深圳市賽孚電路科技有限公司生產(chǎn)PCB多層板,PCB八層板,PCB十層板,HDI板以及軟硬結(jié)合板廠商。
多層線路板一般定義為10層——20層或以上的高多層線路板,比傳統(tǒng)的多層線路板加工難度大,其品質(zhì)可靠性要求高,主要應(yīng)用于通訊設(shè)備、服務(wù)器、醫(yī)療電子、航空、工控、軍事等領(lǐng)域。近幾年來,應(yīng)用通訊、基站、航空、軍事等領(lǐng)域的高層板市場需求仍然強(qiáng)勁,而隨著中國電信設(shè)備市場的快速發(fā)展,高層板市場前景被看好。
目前國內(nèi)能批量生產(chǎn)高層線路板的PCB廠商,主要來自于外資企業(yè)或少數(shù)內(nèi)資企業(yè)。高層線路板的生產(chǎn)不僅需要較高的技術(shù)和設(shè)備投入,更需要技術(shù)人員和生產(chǎn)人員的經(jīng)驗(yàn)積累,同時導(dǎo)入高層板客戶認(rèn)證手續(xù)嚴(yán)格且繁瑣,因此高層線路板進(jìn)入企業(yè)門檻較高,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)周期較長。
PCB平均層數(shù)已經(jīng)成為衡量PCB企業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)指標(biāo)。本文簡述了高層線路板在生產(chǎn)中遇到的主要加工難點(diǎn),介紹了高層線路板關(guān)鍵生產(chǎn)工序的控制要點(diǎn),供大家參考。
一、主要制作難點(diǎn)
對比常規(guī)線路板產(chǎn)品特點(diǎn),高層線路板具有板件更厚、層數(shù)更多、線路和過孔更密集、單元尺寸更大、介質(zhì)層更薄等特性,內(nèi)層空間、層間對準(zhǔn)度、阻抗控制以及可靠性要求更為嚴(yán)格。
1.1 層間對準(zhǔn)度難點(diǎn)
由于高層板層數(shù)多,客戶設(shè)計(jì)端對PCB各層的對準(zhǔn)度要求越來越嚴(yán)格,通常層間對位公差控制±75μm,考慮高層板單元尺寸設(shè)計(jì)較大、圖形轉(zhuǎn)移車間環(huán)境溫濕度,以及不同芯板層漲縮不一致性帶來的錯位疊加、層間定位方式等因素,使得高層板的層間對準(zhǔn)度控制難度更大。
1.2 內(nèi)層線路制作難點(diǎn)
高層板采用高TG、高速、高頻、厚銅、薄介質(zhì)層等特殊材料,對內(nèi)層線路制作及圖形尺寸控制提出高要求,如阻抗信號傳輸?shù)耐暾?,增加了?nèi)層線路制作難度。線寬線距小,開短路增多,微短增多,合格率低;細(xì)密線路信號層較多,內(nèi)層AOI漏檢的幾率加大;內(nèi)層芯板厚度較薄,容易褶皺導(dǎo)致曝光不良,蝕刻過機(jī)時容易卷板;高層板大多數(shù)為系統(tǒng)板,單元尺寸較大,在成品報廢的代價相對高。
1.3 壓合制作難點(diǎn)
多張內(nèi)層芯板和半固化片疊加,壓合生產(chǎn)時容易產(chǎn)生滑板、分層、樹脂空洞和氣泡殘留等缺陷。在設(shè)計(jì)疊層結(jié)構(gòu)時,需充分考慮材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質(zhì)厚度,并設(shè)定合理的高層板壓合程式。層數(shù)多,漲縮量控制及尺寸系數(shù)補(bǔ)償量無法保持一致性;層間絕緣層薄,容易導(dǎo)致層間可靠性測試失效問題
1.4 鉆孔制作難點(diǎn)
采用高TG、高速、高頻、厚銅類特殊板材,增加了鉆孔粗糙度、鉆孔毛刺和去鉆污的難度。層數(shù)多,累計(jì)總銅厚和板厚,鉆孔易斷刀;密集BGA多,窄孔壁間距導(dǎo)致的CAF失效問題;因板厚容易導(dǎo)致斜鉆問題。
二、 關(guān)鍵生產(chǎn)工序控制
2.1 材料選擇
隨著電子元器件化、多功能化的方向發(fā)展,同時帶來高頻、高速發(fā)展的信號傳輸,因此要求電子電路材料的介電常數(shù)和介電損耗比較低,以及低CTE、低吸水率和更好的覆銅板材料,以滿足高層板的加工和可靠性要求。常用的板材供應(yīng)商主要有A系列、B系列、C系列、D系列,這四種內(nèi)層基板的主要特性對比,見表1。對于高層厚銅線路板選用高樹脂含量的半固化片,層間半固化片的流膠量足以將內(nèi)層圖形填充滿,絕緣介質(zhì)層太厚易出現(xiàn)成品板超厚,反之絕緣介質(zhì)層偏薄,則易造成介質(zhì)分層、高壓測試失效等品質(zhì)問題,因此對絕緣介質(zhì)材料的選擇極為重要。
2.2 壓合疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮的主要因素是材料的耐熱性、耐電壓、填膠量以及介質(zhì)層厚度等,應(yīng)遵循以下主要原則。
(1) 半固化片與芯板廠商保持一致。為PCB可靠性,所有層半固化片避免使用單張1080或106半固化片(客戶有特殊要求除外),客戶無介質(zhì)厚度要求時,各層間介質(zhì)厚度按IPC-A-600G≥0.09mm。
(2) 當(dāng)客戶要求高TG板材時,芯板和半固化片都要用相應(yīng)的高TG材料。
(3) 內(nèi)層基板3OZ或以上,選用高樹脂含量的半固化片,如1080R/C65%、1080HR/C 68%、106R/C 73%、106HR/C76% ;但盡量避免全部使用106 高膠半固化片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以防止多張106半固化片疊合,因玻纖紗太細(xì),玻纖紗在大基材區(qū)塌陷而影響尺寸穩(wěn)定性和爆板分層。
(4) 若客戶無特別要求,層間介質(zhì)層厚度公差一般按+/-10%控制,對于阻抗板,介質(zhì)厚度公差按IPC-4101 C/M級公差控制,若阻抗影響因素與基材厚度有關(guān),則板材公差也按IPC-4101 C/M級公差。
2.3 層間對準(zhǔn)度控制
內(nèi)層芯板尺寸補(bǔ)償?shù)亩群蜕a(chǎn)尺寸控制,需要通過一定的時間在生產(chǎn)中所收集的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn),對高層板的各層圖形尺寸進(jìn)行補(bǔ)償,確保各層芯板漲縮一致性。選擇、高可靠的壓合前層間定位方式,如四槽定位(Pin LAM)、熱熔與鉚釘結(jié)合。設(shè)定合適的壓合工藝程序和對壓機(jī)日常維護(hù)是確保壓合品質(zhì)的關(guān)鍵,控制壓合流膠和冷卻效果,減少層間錯位問題。層間對準(zhǔn)度控制需要從內(nèi)層補(bǔ)償值、壓合定位方式、壓合工藝參數(shù)、材料特性等因素綜合考量。
2.4 內(nèi)層線路工藝
由于傳統(tǒng)曝光機(jī)的解析能力在50μm左右,對于高層板生產(chǎn)制作,可以引進(jìn)激光直接成像機(jī)(LDI),提高圖形解析能力,解析能力達(dá)到20μm左右。傳統(tǒng)曝光機(jī)對位精度在±25μm,層間對位精度大于50μm。采用對位曝光機(jī),圖形對位精度可以提高到15μm左右,層間對位精度控制30μm以內(nèi),減少了傳統(tǒng)設(shè)備的對位偏差,提高了高層板的層間對位精度。
為了提高線路蝕刻能力,需要在工程設(shè)計(jì)上對線路的寬度和焊盤(或焊環(huán))給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償外,還需對特殊圖形,如回型線路、立線路等補(bǔ)償量做更詳細(xì)的設(shè)計(jì)考慮。確認(rèn)內(nèi)層線寬、線距、隔離環(huán)大小、立線、孔到線距離設(shè)計(jì)補(bǔ)償是否合理,否則更改工程設(shè)計(jì)。有阻抗、感抗設(shè)計(jì)要求注意立線、阻抗線設(shè)計(jì)補(bǔ)償是否足夠,蝕刻時控制好參數(shù),首件確認(rèn)合格后方可批量生產(chǎn)。為減少蝕刻側(cè)蝕,需對蝕刻液的各組藥水成分控制在佳范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的蝕刻線設(shè)備蝕刻能力不足,可以對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造或?qū)敫呔芪g刻線設(shè)備,提高蝕刻均勻性,減少蝕刻毛邊、蝕刻不凈等問題。
2.5 壓合工藝
目前壓合前層間定位方式主要包括:四槽定位(Pin LAM)、熱熔、鉚釘、熱熔與鉚釘結(jié)合,不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)采用不同的定位方式。對于高層板采用四槽定位方式(Pin LAM),或使用熔合+鉚合方式制作,OPE沖孔機(jī)沖出定位孔,沖孔精度控制在±25μm。熔合時調(diào)機(jī)制作首板需采用X-RAY檢查層偏,層偏合格方可制作批量,批量生產(chǎn)時需檢查每塊板是否熔入單元,以防止后續(xù)分層,壓合設(shè)備采用配套壓機(jī),滿足高層板的層間對位精度和可靠性。
根據(jù)高層板疊層結(jié)構(gòu)及使用的材料,研究合適的壓合程序,設(shè)定佳的升溫速率和曲線,在常規(guī)的多層線路板壓合程序上,適當(dāng)降低壓合板料升溫速率,延長高溫固化時間,使樹脂充分流動、固化,同時避免壓合過程中滑板、層間錯位等問題。材料TG值不一樣的板,不能同爐排板;普通參數(shù)的板不可與特殊參數(shù)的板混壓;漲縮系數(shù)給定合理性,不同板材及半固化片的性能不一,需采用相應(yīng)的板材半固化片參數(shù)壓合,從未使用過的特殊材料需要驗(yàn)證工藝參數(shù)。
2.6 鉆孔工藝
由于各層疊加導(dǎo)致板件和銅層超厚,對鉆頭磨損嚴(yán)重,容易折斷鉆刀,對于孔數(shù)、落速和轉(zhuǎn)速適當(dāng)?shù)南抡{(diào)。測量板的漲縮,提供的系數(shù);層數(shù)≥14層、孔徑≤0.2mm或孔到線距離≤0.175mm,采用孔位精度≤0.025mm 的鉆機(jī)生產(chǎn);直徑φ4.0mm以上孔徑采用分步鉆孔,厚徑比12:1采用分步鉆,正反鉆孔方法生產(chǎn);控制鉆孔披鋒及孔粗,高層板盡量采用全新鉆刀或磨1鉆刀鉆孔,孔粗控制25um以內(nèi)。為改善高層厚銅板的鉆孔毛刺問題,經(jīng)批量驗(yàn)證,使用高密度墊板,疊板數(shù)量為一塊,鉆頭磨次控制在3次以內(nèi),可有效改善鉆孔毛刺
對于高頻、高速、海量數(shù)據(jù)傳輸用的高層板,背鉆技術(shù)是改善信號完整有效的方法。背鉆主要控制殘留stub長度,兩次鉆孔的孔位一致性以及孔內(nèi)銅絲等。不是所有的鉆孔機(jī)設(shè)備具有背鉆功能,對鉆孔機(jī)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級(具備背鉆功能),或購買具有背鉆功能的鉆孔機(jī)。從行業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)和成熟量產(chǎn)應(yīng)用的背鉆技術(shù)主要包括:傳統(tǒng)控深背鉆方法、內(nèi)層為信號反饋層背鉆、按板厚比例計(jì)算深度背鉆,在此不重復(fù)敘述。
三、可靠性測試
高層板一般為系統(tǒng)板,比常規(guī)多層板厚、更重、單元尺寸更大,相應(yīng)的熱容也較大,在焊接時,需要的熱量更多,所經(jīng)歷的焊接高溫時間要長。在217℃(錫銀銅焊料熔點(diǎn))需50秒至90秒,同時高層板冷卻速度相對慢,因此過回流焊測試的時間延長,并結(jié)合IPC-6012C、 IPC-TM-650標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)要求,對高層板的主要可靠性測試
多層PCB板如何準(zhǔn)確接地?
單點(diǎn)和多點(diǎn)接地方式
?、?單點(diǎn)接地:所有電路的地線接到地線平面的同一點(diǎn),分為串聯(lián)單點(diǎn)接地和并聯(lián)單點(diǎn)接地。
?、?多點(diǎn)接地:所有電路的地線就近接地,地線很短適合高頻接地。
?、?混合接地:將單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地混合使用。
在低頻率、小功率和相同電源層之間,單點(diǎn)接地是為適宜的,通常應(yīng)用于模擬電路之中;這里一般采用星型方式進(jìn)行連接降低了可能存在的串聯(lián)阻抗的影響,如圖8.1右半部分所示。高頻率的數(shù)字電路就需要并聯(lián)接地了,在這里一般通過地孔的方式可較為簡單的處理,如圖的左半部分所示;一般所有的模塊都會綜合使用兩種接地方式,采用混合接地的方式完成電路地線與地平面的連接。
混合接地方式
如果不選擇使用整個平面的作為公共的地線,比如模塊本身有兩個地線的時候,就需要進(jìn)行對地平面進(jìn)行分割,這往往與電源平面有相互作用。注意以下的幾點(diǎn)原則:
(1)將各個平面對齊處理,避免無關(guān)的電源平面和地平面之間的重疊,否則將導(dǎo)致所有的地平面分割失效,彼此之間產(chǎn)生干擾;
(2)在高頻的情況下,層間通過電路板寄生電容會產(chǎn)生耦合;
(3)在地平面之間(如數(shù)字地平面和模擬地平面)的信號線使用地橋進(jìn)行連接,并且通過就近的通孔配置近的返回路徑。
(4)避免在隔離的地平面附近走時鐘線等高頻走線,引起不必要的輻射。
(5)信號線與其回路構(gòu)成的環(huán)面積盡可能小,也被稱為環(huán)路小規(guī)則;環(huán)面積越小,對外的輻射越少,接收外界的干擾也越小。在地平面分割和信號走線時,要考慮到地平面與重要信號走線的分布,防止由于地平面開槽等帶來的問題。
地之間的連接方法,參考武曄卿的文章的一些做法,這里進(jìn)行一些整理。
?、?地間電路板普通走線連接:使用這種方法可以在中兩個地線之間可靠的低阻抗導(dǎo)通,但于中低頻信號電路地之間的接法。
?、?地間大電阻連接:大電阻的特點(diǎn)是一旦電阻兩端出現(xiàn)壓差,就會產(chǎn)生很弱的導(dǎo)通電流,把地線上電荷泄放掉之后,終實(shí)現(xiàn)兩端的壓差為零。
?、?地間電容連接:電容的特性是直流截止和交流導(dǎo)通,應(yīng)用于浮地系統(tǒng)中。
?、?地間磁珠連接:磁珠等同于一個隨頻率變化的電阻,它表現(xiàn)的是電阻特性。應(yīng)用于快速小電流波動的弱信號的地與地之間。
?、?地間電感連接:電感具有抑制電路狀態(tài)變化的特性,可以削峰填谷,通常應(yīng)用于兩個有較大電流波動的地與地之間。
?、?地間小電阻連接:小電阻增加了一個阻尼,阻礙地電流快速變化的過沖;在電流變化時候,使沖擊電流上升沿變緩。
賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來,一直專注樣品,中小批量領(lǐng)域。快速的交付以及過硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè),是深圳高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè)。
公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括:高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板,專注于多品種,中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地,目前外銷訂單占比70%以上。
深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。
PCB高頻板布局時需注意的要點(diǎn)
(1)高頻電路傾向于具有高集成度和高密度布線。使用多層板既是布線所必需的,也是減少干擾的有效手段。
(2)高速電路裝置的引腳之間的引線彎曲越少越好。高頻電路布線的引線優(yōu)選為實(shí)線,需要繞線,并且可以以45°折疊線或圓弧折疊。為了滿足該要求,可以減少高頻信號的外部傳輸和相互耦合。
(3)高頻電路器件的引腳之間的引線越短越好。
(4)高頻電路裝置的引腳之間的配線層之間的交替越少越好。所謂“盡可能減少層間交叉”是指在組件連接過程中使用的過孔(Via)越少越好,據(jù)估計(jì),一個過孔可以帶來大約為0.5 pF的分布電容。,減少了過孔數(shù)量??梢源蟠筇岣咚俣取?br />
(5)高頻電路布線應(yīng)注意信號線的平行線引入的“交叉干擾”。如果無法避免并行分布,則可以在并行信號線的背面布置大面積的“接地”,以大大減少干擾。同一層中的平行走線幾乎是不可避免的,但是在相鄰的兩層中,走線的方向彼此垂直。
(6)包圍特別重要的信號線或本地單元的接地措施,即繪制所選對象的外輪廓。使用此功能,可以在所選的重要信號線上自動執(zhí)行所謂的“數(shù)據(jù)包”處理。當(dāng)然,對于高速系統(tǒng)來說,將此功能用于時鐘等組件的本地處理也是非常有益的。
(7)各種類型的信號走線不能形成環(huán)路,并且接地線也不能形成電流環(huán)路。
(8)應(yīng)在每個集成電路塊附近放置一個高頻去耦電容器。
(9)將模擬接地線和數(shù)字接地線連接到公共接地線時,應(yīng)使用高頻湍流鏈路。在高頻湍流鏈的實(shí)際組裝中,經(jīng)常使用穿過中心孔的高頻鐵氧體磁珠,并且在電路原理圖中通常沒有表示,并且所得的網(wǎng)表不包括此類組件,布線將忽略其存在。響應(yīng)于此現(xiàn)實(shí),它可以用作原理圖中的電感器,并且在PCB組件庫中單定義組件封裝,并在布線之前將其手動移動到公共接地線的會聚點(diǎn)附近的合適位置。。
(10)模擬電路和數(shù)字電路應(yīng)分開布置。立布線后,電源和地線應(yīng)連接在一個點(diǎn)上,以避免相互干擾。
(11)在將DSP芯片外程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器連接到電源之前,應(yīng)添加濾波電容器并將其盡可能靠近芯片電源引腳放置,以濾除電源噪聲。另外,建議在DSP和片外程序存儲器以及數(shù)據(jù)存儲器周圍進(jìn)行屏蔽,以減少外部干擾。
(12)芯片外程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器應(yīng)盡可能靠近DSP芯片放置。同時,布局應(yīng)合理,以使數(shù)據(jù)線和地址線的長度基本相同,尤其是當(dāng)系統(tǒng)中有多個存儲器時,應(yīng)考慮每個存儲器的時鐘線。時鐘輸入距離相等,或者可以添加單的可編程時鐘驅(qū)動器芯片。對于DSP系統(tǒng),應(yīng)選擇訪問速度與DSP相同的外部存儲器,否則將無法充分利用DSP的高速處理能力。DSP指令周期為納秒,因此DSP硬件系統(tǒng)中常見的問題是高頻干擾。因此,在制作DSP硬件系統(tǒng)的印刷電路板(PCB)時,應(yīng)特別注意地址線和數(shù)據(jù)線。信號線的接線應(yīng)正確合理。接線時,請嘗試使高頻線短而粗,并遠(yuǎn)離易受干擾的信號線,例如模擬信號線。當(dāng)DSP周圍的電路更復(fù)雜時,建議將DSP及其時鐘電路,復(fù)位電路,片外程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器組成一個小的系統(tǒng),以減少干擾。
如何解決軟硬結(jié)合板的漲縮問題
深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。? ? ? 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括:高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板,專注于多品種,中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地,目前外銷訂單占比70%以上。
漲縮產(chǎn)生的根源由材料的特性所決定,要解決軟硬結(jié)合板漲縮的問題,先對撓性板的材料聚酰亞胺(Polyimide)做個介紹:
(1)聚酰亞胺具有優(yōu)良的散熱性能,可承受無鉛焊接高溫處理時的熱沖擊;
(2)對于需要更強(qiáng)調(diào)訊號完整性的小型裝置,大部份設(shè)備制造商都趨向于使用撓性電路;
(3)聚酰亞胺具有較高的玻璃轉(zhuǎn)移溫度與高熔點(diǎn)的特性,一般情況下要在350 ℃以上進(jìn)行加工;
(4)在有機(jī)溶解方面,聚酰亞胺不溶解于一般的有機(jī)溶劑。
撓性板材料的漲縮主要跟基體材料PI和膠有關(guān)系,也就是與PI的亞胺化有很大關(guān)系,亞胺化程度越高,漲縮的可控性就越強(qiáng)。
按照正常的生產(chǎn)規(guī)律,撓性板在開料后,在圖形線路形成,以及軟硬結(jié)合壓合的過程中均會產(chǎn)生不同程度的漲縮,在圖形線路蝕刻后,線路的密集程度與走向,會導(dǎo)致整個板面應(yīng)力重新取向,終導(dǎo)致板面出現(xiàn)一般規(guī)律性的漲縮變化;在軟硬結(jié)合壓合的過程中,由于表面覆蓋膜與基體材料PI的漲縮系數(shù)不一致,也會在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生一定程度的漲縮。
從本質(zhì)原因上說,任何材料的漲縮都是受溫度的影響所導(dǎo)致的,在PCB冗長的制作過程中,材料經(jīng)過諸多 熱濕制程后,漲縮值都會有不同程度的細(xì)微變化,但就長期的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來看,變化還是有規(guī)律的。
如何控制與改善?
從嚴(yán)格意義上說,每一卷材料的內(nèi)應(yīng)力都是不同的,每一批生產(chǎn)板的過程控制也不會是完全相同的,因此,材料漲縮系數(shù)的把握是建立在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的,過程管控與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析就顯得尤為重要了。具體到實(shí)際操作中,撓性板的漲縮是分階段的:
是從開料到烘烤板,此階段漲縮主要是受溫度影響所引起的:
要烘烤板所引起的漲縮穩(wěn)定,要過程控制的一致性,在材料統(tǒng)一的前提下,每次烘烤板升溫與降 溫的操作一致化,不可因?yàn)橐晃兜淖非笮剩鴮⒖就甑陌宸旁诳諝庵羞M(jìn)行散熱。只有這樣,才能大程度的消除材料的內(nèi)部應(yīng)力引起的漲縮。
第二個階段發(fā)生在圖形轉(zhuǎn)移的過程中,此階段的漲縮主要是受材料內(nèi)部應(yīng)力取向改變所引起的。
要線路轉(zhuǎn)移過程的漲縮穩(wěn)定,所有烘烤好的板就不能進(jìn)行磨板操作,直接通過化學(xué)清洗線進(jìn)行表面前處理,壓膜后表面須平整,曝光前后板面靜置時間須充分,在完成線路轉(zhuǎn)移以后,由于應(yīng)力取向的改變,撓性板都會呈現(xiàn)出不同程度的卷曲與收縮,因此線路菲林補(bǔ)償?shù)目刂脐P(guān)系到軟硬結(jié)合精度的控制,同時,撓性板的漲縮值范圍的確定,是生產(chǎn)其配套剛性板的數(shù)據(jù)依據(jù)。
第三個階段的漲縮發(fā)生在軟硬板壓合的過程中,此階段的漲縮主要壓合參數(shù)和材料特性所決定。
此階段的漲縮影響因素包含壓合的升溫速率,壓力參數(shù)設(shè)置以及芯板的殘銅率和厚度幾個方面??偟膩碚f,殘銅率越小,漲縮值越大;芯板越薄,漲縮值越大。但是,從大到小,是一個逐漸變化的過程,因此,菲林補(bǔ)償就顯得尤為重要。另外,由于撓性板和剛性板材料本質(zhì)的不同,其補(bǔ)償是需要額外考慮的一個因素。
PCB設(shè)計(jì)的布線規(guī)則
在PCB設(shè)計(jì)中,布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟,可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的,在整個PCB中,以布線的設(shè)計(jì)過程限定高,技巧細(xì)、工作量大。
PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種:自動布線及交互式布線,在自動布線之前,可以用交互式預(yù)先對要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線,輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
自動布線的布通率,依賴于良好的布局,布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定, 包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。一般行探索式布經(jīng)線,快速地把短線連通,然后進(jìn)行迷宮式布線,先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化,它可以根據(jù)需要斷開已布的線。并試著重新再布線,以改進(jìn)總體效果。
對目前高密度的PCB設(shè)計(jì)已感覺到貫通孔不太適應(yīng)了,它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道,為解決這一矛盾,出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù),它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用,還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便,更加流暢,更為完善,PCB板的設(shè)計(jì)過程是一個復(fù)雜而又簡單的過程,要想很好地掌握它,還需廣大電子工程設(shè)計(jì)人員去自已體會,才能得到其中的真諦。
1. 電源、地線的處理
既使在整個PCB板中的布線完成得都很好,但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產(chǎn)品的性能下降,有時甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電、地線的布線要認(rèn)真對待,把電、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到低限度,以產(chǎn)品的質(zhì)量。
對每個從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因, 現(xiàn)只對降低式抑制噪音作以表述:
(1)眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。
(2)盡量加寬電源、地線寬度,好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5mm對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路, 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地不能這樣使用)
(3)用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板,電源,地線各占用一層。
2. 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理
現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。
數(shù)字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強(qiáng),對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整人PCB對外界只有一個結(jié)點(diǎn),所以在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題,而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接,請注意,只有一個連接點(diǎn)。也有在PCB上不共地的,這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來決定。
3. 信號線布在電(地)層上
在多層印制板布線時,由于在信號線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多,再多加層數(shù)就會造成浪費(fèi)也會給生產(chǎn)增加一定的工作量,成本也相應(yīng)增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線。應(yīng)考慮用電源層,其次才是地層。因?yàn)楹檬潜A舻貙拥耐暾浴?br />
4. 大面積導(dǎo)體中連接腿的處理
在大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連接,對連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤與銅面滿接為好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點(diǎn)。
所以兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤,稱之為熱隔離(heat shield)俗稱熱焊盤(Thermal),這樣,可使在焊接時因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。
5. 布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用
在許多CAD系統(tǒng)中,布線是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過密,通路雖然有所增加,但步進(jìn)太小,圖場的數(shù)據(jù)量過大,這必然對設(shè)備的存貯空間有更高的要求,同時也對象計(jì)算機(jī)類電子產(chǎn)品的運(yùn)算速度有的影響。而有些通路是無效的,如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過疏,通路太少對布通率的影響。所以要有一個疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來支持布線的進(jìn)行。
標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數(shù),如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6. 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)
布線設(shè)計(jì)完成后,需認(rèn)真檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則,同時也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面:
(1)線與線,線與元件焊盤,線與貫通孔,元件焊盤與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產(chǎn)要求。
(2)電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。
(3)對于關(guān)鍵的信號線是否采取了佳措施,如長度短,加保護(hù)線,輸入線及輸出線被明顯地分開。
(4)模擬電路和數(shù)字電路部分,是否有各自立的地線。
(5)后加在PCB中的圖形(如圖標(biāo)、注標(biāo))是否會造成信號短路。
(6)對一些不理想的線形進(jìn)行修改。
(7)在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質(zhì)量。
(8)多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。
7. 檢查是否有銳角、阻抗不連續(xù)點(diǎn)等
(1)對于高頻電流來說,當(dāng)導(dǎo)線的拐彎處呈現(xiàn)直角甚至銳角時,在靠近彎角的部位,磁通密度及電場強(qiáng)度都比較高,會輻射較強(qiáng)的電磁波,而且此處的電感量會比較大,感抗便也比鈍角或圓角要大一些。
(2)對于數(shù)字電路的總線布線來說,布線拐彎呈現(xiàn)鈍角或圓角,布線所占的面積比較小。在相同的線間距條件下,總的線間距所占的寬度要比直角拐彎的少0.3倍。
8. 檢查3W、3H原則
(1)時鐘、復(fù)位、100M以上信號以及一些關(guān)鍵的總線信號等與其他信號線布線滿足3W原則,同層和相鄰層無較長平行走線,且鏈路上過孔盡量少。
(2)高速信號的過孔數(shù)量問題,有些器件指導(dǎo)書上一般對高速信號的過孔數(shù)量要求比較嚴(yán)格,咨詢互連的原則的是除了的管腳fanout過孔外,嚴(yán)禁在內(nèi)層打多余的過孔,他們布過8G的PCIE 3.0的走線,也打過4個過孔,沒有問題。
(3)同層時鐘及高速信號中心距需嚴(yán)格滿足3H(H為走線層到回流平面間距);相鄰層的信號嚴(yán)禁重疊,建議也滿足3H的原則,關(guān)于上述的串?dāng)_問題,有工具可以檢查的。
深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來,一直專注樣品,中小批量領(lǐng)域??焖俚慕桓兑约斑^硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè),是深圳高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè)。擁有完善的質(zhì)量管理體系,先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認(rèn)證。公司目前擁有員工300余人,廠房面積9000平米,月出貨品種6000種以上,年生產(chǎn)能力為150000平方米。為了滿足客戶多樣化需求,2017年公司成立了PCBA事業(yè)部,自有SMT生產(chǎn)線,為客戶提供PCB+SMT一站式服務(wù)。 公司一直致力于“打造中國的PCB制造企業(yè)”。注重人才培養(yǎng),倡導(dǎo)全員“自我經(jīng)營”理念,擁有一支朝氣蓬勃、敬業(yè)、經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)、生產(chǎn)及管理隊(duì)伍;專注于PCB的工藝技術(shù)的研究與開發(fā),努力提升公司在PCB領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)水平和制造能力.
? ? ? 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括:高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板,專注于多品種,中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地,目前外銷訂單占比70%以上。
Pcb生產(chǎn)預(yù)留工藝邊的主要主要原因是SMT貼片機(jī)軌道是用來夾住電路板并流過貼片機(jī)的,因此太過于靠近軌道邊的元器件在SMT貼片機(jī)吸嘴吸取元器件并貼裝到電路板上時,發(fā)生撞件現(xiàn)象,無法完成生產(chǎn),所以pcb在拼板生產(chǎn)過程中,為了考慮后續(xù)的貼片和插件,一般都會加上工藝邊。那么,Pcb生產(chǎn)預(yù)留工藝邊有什么好處?
預(yù)留工藝邊就是為了輔助貼片插件焊接走板在PCB板兩邊或者四邊增加的部分,主要為了輔助生產(chǎn),不屬于PCB板的一部分,在PCBA制造生產(chǎn)完成后可以去除掉。
Pcb生產(chǎn)預(yù)留工藝邊會消耗更多的板材,增加PCB生產(chǎn)成本,因此在設(shè)計(jì)PCB工藝邊時,需要平衡經(jīng)濟(jì)和可制造性。對于一些特殊的線路板,可以通過PCB拼板的方式將原本留2個工藝邊或者4個工藝邊的PCB板地簡化。Smt貼片加工在設(shè)計(jì)拼板方式時,需要充分考慮到SMT貼片機(jī)的軌道寬度,對于超過寬度350mm的拼板需要與SMT供應(yīng)商的工藝工程師進(jìn)行溝通。
PCB生產(chǎn)工藝邊的平整度也是印制線路板生產(chǎn)中的重要組成部分。在去除PCB生產(chǎn)工藝邊的時候,需要工藝邊平整,尤其是對于組裝精度要求的線路板,任何不平整的毛邊,會導(dǎo)致安裝孔位偏移,給后續(xù)PCBA組裝帶來的麻煩。
深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來,一直專注樣品,中小批量領(lǐng)域。快速的交付以及過硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè),是深圳高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè)。擁有完善的質(zhì)量管理體系,先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認(rèn)證。
以上便是今日分享的PCB知識,通過此文想必你對“Pcb生產(chǎn)預(yù)留工藝邊有什么好處”有了一定的了解。
賽孚PCB六層板,廣西PCB多層板制作
更新時間:2024-03-30