Kruta PCB ploča

Materijal: Kruti koristi fiberglas, fleksibilni koristi poliimid. Struktura: Kruti se ne može savijati, fleksibilni se može savijati. Primjena: Kruti za stabilne veze, fleksibilni za kompaktne prostore.

Jednoslojni, dvoslojni, višeslojni. Jednoslojni ima strujna kola na jednoj strani; dvoslojni na obje; višeslojni povezuje provodne slojeve preko prolaza (npr. matične ploče).

Desktop računari, televizori, industrijska kontrola, automobilska elektronika (računari u vozilima), komponente otporne na vibracije za vazduhoplovnu industriju itd.

Niža cijena. Krute PCB ploče imaju zrele procese i jeftine materijale; fleksibilne PCB ploče su skupe zbog složenih materijala i procesa.

Uobičajene FR4 podloge: -55°C do 125°C za normalnu upotrebu, kratkotrajno 260°C za lemljenje bez olova. Specijalni materijali mogu izdržati više temperature.

Od nekoliko cm² (male kontrolne ploče) do nekoliko m² (velike matične ploče servera).

Zavisi od veličine, slojeva i materijala. FR4 višeslojne ploče: ~1-3 kg/m², teže od fleksibilnih PCB-a iste površine.

10-20+ godina u normalnim okruženjima; skraćeno na godine u teškim uslovima (visoka temperatura/vlažnost).

FR4 ima modul savijanja od ~100-200MPa, što je mnogo niže od fleksibilnih PCB-a. Povećanje debljine povećava otpornost na naprezanje.

FR4 (epoksidna smola od fiberglasa), fenolna smola, epoksidna smola; PTFE za posebne visokofrekventne primjene.

Dobra električna izolacija, mehanička svojstva i dimenzionalna stabilnost. CTE: 13-17 ppm/℃. Niski troškovi i zreli procesi.

Niska temperatura raspadanja (120-150°C), sklonost delaminaciji tokom lemljenja, loša električna/mehanička svojstva, visok CTE i neugodan miris.

Formira provodljive tragove za protok struje. Uobičajene debljine: 0,5 oz (17 μm), 1 oz (35 μm), 2 oz (70 μm). Debele folije za primjene s visokom strujom.

Izoluje kako bi spriječio kratke spojeve, štiti bakar od oksidacije i fizičkih oštećenja, te razlikuje područja bojom (npr. zelena, plava).

Ispisuje znakove/simbole za identifikaciju komponenti tokom proizvodnje i otklanjanja grešaka. Uobičajena boja: bijela; također siva, crvena, crna, žuta itd.

FR4: Niska cijena za opću upotrebu. Visokofrekventni materijali (npr. PTFE): Nizak gubitak signala za 5G. Keramičke podloge: Visoka toplinska provodljivost za primjene na visokim temperaturama.

Uzmite u obzir električne (visoka frekvencija/visoki napon), mehaničke (vibracije), temperaturu i cijenu. Koristite FR4 za potrošačku elektroniku, PTFE za visoku frekvenciju i keramiku za visoku temperaturu.

RoHS: Ograničava opasne tvari (olovo, živa, itd.). Bez halogena: Br/Cl

Materijali s niskim koeficijentom toplinske ekspanzije (CTE) poboljšavaju dimenzionalnu stabilnost. Visoka toplinska provodljivost poboljšava odvođenje topline. Visokoučinkoviti izolatori smanjuju gubitak signala, omogućavajući miniaturizaciju i visoke performanse.

Integritet signala (usklađivanje impedanse, antirefleksija/preslušavanje), distribucija napajanja, uzemljenje i kapacitet nošenja struje.

Skratite signalne tragove, minimizirajte prolaze. Koristite diferencijalne parove za brze signale i kontrolnu impedanciju. Ravni za napajanje/uzemljenje od punog bakra. Odvojite module kako biste izbjegli interferenciju. Širina linije zasnovana na struji.

Veličina zasnovana na debljini/struji (debljim pločama su potrebni veći prolazi). Minimizirajte broj prolaza. Bušenje unazad za brze signale radi uklanjanja prekida.

Usklađivanje impedanse izvora, prenosne linije i opterećenja radi smanjenja refleksije. Postiže se kontrolom širine linije, razmaka, debljine dielektrika i permitivnosti (npr. širina 0,33 mm za mikrostripnu traku od 50 Ω na FR4).

Odvajanje komponenti; držite osjetljive dijelove dalje od izvora šuma. Ravni za napajanje/uzemljenje u višeslojnim pločama za zaštitu. Ravni za uzemljenje oko brzih signala. Kondenzatori za razdvajanje; optimizirano uzemljenje.

Funkcionalno particioniranje, odvajanje komponenti osjetljivih na toplinu, postavljanje visokofrekventnih komponenti blizu jedna drugoj, davanje prioriteta velikim komponentama i osiguravanje jednostavne instalacije/održavanja.

Susjedne ravni napajanja i uzemljenja za smanjenje induktivnosti. Napon s preko spojevima. Čvrsti bakar za ravni napajanja; podebljavanje puteva visoke struje.

Termički prolazi i bakrene ravni ispod vrućih komponenti. Podloge visoke toplotne provodljivosti. Dizajn protoka zraka; dodajte hladnjake/ventilatore ako je potrebno.

Položaj rupe: ±0,1 mm. Pozlaćeni provodnici: ±0,076 mm. Nepozlaćeni provodnici: ±0,05 mm. Širina linije: ±10%-20%.

Altium Designer (pogodan za male i srednje dizajne), Cadence Allegro (brzi višeslojni dizajn), Mentor PADS (jednostavan za korištenje i efikasan).

Paneliziranje → Bušenje → Taloženje bakra → Slikanje → Prevlačenje → Nagrizanje → Maska za lemljenje → Sitotisak → Površinska obrada → Profiliranje.

Problemi: Grubi zidovi, neravnine, slomljene svrdla. Rješenja: Zamjena svrdla, optimizacija brzine/posmaka, pregled materijala.

Uloga: Provodljivost zidova rupa za spajanje slojeva. Kontrole: Sastav rastvora, temperatura (25-35°C), pH (11-12), čistoća pre obrade.

Fotolitografija: Visoka preciznost za HDI, visoka cijena i složenost. Sitotisak: Jeftina/jednostavna oprema, niža preciznost.

Kontrola putem gustoće struje, vremena nanošenja i koncentracije rastvora. Npr., 1 oz (35 μm) zahtijeva 20-30 minuta pri 2-3 A/dm².

Kontrolirajte koncentraciju sredstva za nagrizanje, temperaturu, vrijeme i pritisak prskanja te redovno održavajte opremu. Visoka koncentracija može uzrokovati prekomjerno nagrizanje, dok niska koncentracija dovodi do nepotpunog nagrizanja. Održavajte temperaturu na 45-55℃, odredite vrijeme na osnovu debljine ploče itd. i osigurajte ravnomjeran pritisak za potpuni kontakt.

Ravnomjerno prekrijte strujno kolo bez propuštenih oznaka, rupica ili mjehurića. Debljina ulja na površini bakra: 10-18μm, preko: 5-8μm. Odgovarajući razmak od rubova strujnog kola kako bi se spriječilo prekomjerno prekrivanje kontaktnih pločica ili rizik od kratkog spoja.

Znakovi trebaju biti jasni, potpuni, s dobrim kontrastom boja, precizno pozicionirani bez blokiranja ključnih područja i imati snažno prianjanje (odaberite odgovarajuće tinte i procese sušenja).

HASL: Niska cijena, dobra lemljivost, ograničena ravnost. ENIG: Glatkoća, dobra lemljivost i otpornost na koroziju, visoka cijena. Uranjanje u kalaj: Dobra lemljivost, glatka površina, rok trajanja. OSP: Niska cijena, jednostavan proces, kratko zadržavanje lemljivosti.

Mehaničko rezanje (visoka preciznost, pogodno za složene velike dimenzije). Probijanje (visoka efikasnost, pogodno za redovnu masovnu proizvodnju). Lasersko rezanje (izuzetno visoka preciznost, visoka cijena, pogodno za fine male serije). Odaberite na osnovu oblika, preciznosti, veličine serije i cijene.

Provjerite dimenzije/debljinu nakon rezanja. Provjerite položaj, veličinu i stijenku rupe nakon bušenja. Provjerite debljinu/ujednačenost bakra nakon prevlačenja. Provjerite integritet kola nakon nagrizanja. Provjerite kvalitet ispisa maske za lemljenje/znakova. Provjerite debljinu/prianjanje premaza nakon završne obrade površine. Provjerite oblik/ivice nakon oblikovanja.

Koristite leteće testere sondi ili ICT opremu. Leteća sonda je pogodna za male serije/varijante, detekciju prekida/kratkih spojeva itd. ICT je za masovnu proizvodnju, potpuno testiranje električnih performansi sa posebnim uređajima.

Detekcija putem povezanosti, praznina, integriteta bakra u višeslojnim pločama. Nedestruktivna provjera lemnih spojeva BGA i unutrašnjih defekata (strana tijela, delaminacija).

Prikuplja slike putem optičkih kamera i upoređuje ih sa standardima kako bi se otkrili nedostaci poput komponenti koje nedostaju, neusklađenosti, kratkih spojeva. Primjenjuje se u inspekciji u realnom vremenu nakon štampanja, postavljanja, lemljenja reflowom radi poboljšanja efikasnosti i kvaliteta.

Ispitivanje savijanja (posmatrajte pukotine pod određenim uglovima/ciklusima). Ispitivanje pada (simulirajte udare). Ispitivanje vibracija (simulirajte vibracije radi provjere lemljenja i strukture).

Prema IPC-4552, ENIG odgovara visokoj frekvenciji/visokoj pouzdanosti (Ni: 3-5μm, Au: 0,05-0,1μm). OSP je jeftin (debljina filma: 0,2-0,5μm, pogodan za kratkotrajno skladištenje). HASL je zreo (debljina Sn >2,5μm, loša ravnost).

Podesite koncentraciju rastvora (kiselo sredstvo za nagrizanje: CuCl₂ 180-220g/L, HCl 1,0-1,5mol/L), temperaturu 50-55℃. Za prekomjerno nedovoljno nagrizanje, smanjite brzinu i povećajte pritisak prskanja na 2-3 bara.

Prema IPC-6012, opšte višeslojne ploče ≤75μm, HDI ploče ≤50μm. Tačnost pozicioniranja laserskog bušenja ±25μm, kontrolisano visokopreciznim mašinama za ekspoziciju.

FR-4 materijal: uzdužni ≥345 MPa, poprečni ≥276 MPa (ASTM D790). Debljina 1,6 mm ≥300 MPa.

Metalografsko seciranje (IPC-TM-650, prolazni otvor ≥20μm, slijepi/ukopani otvor ≥18μm). XRF nerazorno ispitivanje (tačnost ±0,5μm).

Predgrijavanje: 90-130℃ (60-120 s). Zona lemljenja: 240-260℃ (kontakt 2-4 s). Brzina hlađenja: 3-6℃/s (J-STD-003).

Konvencionalno: 15-30μm (IPC-6012), gusta područja ≥20μm. Sitotisak: 20-25μm, svjetlosno stvrdnjavanje: 15-20μm.

Konvencionalno: 6/6 mil (0,1524 mm). LDI + hemijsko nagrizanje: 3/3 mil (0,0762 mm). HDI ploče: 1/1 mil (0,0254 mm).

Za provodljivost, odaberite zaptivanje smolom (dubina ≥80% dubine, greška ravnosti ≤10μm). Samo za izolaciju, odaberite premaz (širina pokrivanja ≥0,1 mm).

Prema IPC-J-STD-033, pecite na 125℃ tokom 4-8 sati (≤1,6 mm: 4 sata, ＞1,6 mm: 8 sati) kako biste smanjili sadržaj vlage ispod 0,1%.

Veća hrapavost pojačava skin efekat i gubitak signala. RTF folija Ra 10 GHz). VLP folija Ra

Mašinsko četkanje za uklanjanje neravnina (pritisak 0,3-0,5 MPa, brzina 2-3 m/min). Hemijsko mikronagrizanje (natrijum persulfat 100-150 g/L, 40-50℃, 1-2 min).

Općenito: jednostrani ±10%, diferencijalni ±8%. Velika brzina (>1 Gbps): jednostrani ±5%, diferencijalni ±3%, podešava se preko širine linije, debljine dielektrika, debljine bakra.

Prema UL 796, FR-4 materijal ≥1400V/mm pri 25℃/50% relativne vlažnosti. Puzna staza od 1mm odgovara 100-200V.

Minimalna širina/razmak linije, odnos prečnika rupe/podloge (podloga ≥rupe +0,4 mm kada je rupa ≥0,3 mm), odnos površine bakra (30%-70%), odnos stranica bušilice (≤8:1), širina mosta maske za lemljenje (≥0,1 mm).

Uzroci: Neusklađenost CTE faktora, neujednačena debljina, nepravilna temperaturna krivulja. Rješenja: Odaberite materijale sa CTE faktorom ≤15 ppm/℃, kontrolišite toleranciju debljine ±0,05 mm, optimizujte brzinu zagrijavanja ≤3℃/s.

Prema IPC-TM-650, ≥10¹⁰Ω nakon 168 sati na 85℃/85% relativne vlažnosti, ≥10¹²Ω za visokokvalitetne primjene koje zahtijevaju kontrolu čistoće površine.

Slijepi prolazi: Lasersko/mehaničko bušenje + galvanizacija, dubina ≤0,5 mm, za površinsko međusobno povezivanje. Ukopani prolazi: Mehaničko bušenje + laminacija, što zahtijeva poravnanje, za signale unutrašnjeg sloja radi smanjenja parazitskih parametara.

Leteća sonda: Pokrivenost >98%, pogodno za male serije/visoku gustoću, sporo (3-5 s/tački). Podloga od eksera: Brzo (

Svako povećanje od 1 oz (35 μm) povećava toplinsku provodljivost za 38%. Folija od 3 oz u primjenama velike snage smanjuje porast temperature za 15%-20% s termalnim prolazima.

Konvencionalno: 0,1 mm. Ploče visoke gustoće s LDI: 0,075 mm, sprječavajući premošćivanje lemljenja.

Neravnomjeran lem na kontaktnim površinama, nedovoljno lemljenje, neravna površina. Kontrolni lem