Stivt printkort

Materiale: Stiv bruger glasfiber, fleksibel bruger polyimid. Struktur: Stiv kan ikke bøjes, fleksibel kan bøjes. Anvendelse: Stiv til stabile forbindelser, fleksibel til kompakte rum.

Enkeltlag, dobbeltlag, flerlag. Enkeltlag har kredsløb på den ene side; dobbeltlag på begge; flerlag forbinder ledende lag via vias (f.eks. bundkort).

Stationære computere, tv'er, industriel styring, bilelektronik (computere i køretøjer), vibrationsfri komponenter til luftfart osv.

Lavere omkostninger. Stive printkort har modne processer og billige materialer; fleksible printkort er dyre på grund af komplekse materialer og processer.

Almindelige FR4-substrater: -55°C til 125°C ved normal brug, kortvarigt 260°C ved blyfri lodning. Specielle materialer kan modstå højere temperaturer.

Fra få cm² (små styrekort) til flere m² (store serverbundkort).

Afhænger af størrelse, lag og materialer. FR4 flerlagsplader: ~1-3 kg/m², tungere end fleksible printplader med samme areal.

10-20+ år i normale miljøer; forkortet til år under barske forhold (høj temperatur/fugtighed).

FR4 har et bøjningsmodul på ~100-200 MPa, hvilket er meget lavere end fleksible printkort. Øget tykkelse forbedrer spændingsmodstanden.

FR4 (glasfiberepoxy), phenolharpiks, epoxyharpiks; PTFE til specielle højfrekvente applikationer.

God elektrisk isolering, mekaniske egenskaber og dimensionsstabilitet. CTE: 13-17 ppm/℃. Lave omkostninger og veludviklede processer.

Lav nedbrydningstemperatur (120-150 °C), tilbøjelig til delaminering under lodning, dårlige elektriske/mekaniske egenskaber, høj CTE og lugtende.

Danner ledende spor for strømgennemstrømning. Almindelige tykkelser: 0,5 oz (17 μm), 1 oz (35 μm), 2 oz (70 μm). Tykke folier til applikationer med høj strøm.

Isolerer for at forhindre kortslutninger, beskytter kobber mod oxidation og fysisk skade og adskiller områder efter farve (f.eks. grøn, blå).

Udskriver tegn/symboler til komponentidentifikation under produktion og fejlfinding. Almindelig farve: hvid; også grå, rød, sort, gul osv.

FR4: Lav pris til generel brug. Højfrekvente materialer (f.eks. PTFE): Lavt signaltab til 5G. Keramiske substrater: Høj varmeledningsevne til højtemperaturapplikationer.

Overvej elektriske (højfrekvens/højspænding), mekaniske (vibrationer), temperatur og omkostninger. Brug FR4 til forbrugerelektronik, PTFE til højfrekvens og keramik til høj varme.

RoHS: Begrænser farlige stoffer (bly, kviksølv osv.). Halogenfri: Br/Cl

Materialer med lav CTE forbedrer dimensionsstabiliteten. Høj termisk ledningsevne forbedrer varmeafledningen. Højtydende isolatorer reducerer signaltab, hvilket muliggør miniaturisering og høj ydeevne.

Signalintegritet (impedansmatchning, antirefleksion/krydstale), effektfordeling, jording og strømbærende kapacitet.

Forkort signalspor, minimer vias. Brug differentialpar til højhastighedssignaler og styreimpedans. Effekt-/jordplaner med massivt kobber. Opdel moduler for at undgå interferens. Linjebredde baseret på strøm.

Størrelse baseret på tykkelse/strøm (tykkere plader kræver større vias). Minimer antallet af vias. Bagboring for højhastighedssignaler for at fjerne stubbe.

Matching af kilde-, transmissionslinje- og belastningsimpedanser for at reducere refleksion. Opnås ved at kontrollere linjebredde, afstand, dielektrisk tykkelse og permittivitet (f.eks. 0,33 mm bredde for 50Ω mikrostrip på FR4).

Opdel komponenter; hold følsomme dele væk fra støjkilder. Effekt-/jordplaner i flerlagsplader til afskærmning. Jordplaner omkring højhastighedssignaler. Afkoblingskondensatorer; optimeret jording.

Funktionel opdeling, adskil varmefølsomme komponenter, placer højfrekvente komponenter tæt på hinanden, prioriter store komponenter og sørg for nem installation/vedligeholdelse.

Tilstødende effekt- og jordplaner for at reducere induktans. Spænding med via-forbindelser. Massivt kobber til effektplaner; fortykke højstrømsbaner.

Termiske vias og kobberplaner under varme komponenter. Substrater med høj varmeledningsevne. Luftstrømningsdesign; tilføj køleplader/ventilatorer om nødvendigt.

Hulposition: ±0,1 mm. Belagte vias: ±0,076 mm. Ikke-belagte vias: ±0,05 mm. Stregbredde: ±10%-20%.

Altium Designer (velegnet til små til mellemstore designs), Cadence Allegro (højhastigheds flerlagsdesign), Mentor PADS (brugervenlig og effektiv).

Panelering → Boring → Kobberaflejring → Billeddannelse → Plettering → Ætsning → Loddemaske → Silketryk → Overfladefinish → Profilering.

Problemer: Ru vægge, grater, ødelagte bor. Løsninger: Udskift bor, optimer hastighed/fremføring, inspicer materialer.

Rolle: Konduktivisering af hulvægge til lagforbindelse. Kontroller: Opløsningens sammensætning, temperatur (25-35°C), pH (11-12), renlighed før behandling.

Fotolitografi: Høj præcision til HDI, høje omkostninger og kompleksitet. Serigrafi: Lavpris/simpelt udstyr, lavere præcision.

Kontrol via strømtæthed, pletteringstid og opløsningskoncentration. F.eks. kræver 1 oz (35 μm) 20-30 minutter ved 2-3 A/dm².

Kontroller ætsemiddelkoncentration, temperatur, tid og sprøjtetryk, og vedligehold udstyret regelmæssigt. Høj koncentration kan forårsage overætsning, mens lav koncentration fører til ufuldstændig ætsning. Hold temperaturen på 45-55 ℃, bestem tiden baseret på pladetykkelse osv., og sørg for ensartet tryk for fuld kontakt.

Dæk kredsløbet ensartet uden manglende tryk, små huller eller bobler. Olietykkelse på kobberoverfladen: 10-18 μm, via: 5-8 μm. Passende afstand fra kredsløbets kanter for at forhindre overdreven dækning af pads eller risiko for kortslutning.

Tegnene skal være klare, komplette, med god farvekontrast, præcist placeret uden at blokere nøgleområder og have stærk vedhæftning (vælg passende blæk og hærdningsprocesser).

HASL: Lav pris, god loddeevne, begrænset planhed. ENIG: Glat, god loddeevne og korrosionsbestandighed, høj pris. Immersionstin: God loddeevne, glat overflade, holdbarhed. OSP: Lav pris, enkel proces, kort loddeevnebevarelse.

Mekanisk skæring (høj præcision, egnet til komplekse store størrelser). Stansning (høj effektivitet, egnet til almindelig masseproduktion). Laserskæring (ekstremt høj præcision, høj pris, egnet til fine små partier). Vælg baseret på form, præcision, partistørrelse og pris.

Inspicer dimensioner/tykkelse efter skæring. Kontroller hullets placering, størrelse og væg efter boring. Test kobberets tykkelse/ensartethed efter plettering. Inspicer kredsløbets integritet efter ætsning. Kontroller udskriftskvaliteten af ​​loddemaske/tegn. Test belægningens tykkelse/vedhæftning efter overfladebehandling. Inspicer form/kanter efter støbning.

Brug flyvende probe-testere eller IKT-udstyr. Flyvende probe er egnet til små partier/varianter, detekterer brud/kortslutninger osv. IKT er til masseproduktion, hvor den elektriske ydeevne testes fuldt ud med specielle armaturer.

Detekter via tilslutning hulrum, kobberintegritet i flerlagsplader. Kontroller BGA-loddeforbindelser og interne defekter (fremmedlegemer, delaminering) ikke-destruktivt.

Indsaml billeder via optiske kameraer og sammenlign med standarder for at opdage defekter som manglende komponenter, forkert justering og kortslutninger. Anvendes i realtidsinspektion efter trykning, placering og reflow-lodning for at forbedre effektivitet og kvalitet.

Bøjningstest (observér revner ved specificerede vinkler/cyklusser). Faldtest (simulér stød). Vibrationstest (simulér vibrationer for at kontrollere lodning og struktur).

I henhold til IPC-4552 er ENIG egnet til højfrekvente/høj pålidelighed (Ni: 3-5μm, Au: 0,05-0,1μm). OSP er billig (filmtykkelse: 0,2-0,5μm, egnet til korttidsopbevaring). HASL er moden (Sn-tykkelse >2,5μm, dårlig fladhed).

Juster opløsningens koncentration (surt ætsmiddel: CuCl₂ 180-220 g/L, HCl 1,0-1,5 mol/L), temperatur 50-55 ℃. Ved for stor underætsning, reducer hastigheden og øg sprøjtetrykket til 2-3 bar.

I henhold til IPC-6012, generelle flerlagsplader ≤75 μm, HDI-plader ≤50 μm. Positioneringsnøjagtighed ved laserboring ±25 μm, styret med højpræcisionseksponeringsmaskiner.

FR-4 materiale: langsgående ≥345 MPa, tværgående ≥276 MPa (ASTM D790). 1,6 mm tykkelse ≥300 MPa.

Metallografisk sektionering (IPC-TM-650, gennemgående hul ≥20 μm, blind/nedgravet via ≥18 μm). XRF ikke-destruktiv testning (nøjagtighed ±0,5 μm).

Forvarmning: 90-130℃ (60-120s). Loddezone: 240-260℃ (kontakt 2-4s). Afkølingshastighed: 3-6℃/s (J-STD-003).

Konventionel: 15-30 μm (IPC-6012), tætte områder ≥20 μm. Serigrafi: 20-25 μm, lyshærdning: 15-20 μm.

Konventionel: 6/6mil (0,1524 mm). LDI + kemisk ætsning: 3/3mil (0,0762 mm). HDI-plader: 1/1mil (0,0254 mm).

For ledningsevne skal der vælges harpiksafdækning (dybde ≥80 % via dybde, planhedsfejl ≤10 μm). For isolering alene skal der vælges afdækning (dækningsbredde ≥0,1 mm).

I henhold til IPC-J-STD-033, bag ved 125 ℃ i 4-8 timer (≤1,6 mm: 4 timer, >1,6 mm: 8 timer) for at reducere fugtighedsindholdet til under 0,1 %.

Højere ruhed forstærker skin-effekten og signaltab. RTF-folie Ra 10 GHz). VLP-folie Ra

Afgratningsmaskine med børstning (tryk 0,3-0,5 MPa, hastighed 2-3 m/min). Kemisk mikroætsning (natriumpersulfat 100-150 g/L, 40-50 ℃, 1-2 min).

Generelt: enkeltendet ±10%, differential ±8%. Højhastighed (>1 Gbps): enkeltendet ±5%, differential ±3%, justeret via linjebredde, dielektrisk tykkelse, kobbertykkelse.

I henhold til UL 796, FR-4 materiale ≥1400V/mm ved 25℃/50% RF. Krybeafstand 1mm svarer til 100-200V.

Minimum linjebredde/afstand, huldiameter/pude-forhold (pude ≥hul +0,4 mm ved hul ≥0,3 mm), kobberarealforhold (30%-70%), boreformatforhold (≤8:1), loddemaskebrobredde (≥0,1 mm).

Årsager: CTE-uoverensstemmelse, ujævn tykkelse, forkert temperaturkurve. Løsninger: Vælg CTE ≤15 ppm/℃-materialer, kontroller tykkelsestolerancen ±0,05 mm, optimer opvarmningshastigheden ≤3 ℃/s.

I henhold til IPC-TM-650, ≥10¹⁰Ω efter 168 timer ved 85 ℃/85 % RF, ≥10¹²Ω til avancerede applikationer, der kræver kontrol af overfladens renlighed.

Blindvias: Laser-/mekanisk boring + plettering, dybde ≤0,5 mm, til overfladeforbindelse. Nedgravede vias: Mekanisk boring + laminering, der kræver justering, til signaler i det indre lag for at reducere parasitiske parametre.

Flyvende sonde: Dækning >98%, egnet til små partier/høj tæthed, langsom (3-5s/punkt). Sømbund: Hurtig (

Hver stigning på 35 μm øger varmeledningsevnen med 38 %. 3 oz folie i højeffektapplikationer reducerer temperaturstigningen med 15 %-20 % med termiske vias.

Konventionel: 0,1 mm. Højdensitetskort med LDI: 0,075 mm, hvilket forhindrer loddebrodannelse.

Ujævn lodning på lodningspunkterne, utilstrækkelig lodning, ujævn overflade. Kontrollodning.