los TQFP con un paso de 0,5 mm.
@davidcary: un BGA-584 tiene un paso de 0,8 mm, necesita vías entre las almohadillas que tienen anillos anulares mucho más pequeños que esos, y el posicionamiento de un taladro tiene más tolerancia que las almohadillas.
@FedericoRusso: Correcto, ya veo: el posicionamiento es más fácil, pero perforar los agujeros es mucho más difícil con BGA que con TQFP.

Respuestas (2)

Las placas de PC avanzadas solo pueden ser fabricadas por pequeños duendes en un árbol hueco. Es posible que los mortales comunes hagan una placa de 2 capas lo suficientemente buena para fines de pasatiempo o prototipo, pero incluso eso no tiene sentido a menos que valoren muy poco su tiempo y no miren demasiado el costo de los errores debido a que no tienen una soldadura. máscara, serigrafía y la molestia de no tener agujeros pasantes.

Cualquier cosa más allá de las tablas básicas de dos capas requiere magia élfica. Los elfos han gastado millones en árboles especiales y están constantemente observando el proceso. Debido a la combinación del costo inicial y la magia especial, incluso los elfos solo pueden darse el lujo de hacer esto haciendo tableros para que muchas personas aumenten el volumen y el costo promedio por tablero se reduzca a menos de una olla de oro.

Afortunadamente, los elfos se han vuelto de alta tecnología y ahora hay bastantes lugares en Internet donde puede cargar archivos Gerber y perforar y recibir tableros terminados generalmente dentro de una o dos semanas, todo sin tener que cavar profundamente en su propia olla de oro. Por ejemplo, puede obtener todas las tablas que quepan en 75 pulgadas cuadradas por $ 250 en Gold Phoenix . Esto incluye la máscara de soldadura en ambos lados, la pantalla de seda en un lado, por supuesto, los orificios enchapados y las pruebas eléctricas. 8 capas será más difícil ya que está más allá del proceso de prototipo de la mayoría de los lugares, pero configurar su propio proceso será más difícil.

Este es un caso en el que el bricolaje realmente no tiene sentido. ¿También vas a refinar tu propio silicio?

+1 por saber sobre los duendes que hacen PCB, la mayoría de la gente piensa que no existen ...
@Oli: Sí, aparentemente los muggles no pueden verlos.
@Olin LOL. Una manera bastante humorística de conseguir el punto de una cruz. Por supuesto, la pregunta más importante es por qué diablos se necesita un ensamblaje de 8 capas en primer lugar.
"Incluso los elfos solo pueden darse el lujo de hacer esto haciendo tableros para mucha gente" - No es de extrañar que mi última galleta EL Fudge estuviera escarchada con máscara de soldadura...
@partoa: Algunas guías de diseño de BGA te obligan a usar 8 capas para BGA más grandes. Estoy de acuerdo en que la pregunta más importante es: Entonces, ¿por qué demonios seleccionaría [ digikey.com/product-search/… una parte en un paquete BGA de este tipo] cuando puede obtener casi la misma funcionalidad en el paquete QFP o dos que funciona bien con 4 capas?
@davidcary: por lo general , no puede obtener la misma funcionalidad en paquetes que no son BGA, y es probable que, incluso si se fabrica, no funcione bien. El desacoplamiento de los requisitos actuales de altas velocidades de reloj, especialmente en combinación con un alto número de E/S, son algunas de las razones por las que existen estos paquetes. Mire, por ejemplo, las familias FGPA, en las que, por lo general, solo los niveles más bajos de tamaño de lógica interna están disponibles en un paquete principal.
@ChrisStratton: Sí, algunos dispositivos de un solo chip solo están disponibles en paquetes BGA. Sin embargo, este caso particular tiene algunas funciones deseadas que podrían implementarse utilizando un procesador TMS320C64xx en un paquete BGA. Hay muchos otros procesadores TMS320C6xxx muy similares en un paquete que no es BGA que, tal vez en combinación con algún chip extensor de E/S externo, puede proporcionar toda la funcionalidad deseada. Cada función de lógica digital se puede implementar utilizando uno o más componentes empaquetados que no sean BGA.
A menudo no en la práctica, a menos que el problema esté rezagando la tecnología por varios ciclos, ya que es exactamente donde lo pone evitar los paquetes BGA. Hay muchos de estos problemas de nicho, pero implican implícitamente renunciar a los últimos avances en integración y velocidad de reloj. Cuando eso no es suficiente, debe pagar por la capacidad BGA o crear un accesorio específico de la aplicación para un módulo central listo para usar.

Usted implica "todas las etapas" y esto parece que puede incluir el ensamblaje de PCB de 8 capas real (cobre + fibra de vidrio + ...).
Si es así, ¡no lo hagas!
Si bien la construcción de PCB es una tarea teóricamente bastante sencilla, requiere muchos procesos, cada uno de los cuales requiere una experiencia sustancial y un grado de conocimiento arcano para hacerlo bien de manera consistente.
Si incluye el requisito de grabado y revestimiento de orificios pasantes, tendría que ser absolutamente increíble para siquiera considerarlo, e incluso entonces debe evitarse en la medida de lo posible. Es probable que el costo de construir una planta de fabricación para el PCB real se gaste mejor en otra parte.

El montaje de PCBA es otro asunto. Hacerlo usted mismo puede causar tristeza, pero es eminentemente factible con suficiente competencia y atención a los detalles.

Tradicionalmente se dice que el ensamblaje de BGA es difícil y no se logra fácilmente sin habilidad y experiencia, PERO también he visto informes de personas competentes en el ensamblaje de PCB que han ampliado esta capacidad al ensamblaje de BGA sin más esfuerzo del que esperaban. Por lo tanto, si usted es mecánicamente competente y tiene personas capacitadas en el ensamblaje de PCB en niveles menores, BGA puede no ser el desastre que muchas personas informan que es. [Ojalá eso logre la combinación correcta de aliento y advertencia:-)]. [Nota: nunca he intentado ensamblar BGA personalmente e intentaría que lo hicieran personas con competencia y experiencia cuando fuera posible. Anticiparía poder hacerlo aceptablemente si no hubiera otra opción.]

Para la producción de prototipos a escala de laboratorio, una máquina de recoger y colocar no es esencial y el costo es lo suficientemente alto como para que el dinero se pueda gastar en otra parte. He visto líneas de producción [en China] donde una máquina automatizada de recoger y colocar funcionaba junto con una "máquina manual de recoger y colocar" que constaba de unas 20 mujeres en una mesa larga con contenedores de componentes y pinzas. Aparentemente, algunos trabajos eran más rentables en una máquina manual. Un ensamblador experto puede llegar a ser extremadamente competente en la colocación de piezas SMD y ofrece un alto nivel de flexibilidad para la fabricación de prototipos.

Una edición fue prescrita. El laboratorio también sería utilizado por una institución educativa para la capacitación de los estudiantes. Los estudiantes pueden usar equipos más simples. ¿Es un beneficio comprar algo más avanzado?
@partoa - que pais? Irán? Hacer una placa de circuito impreso multicapa es una tarea inmensamente desafiante. Ciertamente está dentro de la capacidad de una institución educativa hacerlo si se decide que es relevante para el curso, pero no es una tarea trivial y algo periférica a la electrónica real. Litografía óptica, grabado, chapado, taladrado, prensas de laminación, materiales preimpregnados, ... . Un curso por derecho propio.
Qué equipo y herramientas se pueden usar para fabricar una PCB de 8 capas para un prototipo que tenga un microcontrolador 584-BGA
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