કઠોર PCB

સામગ્રી: કઠોર ફાઇબરગ્લાસનો ઉપયોગ કરે છે, લવચીક પોલિમાઇડનો ઉપયોગ કરે છે. માળખું: કઠોર વાંકો નથી, લવચીક વળાંક લઈ શકે છે. એપ્લિકેશન: સ્થિર જોડાણો માટે કઠોર, કોમ્પેક્ટ જગ્યાઓ માટે લવચીક.

સિંગલ-લેયર, ડબલ-લેયર, મલ્ટી-લેયર. સિંગલ-લેયરમાં એક બાજુ સર્કિટ હોય છે; બંને બાજુ ડબલ-લેયર; મલ્ટી-લેયર વાહક સ્તરોને વિયા (દા.ત., મધરબોર્ડ) દ્વારા જોડે છે.

ડેસ્કટોપ કમ્પ્યુટર્સ, ટીવી, ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ, ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (વાહનમાં કમ્પ્યુટર્સ), એરોસ્પેસ નોન-વાઇબ્રેશન ઘટકો, વગેરે.

ઓછી કિંમત. કઠોર PCBs માં પરિપક્વ પ્રક્રિયાઓ અને સસ્તા મટિરિયલ હોય છે; જટિલ મટિરિયલ્સ અને પ્રક્રિયાઓને કારણે લવચીક PCBs મોંઘા હોય છે.

સામાન્ય FR4 સબસ્ટ્રેટ: સામાન્ય ઉપયોગ માટે -55°C થી 125°C, સીસા-મુક્ત સોલ્ડરિંગ માટે ટૂંકા ગાળા માટે 260°C. ખાસ સામગ્રી ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે.

થોડા cm² (નાના કંટ્રોલ બોર્ડ) થી લઈને ઘણા m² (મોટા સર્વર મધરબોર્ડ) સુધી.

કદ, સ્તરો અને સામગ્રી પર આધાર રાખે છે. FR4 મલ્ટી-લેયર બોર્ડ: ~1-3 kg/m², સમાન વિસ્તારના લવચીક PCBs કરતાં ભારે.

સામાન્ય વાતાવરણમાં ૧૦-૨૦+ વર્ષ; કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં (ઉચ્ચ તાપમાન/ભેજ) વર્ષો સુધી ટૂંકાવીને.

FR4 માં ~100-200MPa નું ફ્લેક્સરલ મોડ્યુલસ છે, જે ફ્લેક્સિબલ PCB કરતા ઘણું ઓછું છે. જાડાઈ વધારવાથી તણાવ પ્રતિકાર વધે છે.

FR4 (ફાઇબરગ્લાસ ઇપોક્સી), ફિનોલિક રેઝિન, ઇપોક્સી રેઝિન; ખાસ ઉચ્ચ-આવર્તન એપ્લિકેશનો માટે PTFE.

સારું વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પરિમાણીય સ્થિરતા. CTE: 13-17ppm/℃. ઓછી કિંમત અને પરિપક્વ પ્રક્રિયાઓ.

નીચું વિઘટન તાપમાન (120-150°C), સોલ્ડરિંગ દરમિયાન ડિલેમિનેશન થવાની સંભાવના, નબળી વિદ્યુત/યાંત્રિક ગુણધર્મો, ઉચ્ચ CTE, અને ગંધયુક્ત.

પ્રવાહ પ્રવાહ માટે વાહક નિશાન બનાવે છે. સામાન્ય જાડાઈ: 0.5oz (17μm), 1oz (35μm), 2oz (70μm). ઉચ્ચ-પ્રવાહના ઉપયોગો માટે જાડા ફોઇલ.

શોર્ટ સર્કિટ અટકાવવા માટે ઇન્સ્યુલેટ કરે છે, તાંબાને ઓક્સિડેશન અને ભૌતિક નુકસાનથી સુરક્ષિત કરે છે, અને રંગ દ્વારા વિસ્તારોને અલગ પાડે છે (દા.ત., લીલો, વાદળી).

ઉત્પાદન અને ડિબગીંગ દરમિયાન ઘટક ઓળખ માટે અક્ષરો/પ્રતીકો છાપે છે. સામાન્ય રંગ: સફેદ; ગ્રે, લાલ, કાળો, પીળો, વગેરે.

FR4: સામાન્ય ઉપયોગ માટે ઓછી કિંમત. ઉચ્ચ-આવર્તન સામગ્રી (દા.ત., PTFE): 5G માટે ઓછી સિગ્નલ ખોટ. સિરામિક સબસ્ટ્રેટ: ઉચ્ચ-ગરમીના ઉપયોગ માટે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા.

વિદ્યુત (ઉચ્ચ આવર્તન/ઉચ્ચ વોલ્ટેજ), યાંત્રિક (કંપન), તાપમાન અને કિંમતનો વિચાર કરો. કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે FR4, ઉચ્ચ-આવર્તન માટે PTFE અને ઉચ્ચ-ઉષ્મા માટે સિરામિક્સનો ઉપયોગ કરો.

RoHS: જોખમી પદાર્થો (સીસું, પારો, વગેરે) ને પ્રતિબંધિત કરે છે. હેલોજન-મુક્ત: Br/Cl

ઓછી CTE સામગ્રી પરિમાણીય સ્થિરતામાં સુધારો કરે છે. ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ગરમીના વિસર્જનને વધારે છે. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇન્સ્યુલેટર સિગ્નલ નુકશાન ઘટાડે છે, જે લઘુચિત્રીકરણ અને ઉચ્ચ પ્રદર્શનને સક્ષમ બનાવે છે.

સિગ્નલ ઇન્ટિગ્રિટી (અવરોધ મેચિંગ, એન્ટિ-રિફ્લેક્શન/ક્રોસટોક), પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન, ગ્રાઉન્ડિંગ અને કરંટ-વહન ક્ષમતા.

સિગ્નલ ટ્રેસ ટૂંકા કરો, વિયાસ ઓછા કરો. હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલો અને નિયંત્રણ અવરોધ માટે વિભેદક જોડીઓનો ઉપયોગ કરો. સોલિડ કોપરવાળા પાવર/ગ્રાઉન્ડ પ્લેન. દખલ ટાળવા માટે પાર્ટીશન મોડ્યુલ્સ. પ્રવાહ પર આધારિત લાઇન પહોળાઈ.

જાડાઈ/પ્રવાહના આધારે કદ (જાડા બોર્ડને મોટા વિયાની જરૂર હોય છે). ગણતરી દ્વારા નાનું કરો. સ્ટબ દૂર કરવા માટે હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલો માટે બેક-ડ્રિલિંગ.

પ્રતિબિંબ ઘટાડવા માટે સ્રોત, ટ્રાન્સમિશન લાઇન અને લોડ અવરોધોનું મેચિંગ. લાઇન પહોળાઈ, અંતર, ડાઇલેક્ટ્રિક જાડાઈ અને પરવાનગી (દા.ત., FR4 પર 50Ω માઇક્રોસ્ટ્રીપ માટે 0.33 મીમી પહોળાઈ) ને નિયંત્રિત કરીને પ્રાપ્ત થાય છે.

પાર્ટીશન ઘટકો; સંવેદનશીલ ભાગોને અવાજના સ્ત્રોતોથી દૂર રાખો. શિલ્ડિંગ માટે મલ્ટિ-લેયર બોર્ડમાં પાવર/ગ્રાઉન્ડ પ્લેન. હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલોની આસપાસ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન. ડીકપ્લિંગ કેપેસિટર્સ; ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ગ્રાઉન્ડિંગ.

કાર્યાત્મક પાર્ટીશન, ગરમી-સંવેદનશીલ ઘટકોને અલગ કરો, ઉચ્ચ-આવર્તન ઘટકોને નજીક મૂકો, મોટા ઘટકોને પ્રાથમિકતા આપો અને સરળ સ્થાપન/જાળવણીની ખાતરી કરો.

ઇન્ડક્ટન્સ ઘટાડવા માટે અડીને પાવર અને ગ્રાઉન્ડ પ્લેન. વાયા કનેક્શન સાથે વોલ્ટેજ. પાવર પ્લેન માટે સોલિડ કોપર; ઉચ્ચ-પ્રવાહના પાથને જાડા કરો.

ગરમ ઘટકો હેઠળ થર્મલ વિયાસ અને કોપર પ્લેન. ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા સબસ્ટ્રેટ. એરફ્લો ડિઝાઇન; જો જરૂરી હોય તો હીટ સિંક/પંખા ઉમેરો.

છિદ્ર સ્થિતિ: ±0.1 મીમી. પ્લેટેડ વિયાઝ: ±0.076 મીમી. નોન-પ્લેટેડ વિયાઝ: ±0.05 મીમી. રેખા પહોળાઈ: ±10%-20%.

અલ્ટીયમ ડિઝાઇનર (નાના-થી-મધ્યમ ડિઝાઇન માટે યોગ્ય), કેડેન્સ એલેગ્રો (હાઇ-સ્પીડ મલ્ટી-લેયર), મેન્ટર PADS (વપરાશકર્તા-મૈત્રીપૂર્ણ અને કાર્યક્ષમ).

પેનલાઇઝિંગ → ડ્રિલિંગ → કોપર ડિપોઝિશન → ઇમેજિંગ → પ્લેટિંગ → એચિંગ → સોલ્ડર માસ્ક → સિલ્કસ્ક્રીન → સરફેસ ફિનિશ → પ્રોફાઇલિંગ.

સમસ્યાઓ: ખરબચડી દિવાલો, ખાડા, તૂટેલી કવાયત. ઉકેલો: કવાયત બદલો, ઝડપ/ફીડને શ્રેષ્ઠ બનાવો, સામગ્રીનું નિરીક્ષણ કરો.

ભૂમિકા: સ્તર જોડાણ માટે છિદ્ર દિવાલોને વાહક બનાવો. નિયંત્રણો: દ્રાવણ રચના, તાપમાન (25-35°C), pH (11-12), પ્રીટ્રીટમેન્ટ સ્વચ્છતા.

ફોટોલિથોગ્રાફી: HDI માટે ઉચ્ચ ચોકસાઇ, ઊંચી કિંમત અને જટિલ. સ્ક્રીન પ્રિન્ટીંગ: ઓછી કિંમત/સરળ સાધનો, ઓછી ચોકસાઇ.

વર્તમાન ઘનતા, પ્લેટિંગ સમય અને દ્રાવણની સાંદ્રતા દ્વારા નિયંત્રણ. દા.ત., 1oz (35μm) માટે 2-3A/dm² પર 20-30 મિનિટની જરૂર પડે છે.

એચેન્ટ સાંદ્રતા, તાપમાન, સમય અને સ્પ્રે પ્રેશરને નિયંત્રિત કરો અને નિયમિતપણે સાધનોની જાળવણી કરો. વધુ સાંદ્રતા ઓવર-એચિંગનું કારણ બની શકે છે, જ્યારે ઓછી સાંદ્રતા અપૂર્ણ એચિંગ તરફ દોરી જાય છે. તાપમાન 45-55℃ રાખો, બોર્ડની જાડાઈ વગેરેના આધારે સમય નક્કી કરો, અને સંપૂર્ણ સંપર્ક માટે સમાન દબાણ સુનિશ્ચિત કરો.

પ્રિન્ટિંગ, પિનહોલ અથવા બબલ્સ ખૂટ્યા વિના સર્કિટને એકસરખી રીતે ઢાંકો. તાંબાની સપાટી પર તેલની જાડાઈ: 10-18μm, વાયા: 5-8μm. વધુ પડતા પેડ કવરેજ અથવા શોર્ટ-સર્કિટના જોખમોને રોકવા માટે સર્કિટની કિનારીઓ વચ્ચે યોગ્ય અંતર રાખો.

અક્ષરો સ્પષ્ટ, સંપૂર્ણ, સારા રંગ કોન્ટ્રાસ્ટ સાથે, મુખ્ય વિસ્તારોને અવરોધિત કર્યા વિના સચોટ રીતે સ્થિત હોવા જોઈએ, અને મજબૂત સંલગ્નતા ધરાવતા હોવા જોઈએ (યોગ્ય શાહી અને ઉપચાર પ્રક્રિયાઓ પસંદ કરો).

HASL: ઓછી કિંમત, સારી સોલ્ડરેબલિટી, મર્યાદિત સપાટતા. ENIG: સરળ, સારી સોલ્ડરેબલિટી અને કાટ પ્રતિકાર, ઊંચી કિંમત. નિમજ્જન ટીન: સારી સોલ્ડરેબલિટી, સરળ સપાટી, શેલ્ફ લાઇફ. OSP: ઓછી કિંમત, સરળ પ્રક્રિયા, ટૂંકી સોલ્ડરેબલિટી રીટેન્શન.

યાંત્રિક કટીંગ (ઉચ્ચ ચોકસાઇ, જટિલ મોટા કદ માટે યોગ્ય). પંચિંગ (ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, નિયમિત મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય). લેસર કટીંગ (અત્યંત ઉચ્ચ ચોકસાઇ, ઊંચી કિંમત, નાના નાના બેચ માટે યોગ્ય). આકાર, ચોકસાઇ, બેચ કદ અને કિંમતના આધારે પસંદ કરો.

કાપ્યા પછી પરિમાણો/જાડાઈનું નિરીક્ષણ કરો. ડ્રિલિંગ પછી છિદ્રની સ્થિતિ, કદ અને દિવાલ તપાસો. પ્લેટિંગ પછી કોપર જાડાઈ/એકરૂપતાનું પરીક્ષણ કરો. એચિંગ પછી સર્કિટ અખંડિતતાનું નિરીક્ષણ કરો. સોલ્ડર માસ્ક/અક્ષરોની પ્રિન્ટિંગ ગુણવત્તા તપાસો. સપાટી પૂર્ણ થયા પછી કોટિંગની જાડાઈ/સંલગ્નતાનું પરીક્ષણ કરો. મોલ્ડિંગ પછી આકાર/ધારનું નિરીક્ષણ કરો.

ફ્લાઈંગ પ્રોબ ટેસ્ટર્સ અથવા ICT સાધનોનો ઉપયોગ કરો. ફ્લાઈંગ પ્રોબ નાના બેચ/વેરાયટીઝ, ઓપન/શોર્ટ્સ શોધવા વગેરે માટે યોગ્ય છે. ICT મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે છે, ખાસ ફિક્સર સાથે વિદ્યુત કામગીરીનું સંપૂર્ણ પરીક્ષણ કરે છે.

મલ્ટિલેયર બોર્ડમાં કનેક્ટિવિટી, ખાલી જગ્યાઓ, તાંબાની અખંડિતતા દ્વારા શોધો. BGA સોલ્ડર સાંધા અને આંતરિક ખામીઓ (વિદેશી પદાર્થ, ડિલેમિનેશન) ને બિન-વિનાશક રીતે તપાસો.

ઓપ્ટિકલ કેમેરા દ્વારા છબીઓ એકત્રિત કરો અને ગુમ થયેલ ઘટકો, ખોટી ગોઠવણી, શોર્ટ્સ જેવી ખામીઓ શોધવા માટે ધોરણો સાથે સરખામણી કરો. કાર્યક્ષમતા અને ગુણવત્તા સુધારવા માટે પ્રિન્ટિંગ, પ્લેસમેન્ટ, રિફ્લો સોલ્ડરિંગ પછી રીઅલ-ટાઇમ નિરીક્ષણમાં લાગુ કરો.

બેન્ડ ટેસ્ટ (નિર્દિષ્ટ ખૂણા/ચક્ર પર તિરાડોનું અવલોકન કરો). ડ્રોપ ટેસ્ટ (અસરોનું અનુકરણ કરો). વાઇબ્રેશન ટેસ્ટ (સોલ્ડરિંગ અને સ્ટ્રક્ચર તપાસવા માટે વાઇબ્રેશનનું અનુકરણ કરો).

IPC-4552 મુજબ, ENIG ઉચ્ચ-આવર્તન/ઉચ્ચ-વિશ્વસનીયતા (Ni: 3-5μm, Au: 0.05-0.1μm) ને અનુકૂળ છે. OSP ઓછી કિંમતનો છે (ફિલ્મ જાડાઈ: 0.2-0.5μm, ટૂંકા ગાળાના સંગ્રહ માટે યોગ્ય). HASL પરિપક્વ છે (Sn જાડાઈ >2.5μm, નબળી સપાટતા).

દ્રાવણની સાંદ્રતા (એસિડિક ઇચન્ટ: CuCl₂ 180-220g/L, HCl 1.0-1.5mol/L), તાપમાન 50-55℃ સમાયોજિત કરો. વધુ પડતા અંડર-ઇચિંગ માટે, ઝડપ ઘટાડો અને સ્પ્રે દબાણ 2-3bar સુધી વધારો.

IPC-6012 મુજબ, સામાન્ય મલ્ટિલેયર બોર્ડ ≤75μm, HDI બોર્ડ ≤50μm. લેસર ડ્રિલિંગ પોઝિશનિંગ ચોકસાઈ ±25μm, ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા એક્સપોઝર મશીનો દ્વારા નિયંત્રિત.

FR-4 સામગ્રી: રેખાંશ ≥345MPa, ત્રાંસી ≥276MPa (ASTM D790). 1.6mm જાડાઈ ≥300MPa.

મેટલોગ્રાફિક સેક્શનિંગ (IPC-TM-650, થ્રુ-હોલ ≥20μm, બ્લાઇન્ડ/દફનાવવામાં આવેલ ≥18μm). XRF નોન-ડિસ્ટ્રક્ટિવ ટેસ્ટિંગ (ચોકસાઈ ±0.5μm).

પ્રીહિટ: 90-130℃ (60-120s). સોલ્ડરિંગ ઝોન: 240-260℃ (સંપર્ક 2-4s). ઠંડક દર: 3-6℃/s (J-STD-003).

પરંપરાગત: ૧૫-૩૦μm (IPC-૬૦૧૨), ગાઢ વિસ્તારો ૨૦μm કરતાં વધુ. સ્ક્રીન પ્રિન્ટિંગ: ૨૦-૨૫μm, પ્રકાશ ઉપચાર: ૧૫-૨૦μm.

પરંપરાગત: 6/6mil (0.1524mm). LDI + કેમિકલ એચિંગ: 3/3mil (0.0762mm). HDI બોર્ડ: 1/1mil (0.0254mm).

વાહકતા માટે, રેઝિન પ્લગિંગ પસંદ કરો (ઊંડાઈ દ્વારા ≥80% ઊંડાઈ, સપાટતા ભૂલ ≤10μm). ફક્ત ઇન્સ્યુલેશન માટે, આવરણ પસંદ કરો (કવરેજ પહોળાઈ ≥0.1mm).

IPC-J-STD-033 મુજબ, ભેજનું પ્રમાણ 0.1% થી ઓછું કરવા માટે 125℃ પર 4-8 કલાક (≤1.6mm: 4h, ＞1.6mm: 8h) માટે બેક કરો.

વધુ ખરબચડી ત્વચાની અસર અને સિગ્નલ નુકશાન વધારે છે. RTF ફોઇલ Ra＜0.5μm (ઉચ્ચ આવર્તન >10GHz માટે યોગ્ય). VLP ફોઇલ Ra＜0.3μm (નુકસાન ઘટાડો 15%-20%).

ડીબરિંગ મશીન બ્રશિંગ (દબાણ 0.3-0.5MPa, ઝડપ 2-3m/મિનિટ). રાસાયણિક સૂક્ષ્મ-એચિંગ (સોડિયમ પર્સલ્ફેટ 100-150g/L, 40-50℃, 1-2 મિનિટ).

સામાન્ય: સિંગલ-એન્ડેડ ±10%, ડિફરન્શિયલ ±8%. હાઇ-સ્પીડ (>1Gbps): સિંગલ-એન્ડેડ ±5%, ડિફરન્શિયલ ±3%, લાઇન પહોળાઈ, ડાઇલેક્ટ્રિક જાડાઈ, કોપર જાડાઈ દ્વારા ગોઠવાયેલ.

UL 796 મુજબ, FR-4 સામગ્રી ≥1400V/mm 25℃/50% RH પર. ક્રીપેજ અંતર 1mm 100-200V ને અનુરૂપ છે.

ન્યૂનતમ રેખા પહોળાઈ/અંતર, છિદ્ર વ્યાસ/પેડ ગુણોત્તર (પેડ ≥છિદ્ર +0.4 મીમી જ્યારે છિદ્ર ≥0.3 મીમી), કોપર ક્ષેત્ર ગુણોત્તર (30%-70%), ડ્રિલ પાસા ગુણોત્તર (≤8:1), સોલ્ડર માસ્ક બ્રિજ પહોળાઈ (≥0.1 મીમી).

કારણો: CTE મેળ ખાતો નથી, અસમાન જાડાઈ, અયોગ્ય તાપમાન વળાંક. ઉકેલો: CTE ≤15ppm/℃ સામગ્રી પસંદ કરો, જાડાઈ સહિષ્ણુતા ±0.05mm નિયંત્રિત કરો, ગરમી દર ≤3℃/s ઑપ્ટિમાઇઝ કરો.

IPC-TM-650 મુજબ, 85℃/85% RH પર 168 કલાક પછી ≥10¹⁰Ω, ઉચ્ચ-સ્તરીય એપ્લિકેશનો માટે ≥10¹²Ω, સપાટીની સ્વચ્છતા નિયંત્રણની જરૂર છે.

બ્લાઇન્ડ વિયાઝ: લેસર/મિકેનિકલ ડ્રિલિંગ + પ્લેટિંગ, ઊંડાઈ ≤0.5 મીમી, સપાટી ઇન્ટરકનેક્શન માટે. દફનાવવામાં આવેલા વિયાઝ: મિકેનિકલ ડ્રિલિંગ + લેમિનેશન, પરોપજીવી પરિમાણો ઘટાડવા માટે આંતરિક-સ્તર સંકેતો માટે ગોઠવણીની જરૂર પડે છે.

ફ્લાઇંગ પ્રોબ: કવરેજ >98%, નાના બેચ/ઉચ્ચ ઘનતા માટે યોગ્ય, ધીમી (3-5s/પોઇન્ટ). બેડ-ઓફ-નેલ્સ: ઝડપી (

દરેક 1oz (35μm) વધારો થર્મલ વાહકતા 38% વધારે છે. હાઇ-પાવર એપ્લિકેશન્સમાં 3oz ફોઇલ થર્મલ વિયાસ સાથે તાપમાનમાં 15%-20% વધારો ઘટાડે છે.

પરંપરાગત: 0.1 મીમી. LDI સાથે ઉચ્ચ-ઘનતાવાળા બોર્ડ: 0.075 મીમી, સોલ્ડરિંગ બ્રિજિંગ અટકાવે છે.

પેડ્સ પર અસમાન સોલ્ડર, સોલ્ડરિંગ દ્વારા અપૂરતું, અસમાન સપાટી. સોલ્ડરને નિયંત્રિત કરો