电路板厂家加工PCB线路图形转移工艺最常出现的问题就是使用水容性干膜显影时会有显影过度或显影不足的问题。水溶性显影干膜显影过度就会造成线宽变细,线距过大。反之显影不足就会造成线路间距变小或线路短路,所以水溶性显影干膜显影质量的好坏直接影响电路板的产品合格率及线路图形的精密度。
生产PCB线路图形显影*作一般在显影机中进行,控制好显影液的温度,传送速度,喷淋压力等显影参数,能够得到好的显影效果。
水容性干膜简介
水溶性干膜是干膜剂的一种,为l-2%的无水碳酸钠溶液,液温控制在30-40℃。显影的速度在范围内随温度增高而加快,线路板厂需根据实际情况调整,温度过高会使膜缺乏韧性变脆。
水溶性干膜的显影机理
感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生成可溶性物质而溶解下来,显影时活性基团羧基一COOH与无水碳酸钠溶液中的Na+作用,生成亲水性集团一 COONa。从而把PCB未曝光的部分溶解下来,而曝光部分的干膜不被溶胀。
PCB板过显影或显影不足的原因与解决方法
1 A:显影点位对,Q:调整显影速度、温度。
2 A:消泡剂补充不足、后段清洗问题,Q:补充消泡剂检查清洗段。
3 A:干膜质量差,Q:更换干膜。
4 A:储存时受到其它光源的影响,Q:改善储存条件。
5 A:曝光过度,Q:使用曝光尺检查曝光强度。
6 A:底片问题,Q:使用仪器检查底片的透光率。
根据上面所述原因及解决方法,电路板厂家总结出以下具体控制内容,以保证电路板的加工质量:1.显影点必须保持在显影段总长度的一个恒定百分比上;2.显影点尽可能控制在显影段总长度的40%一60%之内。根据显出点情况调整显影速度,以达到最佳的显影状态。
HDI板是采用微盲埋孔技术加工的一种高密度互连HDI电路板。HDI板与普通PCB多层板都有内层线路和外层线路,但是HDI板与普通PCB板的区别在于HDI板的过孔有盲孔或埋孔,而普通PCB板则只有通孔使各层线路内部实现连结。有关HDI板的盲孔与埋孔前面已有文章介绍,下面来一起看看HDI板与普通PCB板的区别在哪?
HDI板设计生产的优缺点
HDI板是一种高密度互连的盲埋孔多层板一般采用积层法制造,积层的次数越多,板件的技术档次越高。普通的HDI板基本上是1次积层我们称为1阶HDI板,高阶HDI采用2次或以上的积层技术,同时采用更为复杂高精度度的叠孔、电镀填孔、激光直接打孔等先进PCB制作技术。
当普通PCB板的层数增加超过八层板后,以HDI微盲埋孔工技术来制造,其生产成本将较传统复杂的压合制程来得更低。HDI板高密度布线有利于先进SMT构装技术的使用,其电器性能和讯号正确性比普通PCB板更高。此外,HDI板对于射频干扰、电磁波干扰、静电释放、热传导等具有更佳的改善。
科技的高速发展,电子产品在不断地向更高密度、高精度、多功能化发展,所谓“高”,除了提高电子产品性能之外,还要缩电子产品的体积。高密度集成(HDI)技术可以使终端产品设计更加小型化,同时满足电子性能和效率的更高标准。目前流行的电子产品,诸如手机、数码(摄)像机、笔记本电脑、汽车电子等,很多都是使用HDI板。随着电子产品的更新换代和市场的需求,HDI板的发展会非常迅速,逐渐会取代更多低端的普通PCB板。
普通PCB板介绍
PCB( Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
它的作用主要是电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,从而避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子设备的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。
存在盲埋孔的pcb板都叫做hdi板吗
HDI板即高密度互联线路板,盲孔电镀 再二次压合的板都是HDI板,分一阶、二阶、三阶、四阶、五阶等HDI,如iPhone 6 的主板就是五阶HDI。
单纯的埋孔不一定是HDI。
一阶HDI板比较简单,制作流程和生产工艺还比较好控制。
二阶HDI板就比较麻烦了,因为层压的次数及钻孔次数的增加就会存在一些加工上的困难,一个是对位问题,一个打孔和镀铜问题。二阶HDI板根据不同的过孔与布线设计有多种,一种是各阶错开位置,需要连接次邻层时通过导线在中间层连通,做法相当于2个一阶HDI。
第二种是,两个一阶的孔重叠,通过叠加方式实现二阶,加工也类似两个一阶,但有很多工艺要点要特别控制,也就是上面所提的。
第三种是直接从外层打孔至第3层(或N-2层),工艺与前面有很多不同,打孔的难度也更大。
对于三阶的以二阶类推即是。
HDI板与普通PCB的区别
普通的PCB板材是FR-4为主,其为环氧树脂和电子级玻璃布压合而成的,钻孔主要为机械钻孔,最小孔径一般不会小于0.15mm。而HDI板都是激光钻孔也称为镭射钻孔,可加工3-4mil的微孔,加工精度更高相对机械钻孔微小孔的成本要更低,这也是HDI板与普通PCB板的主要区别。
一。HDI板概述:
HDI板即高密度微盲埋孔电路板,是High Density Interconnect简写,是PCB行业在20世纪末专门针对高难度、高多层PCB板制造的一门精密线路板加工技术。
传统的PCB板的钻孔都是用数控钻机加工的,由于受到机械精度与钻孔刀具影响,目前最小机械钻孔最小也只能钻0.15mm,而且当钻孔孔径达到0.15mm时,成本已经非常高,且很难再次改进。而HDI板的钻孔加工是利用激光钻孔技术,不再依赖于传统的机械钻孔,即可节约成本,也大大提高了钻孔的精度。(线路上板行业中也被称为镭射板。)HDI板的钻孔孔径一般为3-5mil(0.076-0.127mm),线路宽度一般为3-4mil(0.076-0.10mm),微小过孔可使线路焊盘的尺寸大幅度的减小所以使得单位面积内可以得到更多的线路分布,高密度互连由此而来。
HDI技术的出现,适应并推进了PCB行业的发展。使得在HDI板内可以排列上更加密集的BGA、QFP等。目前HDI技术已经得到广泛地运用,其中1阶的HDI已经广泛运用于拥有0.5PITCH的BGA的PCB制作中。
HDI技术的发展推动着芯片技术的发展,芯片技术的发展也反过来推动HDI技术的提高与进步。
目前0.5PITCH的BGA芯片已经逐渐被设计工程师们所大量采用,BGA的焊角也由中心挖空的形式或中心接地的形式逐渐变为中心有信号输入输出需要走线的形式。
所以现在1阶的HDI已经无法完全满足设计人员的需要,因此2阶的HDI开始成为研发工程师和PCB制板厂共同关注的目标。1阶的HDI技术是指激光盲孔仅仅连通表层及与其相邻的次层的成孔技术,2阶的HDI技术是在1阶的HDI技术上的提高,它包含激光盲孔直接由表层钻到第三层,和表层钻到第二层再由第二层钻到第三层两种形式,其难度远远大于1阶的HDI技术。
二。HDI板制作材料介绍:
1、材料的分类
a.铜箔:导电图形构成的基本材料
b.芯板(CORE):线路板的骨架,双面覆铜的板子,即可用于内层制作的双面板。
c.半固化片(Prepreg):多层板制作不可缺少的材料,芯板与芯板之间的粘合剂,同时起到绝缘的作用。
d.阻焊油墨:对板子起到防焊、绝缘、防腐蚀等作用。
e.字符油墨:标示作用。
f.表面处理材料:包括铅锡合金、镍金合金、银、OSP等等。
2、层压的绝缘层材料
2.1 SYE 使用的板材一览表
2.2、HDI 绝缘层材料
2.2.1 SYE HDI绝缘材料一览表
2.3 制作HDI板特殊材料的介绍: HDI绝缘层所使用的特殊材料 RCC :涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper) 涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper) 是指将特别的树脂膜层涂在电镀铜箔上。这层膜可以完全覆盖内层线路而成绝缘层。主要有两种: B stage (Mitsui)和 B+C stage(Polyclad)
特点:
*不含玻璃介质层,易于镭射以及等离子微孔成形.
*薄介电层.
*极高的抗剥离强度.
*高韧性,容易*作.
*表面光滑,适合微窄线路蚀刻.
涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper): 一般来说,HDI 板 的激光钻孔都是在涂胶膜铜箔上面成孔。孔径的形状与一般机械钻孔的孔的形状不完全一样。激光钻孔的孔的形状为一个倒置的梯形。而一般的机械钻孔,孔的形状为柱形。考虑到激光钻孔的能量与效率,镭射孔的孔径大小不能太大。一般为0.076-0.10毫米。
HDI板所需要的其他的材料如:板料;半固化片和铜箔等则没有特别的要求。由于镭射板的电流一般不会太大,所以线路的铜的厚度一般不太厚。内层一般为1盎司,外层一般为半盎司的底铜镀到1盎司的完成铜厚 。板料的厚度一般较薄。并且由于RCC中也仅含树脂,不含玻璃纤维,所以使用RCC的HDI板的硬度/强度一般比同厚度的其他PCB要差。
2.4 目前HDI板的一般结构:
1-HDI
Non stacked 2-HDI
Stacked But Non Copper filled 2-HDI
Stacked & Copper filled 2-HDI
2.5 不同HDI绝缘层材料的效果
这些是不同类型的一阶盲孔切片图(A)
RCC
FR4(1080)
RCC
FR4
三。流程:
下面我们将以一个2+4+2的8层板为例来说明一下HDI的制作流程:
1.开料(CUT)
开料是把原始的敷铜板切割成能在生产线上制作的板子的过程。
首先我们来了解几个概念:
1. UNIT:UNIT是指客户设计的单元图形。
2. SET :SET是指客户为了提高效率、方便生产等原因,将多个UNIT 拼在一起成为的一个整体图形。它包括单元图形、工艺边等等。
3. PANEL:PANEL是指PCB厂家生产时,为了提高效率、方便生产等原因,将多个SET拼在一起并加上工具板边,组成的一块板子。我们采购回来的大料有以下几种尺寸:36.5 INCH × 48.5 INCH、40.5 INCH × 48.5 INCH 、42.5 INCH × 48.5 INCH 等等。 作为PCB设计的工程师与设计的工程师与PCB 制作的工程师,利用率是大家共同关注的问题。
2.内层干膜:(INNER DRY FILM)
内层干膜是将内层线路图形转移到PCB板上的过程。
在PCB制作中我们会提到 图形转移这个概念,因为导电图形的制作是PCB制作的根本。所以图形转移过程对PCB制作来说,有非常重要的意义。
内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻等多道工序。内层贴膜就是在铜板表面贴上一层特殊的感光膜。这种膜遇光会固化,在板子上形成一道保护膜。曝光显影是将贴好膜的板将进行曝光,透光的部分被固化,没透光的部分还是干膜。然后经过显影,褪掉没固化的干膜,将贴有固化保护膜的板进行蚀刻。再经过退膜处理,这时内层的线路图形就被转移到板子上了。对于设计人员来说,我们最主要考虑的是布线的最小线宽、间距的控制及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜,膜无法褪尽造成短路。线宽太小,膜的附着力不足,造成线路开路。所以电路设计时的安全间距(包括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等),都必须考虑生产时的安全间距。
3.黑化和棕化:(BLACK OXIDATION)
黑化和棕化的目的
1). 去除表面的油污,杂质等污染物;
2). 增大铜箔的比表面,从而增大与树脂接触面积,有利于树脂充分扩散,形成较大的结合力;
3). 使非极性的铜表面变成带极性CuO和Cu 2 O的表面,增加铜箔与树脂间的极性键结合;
4). 经氧化的表面在高温下不受湿气的影响,减少铜箔与树脂分层的几率。内层线路做好的板子必须要经过黑化或棕化后才能进行层压。它是对内层板子的线路铜表面进行氧化处理。一般生成的Cu 2 O为红色、CuO为黑色,所以氧化层中Cu 2 O为主称为棕化、CuO为主的称为黑化。
4.层压:(PRESSING)
1). 层压是借助于B阶半固化片把各层线路粘结成整体的过程。这种粘结是通过界面上大分子之间的相互扩散,渗透,进而产生相互交织而实现。
2). 目的:将离散的多层板与黏结片一起压制成所需要的层数和厚度的多层板。
排版
将铜箔,黏结片(半固化片),内层板,不锈钢,隔离板,牛皮纸,外层钢板等材料按工艺要求叠合。如果六层以上的板还需要预排版。
层压过程
将叠好的电路板送入真空热压机。利用机械所提供的热能,将树脂片内的树脂熔融,借以粘合基板并填充空隙。
对于设计人员来说,层压首先需要考虑的是对称性。因为板子在层压的过程中会受到压力和温度的影响,在层压完成后板子内还会有应力存在。因此如果层压的板子两面不均匀,那两面的应力就不一样,造成板子向一面弯曲,大大影响PCB的性能。
另外,就算在同一平面,如果布铜分布不均匀时,会造成各点的树脂流动速度不一样,这样布铜少的地方厚度就会稍薄一些,而布铜多的地方厚度就会稍厚一些。为了避免这些问题,在设计时对布铜的均匀性、叠层的对称性、盲埋孔的设计布置等等各方面的因数都必须进行详细考率。
5.钻盲埋孔:(DRILLING)
印制板上孔的加工形成有多种方式,目前使用最多的是机械钻孔。机械钻孔就是利用钻刀高速切割的方式,在板子(母板或子板)上形成上下 贯通的穿孔。对于成品孔径在8MIL及以上的穿孔,我们都可以采用机械钻孔的形式来加工。
目前来说,机械孔的孔径必须在8mil以上。机械钻孔的形式决定了盲埋孔的非交叉性。就以我们这块八层板而言,我们可以同时加工3 6层的埋孔、12层的盲孔和7 8层的盲孔等等形式。但如果设计的是既有3-5层的埋孔,又有4-6层的埋孔,这样的设计在生产上将无法实现。另外,从前面的层压我们可以了解到对称的必要性,如果此时不是3-6层的埋孔而是3-5层或4-6层的埋孔,制作难度与报废率将大幅提高,其成本将是3-6层埋孔的6倍以上。
6.沉铜与加厚铜(孔的金属化)
电路板的基材是由铜箔,玻璃纤维,环氧树脂组成。在制作过程中基材钻孔后孔壁截面就是由以上三部分材料组成。电路板的基材是由铜箔,玻璃纤维,环氧树脂组成。在制作过程中基材钻孔后孔壁截面就是由以上三部分材料组成。
孔金属化就是要解决在截面上覆盖一层均匀的,耐热冲击的金属铜。孔金属化就是要解决在截面上覆盖一层均匀的,耐热冲击的金属铜。
流程分为三个部分:一去钻污流程,二化学沉铜流程,三加厚铜流程(全板电镀铜)。
孔的金属化涉及到一个制成能力的概念,厚径比。厚径比是指板厚与孔径的比值。
当板子不断变厚,而孔径不断减小时,化学药水越来越难进入钻孔的深处,虽然电镀设备利用振动、加压等等方法让药水得以进入钻孔中心,可是浓度差造成的中心镀层偏薄仍然无法避免。这时会出现钻孔层微开路现象,当电压加大、板子在各种恶劣情况下受冲击时,缺陷完全暴露,造成板子的线路断路,无法完成指定的工作。
所以,设计人员需要及时的了解制板厂家的工艺能力,否则设计出来的PCB就很难在生产上实现。需要注意的是,厚径比这个参数不仅在通孔设计时必须考虑,在盲埋孔设计时也需要考虑。
7.第二次内层干膜
当3--6层的埋孔金属化后,我们用树脂油墨塞孔,然后我们的板子将转回到内层干膜制作第3、6层的内层线路。如下图:
做完3、6层的线路后,我们将板子进行黑化或棕化,之后我们将其送入第二次层压。由于与前面步骤相同,就不再详细介绍。
8.第二次层压(HDI的压板)
HDI板的压板:由于HDI的绝缘层厚度比较薄。所以压板较为困难。由于同样的厚度LDP的强度要比RCC的好很多,流动速度也慢一些,所以也更容易控制。
内层有盲埋孔的地方线路更容易因凹陷而造成开路。所以如果内层如果有盲埋孔,则外层的线路设计要尽量避开内层的盲埋孔位置。至少是线路不要从盲埋孔的孔中间位置通过。
另外如果是在压板时的第二层到倒数第二层之间有太多埋孔的话,压板的过程中将会由于产生了一个通道而导致了位于上面的介电层厚度薄于位于下面的介电层厚度。所以在线路设计时要尽量减少此种孔的数量。 CO 2 激光盲孔制造的工艺很多,而且各有优缺点。而开铜窗法(Conformal mask)是现在业界最成熟的CO 2 激光盲孔制作工艺,此加工法是利用图形转移工艺,在表面铜箔层蚀刻出线路的方式蚀刻出与要激光加工的孔径尺寸相同的微小窗口,然后用比要加工孔径尺寸大的激光光束根据蚀铜底片的坐标程式来进行加工的方法,这种加工法多用于减成法制造积层多层板的工艺上,SYE即是采用了此种工艺进行CO 2 激光盲孔的制作。
9.conformal mask;
1).Conformal mask 是打激光孔制作的前准备过程,它分为Conformal mask1 和 Conformal mask2 两个部分。
2).Conformal mask1是在子板上下两面铜箔上用制作线路的方式蚀刻出母板外层周边与子板外层的盲孔(激光孔)对位PAD对应的铜箔,同时蚀刻出母板上对应于设置在子板两面的自动曝光机对位标靶位置铜箔,以供Conformal mask2制作和激光钻孔时使用。
3).Conformal mask2是在板子上下两面铜箔上用制作线路的方式将每个激光孔的位置蚀刻出一个比激光孔稍大的窗口,以供CO 2 激光加工。
10.激光钻孔 (LASER DRILLING)
用激光将树脂烧开形成连通性盲孔HDI板的镭射钻孔由于是由激光钻出,所以当激光在从上往下钻的过程中,能量逐渐变少,所以随着孔径的不断深入,孔的直径不断变小。镭射孔的钻孔孔径一般为4-6mil(0.10-0.15mm),按照IPC6016,孔径《=0.15毫米的孔称为微孔(micro-via)。
如果孔径大于0.15毫米,则难于一次将孔钻完,而是需要螺旋式钻孔,导致了钻孔的效率下降。成本的急剧升高。目前激光钻孔一般采用三枪成孔的方式,镭射孔的钻孔速度一般为100-200个/秒。并且随着孔径的缩小,钻孔的速度明显加快。 比如:在钻孔孔径为0.100毫米时,钻孔速度为120个/秒。在钻孔孔径为0.076毫米时,钻孔速度为170个/秒。
11.激光钻孔的金属化
HDI 板的镭射钻孔由于是由激光钻出,激光钻孔时的高温将孔壁灼烧。产生焦渣附着在孔壁,同时由于激光的高温灼烧,将导致第二层铜被氧化。所以钻孔完毕后,微孔需要在电镀前进行前处理。由于板的微孔孔径比较小,又不是通孔,所以孔内的焦渣比较难以清除。去孔污时需要用高压水冲洗。对于Stacked形式的2阶HDI,需要专门的盲孔电镀和COPPER FILLING的技术,因此成本上会大大提高,所以目前只用于一些高端产品的设计制作。
12.第三次内层干膜
经过金属化盲孔后,将进行第二次Conformal mask1。然后将开始次外层图形的制作,也就是再次回到内层干膜工序进行2、7层图形制作。制作好的线路会送到黑化工序进行氧化处理。随后PCB会进行第三次层压。层压后的板子会进行第三次盲孔蚀铜1和第二次盲孔蚀铜2的制作。这是为了第二次激光钻孔做准备。由上可以看到为了第二次HDI需要经过多次的对位,所以对位误差也累积增大,这是造成2阶HDI报废率较大的原因之一。
目前就制作难度来说,对于2阶的HDI板的各种设计,由简至难的顺序如下:
1.有1-2层、2-3层孔。2.仅有1-3层的孔。3.有1-2层、1-3层的孔。4.有2-3层、1-3层的孔。5.有1-2层、2-3层、1-3层的孔。
注:
1).HDI孔设计时需要尽量采用对称设计,以上仅列出一边的情况,另一边也相同。
2).上面指的孔均为HDI孔
13.第二次激光钻孔
14.机械钻孔(钻通孔)
15.去钻污与沉铜(P.T.H)
将盲孔与通孔一起金属化
至此HDI的特殊流程结束下面转入普通板的正常流程。
16.外层干膜与图形电镀(DRY FILM & PATTERN PLATING)
外层图形转移与内层图形转移的原理差不多,都是运用感光的干膜和拍照的方法将线路图形印到板子上。
外层干膜与内层干膜不同在于:
⒈ 如果采用减成法,那么外层干膜与内层干膜相同,采用负片做板。板子上被固化的干膜部分为线路。去掉没固化的膜,经过酸性蚀刻后退膜,线路图形因为被膜保护而留在板上。
⒉ 如果采用正常法,那么外层干膜采用正片做板。板子上被固化的部分为非线路区(基材区)。去掉没固化的膜后进行图形电镀。有膜处无法电镀,而没有膜处,先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻,最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。
17.湿菲林(阻焊) WET FILM SOLDER MASK
1. 概念:阻焊工序是在板子的表面增加一层阻焊层。这层阻焊层称为阻焊剂(Solder Mask)或称阻焊油墨,俗称绿油。其作用主要是防止导体线路等不应有的上锡,防止线路之间因潮气、化学品等原因引起的短路,生产和装配过程中不良*作造成的断路、绝缘以及抵抗各种恶劣环境,保证印制板的功能等。
2. 原理:目前PCB厂家使用的这层油墨基本上都采用液态感光油墨。其制作原理与线路图形转移有部分的相似。它同样是利用菲林遮挡曝光,将阻焊图形转移到PCB表面。其具体流程 如下:
前处理 》涂覆 》预烘 》曝光 》显影》UV固化 》热固化
与此工序相关联的是soldmask文件,其涉及到的工艺能力包含了阻焊对位精度、绿油桥的大小、过孔的制作方式、阻焊的厚度等等参数。同时阻焊油墨的质量还会对后期的表面处理、SMT贴装、保存及使用寿命带来很大的影响。加上其整个工序制作时间长、制作方式多,所以是PCB生产的一个重要工序。
目前过孔的设计与制作方式是众多设计工程师比较关心的问题。而阻焊带来的表观问题则是PCB质检工程师重点检查的项目。
18.选择性沉金(IMMERSION GOLD)
化学镀镍/金是在印制电路板做上阻焊膜后,对裸露出来需要镀金属的部分采用的一种表面处理方式。由于科技的发展,PCB上的线宽间距变小,表面封装增多,这就要求连接盘或焊垫有良好的共面性和平坦度,要求PCB不能弯曲。化学Ni/Au表面镀层则可满足上述的要求,另外由于它表层的金比较稳定、防护性好,所以它的存储时间也和铅锡差不多。
由于这种镍/金的镀层是在印制电路板做上阻焊膜后制作的,所以只能采用化学镍/金的方式来实现选择性涂覆。作为PCB的表面镀层,镍层厚度一般为5μm,而金厚一般在0.050.1μm之间,作为非可镀焊层Au的厚度不能太高,否则会产生脆性和焊点不牢的故障,如果太薄则防护性不好。其缺点是可焊性较差,容易发生黑盘的缺陷。
19.字符(C/M PRINTING )
20.铣外形(PROFILING)
到目前为止,我们制作的PCB一直都属于PANEL的形式,即一块大板。现在因为整个板子的制作已经完成,我们需要将交货图形按照(UNIT交货或SET交货)从大板上分离下来。这时我们将利用数控机床按照事先编好的程序,进行加工。外形边、条形铣槽,都将在这一步完成。如有V-CUT,还需增加V-CUT工艺。在此工序涉及到的能力参数有外形公差、倒角尺寸、内角尺寸等等。设计时还需考虑图形到板边的安全距离等参数。
21.电子测试(E-TEST)
电子测试即PCB的电气性能测试,通常又称为PCB的“通”、“断”测试。在PCB厂家使用的电气测试方式中,最常用的是针床测试和飞针测试两种。
㈠针床分为通用网络针床和专用针床两类。通用针床可以用于测量不同网络结构的PCB,但是其设备价钱相对较为昂贵。而专用针床是采用为某款PCB专门制定的针床,它仅适用于相应的该款PCB。
㈡飞针测试使用的是飞针测试机,它通过两面的移动探针(多对)分别测试每个网络的导通情况。由于探针可以自由移动,所以飞针测试也属于通用类测试。
22.OSP
有机可焊性保护剂(OSP),又称为防氧化助焊剂、Entek。这种方法是PCB完成所有制作工艺,并经过电测试及初次表观的检验后,经OSP处理后在裸铜焊盘和通孔内而得到一种耐热型的有机可焊性膜。这种有机耐热可焊性膜厚度为0.3~0.5μm之间,分解温度可以达到300℃左右。
OSP技术由于其具有高的热稳定性、致密性、疏水性等许多优点因而迅速得到推广运用。
其主要优点还有:
1.能够克服线宽间距小的问题,其镀层表面很平坦。
2.工艺简单,*作方便,污染少,易于*作、维护和自动化。
3.成本低廉,可焊性好。
其缺点是保护膜极薄,容易划伤,因此在生产和运输过程中要十分小心。另外其可焊性仅仅依靠该层保护膜,一旦膜被损害可焊性就大大降低了。因此它放置的时间也很短。
目前ENIG+OSP已经广泛运用于高精密线路板的设计制作中。用ENIG良好的保护性加上OSP良好的可焊性是无铅化生产替代HSAL的一种解决办法。但由于两种方式的混合运用造成成本较高。
HDI是什么意思?这要从线路板行业的角度来解读,就不难理解HDI线路板是什么意思了,首先HDI是High Density Interconnection缩写,就是高密度互连的意思,而HDI线路板或HDI电路板、HDI板、HDI盲埋孔板等,都是印制电路板的一种术语名称,简单的说HDI就是线路板行业采用微盲埋孔技术与积层法加工高密度多层pcb板的一种精密工艺技术。
HDI是高密度互连(HDI)制造式印刷电路板, 印刷电路板是以绝缘材料辅以导体配线所形成的结构性元件。印刷电路板在制成最终产品时,其上会安装集成电路、晶体管(三极管、二极管)、无源元件(如:电阻、电容、连接器等)及其他各种各样的电子零件。借助导线连通,可以形成电子信号连结及应有机能。因此,印刷电路板是一种提供元件连结的平台,用以承接联系零件的基底。
由于印刷电路板并非一般终端产品,因此在名称的定义上略为混乱,例如:个人电脑用的母板,称为主机板而不能直接称为电路板,虽然主机板中有电路板的存在但是并不相同,因此评估产业时两者有关却不能说相同。再譬如:因为有集成电路零件装载在电路板上,因而新闻媒体称之为集成电路板(IC板),但实质上它也不等同于印刷电路板。
HDI板一般采用积层法制制作,积层的次数越多,hdi板的加工技术难度越高。就是我们常说的1阶HDI、2阶HDI、3阶HDI、4阶HDI等,积层次数的增加阶数越高,普通的HDI板基本上是1次积层为1阶hdi板,高阶HDI采用2次或以上的积层生产技术,有些高阶hdi板同时采用叠孔、电镀填孔、激光直接打孔等先进PCB制作技术。
高阶HDI板主要为小容量用户设计的紧凑型电子产品,像4G5G手机、高级数码摄像机、IC载板、高档汽车控制主板等。一般采用模块化可并联设计,一个模块容量1000VA(高度1U),自然冷却,可以直接放入19”机架,最大可并联6个模块。该产品采用全数字信号处理(DSP)技术和多项专利技术,具有全范围适应负载能力和较强的短时过载能力,可以不考虑负载功率因数和峰值因数。
科技的高速发展让电子产品设计在不断提高整机性能的同时,也在努力缩小其尺寸。从手机到智能武器的小型便携式产品中,“小”是永远不变的追求。因此高密度集成HDI线路板技术可以使终端产品设计更加小型化,也可以满足电子产品性能和效率的更高标准。HDI板目前广泛应用于手机、数码(摄)像机、MP3、MP4、笔记本电脑、汽车电子和其他数码产品等,其中以最热门的4G/5G智能手机的应用最为广泛。
hdi线路板上的过孔、盲孔、埋孔以及盘中孔都是什么意思?它们各自设计在pcb板上都有什么作用?下面我们一起来看看:
过孔、盲孔、埋孔以及盘中孔在电路板上的定义与作用
首先电路板上的过孔(Via)定义:过孔也称之为通孔,是从顶层到最底层所有打通的,在多层电路板中,过孔是贯穿1,2,3,4,..到n层,对于无关层的走线会有所影响。
一般pcb板上的过孔主要分为两种:
1.沉铜孔PTH(Plating Through Hole),孔壁有铜,普通是电流通过孔(VIA PAD)及元件孔(DIP PAD)。
2.非沉铜孔NPTH(Non Plating Through Hole),孔壁无铜,普通是定位孔及螺钉孔
以下是以四层pcb板为例介绍盲孔的含义与作用:
1.盲孔(Blind Via):只在顶层或底层那里面的一层看获得,额外那层是看不到的,也就是说盲孔是从外表上钻,不过不钻透全部层。
盲孔有可能只要从1到2,还是从4到3(益处:1,2导通不会影响到3,4走线);而过孔是贯穿1,2,3,4,层,对无干的层走线有影响,.然而盲孔成本较高,需求镭射钻孔机。盲孔板应用于外表层和一个或多个内层的连通,该孔有一边儿是在扳手之一面,而后通至扳手之内里截止;简单点说就是盲孔外表只可以看见一面,另一面是在扳手里的。普通应用在四层或四层以上的PCB板。
下面是以四层hdi线路板为例介绍埋孔的含义与作用:
2.埋孔(Buried Via):埋孔是指做在内层过孔,压合后,没有办法看见所以不需要占用外层之平面或物体表面的大小,该孔之上下两面都在扳手之内里层,换言之是埋在扳手内里的。简单点说就是夹在半中腰了,从外表上是看不到这些个工艺的,顶层和底层都看不到的。做埋孔的益处就是可以增加走线空间。不过做埋孔的工艺成本颀长,普通电子产品不认为合适而使用,只在尤其高端的产品才会有应用。普通应用在六层或六层以上的PCB板。
3.盘中孔一般指的都是hdi多层电路板上BGA焊盘中间的Via过孔,这类孔因为BGA焊盘的设计密度大,没有空设计过孔与走线连接焊盘,因而就有了盘中孔的设计,BGA盘中孔在加工中都是要求做树脂塞孔,把焊盘上的孔位通过树脂填平处理 。
pcb设计采用盲埋孔的优点:
一般设计采用盲孔和埋孔的长处:在非穿导通孔技术中,盲孔和埋孔的应用,可以很大程度减低hdi多层PCB板的尺寸和品质,减少层数,增长电磁兼容性,降低成本,同时也会要得预设办公更加简单方便敏捷。在传统PCB预设和加工中,通孔会带来很多问题。首先他们占居数量多的管用空间,其回数量多的通孔密布一处也对多层PCB内层走线导致很大绊脚石,这些个通孔占去走线所需的空间,他们密布地穿电流通过源与地线层的外表,还会毁伤电源地线层的阻抗特别的性质,使电源地线层失去效力。且常理的机械法钻孔将是认为合适而使用非穿导孔技术办公量的20倍。在PCB预设中,固然焊盘、过孔的尺寸已渐渐减小,但假如板层厚度不按比例减退,将会造成通孔的纵横比增大,通孔的纵横比增大会减低靠得住性。随着先进的激光打孔技术、等离子干腐蚀技术的成熟,应用非贯穿的小盲孔和小埋孔变成有可能,若这些个非穿导孔的孔直径为0.3mm,所带来的寄生参变量是起初常理孔的 1/10左右,增长了PCB的靠得住性。因为认为合适而使用非穿导孔技术,要得PCB上大的过孔会很少,故而可以为走线供给更多的空间。剩下空间可以用作大平面或物体表面的大小屏蔽用场,以改进EMI/RFI性能。同时更多的剩下空间还可以用于内层对部件和关键网线施行局部屏蔽,使其具备最佳电气性能。认为合适而使用非穿导孔,可以更便捷地施行部件引脚扇出,要得高疏密程度引脚部件(如 BGA 封装部件)很容易布线,缩减串线长度,满意高速电路时序要求。
pcb设计采用盲埋孔的缺点:
虽然hdi盲埋孔pcb多层板是时代发展的必然趋势,但是设计采用盲孔和埋孔的电路板也有一些缺点:最主要的缺点就是hdi线路板制作成本高,生产加工复杂。既增加成本也还有加工过程中的各种质量潜在风险,当然并不是所有的电子产品都需要采用盲埋孔结构设计的电路板,除非电子产品的封装尺寸受限,一般是迫于无奈的情况下才会采用HDI盲埋孔结构设计。
pcb板上的过孔、盲孔、埋孔、盘中孔都是些什么孔有什么作用?这对于外行的人来说肯定是一头雾水,今天我们就来详细介绍各自的含义以及在电路板上的作用:
首先pcb板的过孔(Via)定义:过孔也称之为通孔,是从顶层到最底层所有打通的,在多层电路板中,过孔是贯穿1,2,3,4,..到n层,对于无关层的走线会有所影响。
一般pcb板上的过孔主要分为两种:
1.沉铜孔PTH(Plating Through Hole),孔壁有铜,普通是电流通过孔(VIA PAD)及元件孔(DIP PAD)。
2.非沉铜孔NPTH(Non Plating Through Hole),孔壁无铜,普通是定位孔及螺钉孔
以下是以四层pcb板为例介绍盲孔的含义与作用:
1.盲孔(Blind Via):只在顶层或底层那里面的一层看获得,额外那层是看不到的,也就是说盲孔是从外表上钻,不过不钻透全部层。
盲孔有可能只要从1到2,还是从4到3(益处:1,2导通不会影响到3,4走线);而过孔是贯穿1,2,3,4,层,对无干的层走线有影响,.然而盲孔成本较高,需求镭射钻孔机。盲孔板应用于外表层和一个或多个内层的连通,该孔有一边儿是在扳手之一面,而后通至扳手之内里截止;简单点说就是盲孔外表只可以看见一面,另一面是在扳手里的。普通应用在四层或四层以上的PCB板。
下面是以四层hdi板为例介绍埋孔的含义与作用:
2.埋孔(Buried Via):埋孔是指做在内层过孔,压合后,没有办法看见所以不需要占用外层之平面或物体表面的大小,该孔之上下两面都在扳手之内里层,换言之是埋在扳手内里的。简单点说就是夹在半中腰了,从外表上是看不到这些个工艺的,顶层和底层都看不到的。做埋孔的益处就是可以增加走线空间。不过做埋孔的工艺成本颀长,普通电子产品不认为合适而使用,只在尤其高端的产品才会有应用。普通应用在六层或六层以上的PCB板。
pcb设计采用盲埋孔的优点:
一般设计采用盲孔和埋孔的长处:在非穿导通孔技术中,盲孔和埋孔的应用,可以很大程度减低hdi多层PCB板的尺寸和品质,减少层数,增长电磁兼容性,降低成本,同时也会要得预设办公更加简单方便敏捷。在传统PCB预设和加工中,通孔会带来很多问题。首先他们占居数量多的管用空间,其回数量多的通孔密布一处也对多层PCB内层走线导致很大绊脚石,这些个通孔占去走线所需的空间,他们密布地穿电流通过源与地线层的外表,还会毁伤电源地线层的阻抗特别的性质,使电源地线层失去效力。且常理的机械法钻孔将是认为合适而使用非穿导孔技术办公量的20倍。在PCB预设中,固然焊盘、过孔的尺寸已渐渐减小,但假如板层厚度不按比例减退,将会造成通孔的纵横比增大,通孔的纵横比增大会减低靠得住性。随着先进的激光打孔技术、等离子干腐蚀技术的成熟,应用非贯穿的小盲孔和小埋孔变成有可能,若这些个非穿导孔的孔直径为0.3mm,所带来的寄生参变量是起初常理孔的 1/10左右,增长了PCB的靠得住性。因为认为合适而使用非穿导孔技术,要得PCB上大的过孔会很少,故而可以为走线供给更多的空间。剩下空间可以用作大平面或物体表面的大小屏蔽用场,以改进EMI/RFI性能。同时更多的剩下空间还可以用于内层对部件和关键网线施行局部屏蔽,使其具备最佳电气性能。认为合适而使用非穿导孔,可以更便捷地施行部件引脚扇出,要得高疏密程度引脚部件(如 BGA 封装部件)很容易布线,缩减串线长度,满意高速电路时序要求。
pcb设计采用盲埋孔的缺点:
虽然hdi盲埋孔pcb多层板是时代发展的必然趋势,但是设计采用盲孔和埋孔的电路板也有一些缺点:最主要的缺点就是hdi线路板制作成本高,生产加工复杂。既增加成本也还有加工过程中的各种质量潜在风险,当然并不是所有的电子产品都需要采用盲埋孔结构设计的电路板,除非电子产品的封装尺寸受限,一般是迫于无奈的情况下才会采用HDI盲埋孔结构设计。