Қатты PCB

Материал: Қатты материал шыны талшықты пайдаланады, икемді материал полиамидті пайдаланады. Құрылымы: Қатты материал майыспайды, икемді материал майысуы мүмкін. Қолданылуы: Тұрақты қосылыстар үшін қатты, ықшам кеңістіктер үшін икемді.

Бір қабатты, қос қабатты, көп қабатты. Бір қабаттының бір жағында тізбектер бар; екі жағында да қос қабатты; көп қабатты өткізгіш қабаттарды өткізгіштер арқылы (мысалы, аналық платалар) байланыстырады.

Үстел компьютерлері, теледидарлар, өнеркәсіптік басқару, автомобиль электроникасы (көлік ішіндегі компьютерлер), аэроғарыштық дірілсіз компоненттер және т.б.

Төмен құны. Қатты баспа платалары жетілген процестерге және арзан материалдарға ие; икемді баспа платалары күрделі материалдар мен процестерге байланысты қымбат.

FR4 негіздерінің кең таралған түрлері: қалыпты пайдалану үшін -55°C-тан 125°C-қа дейін, қорғасынсыз дәнекерлеу үшін қысқа мерзімді 260°C. Арнайы материалдар жоғары температураға төтеп бере алады.

Бірнеше см²-ден (кішкентай басқару тақталары) бірнеше м²-ге дейін (үлкен сервер аналық платалары).

Өлшеміне, қабаттарына және материалдарына байланысты. FR4 көп қабатты тақталары: ~1-3 кг/м², бірдей аумақтағы икемді баспа платаларынан ауыр.

Қалыпты ортада 10-20+ жыл; қатал жағдайларда (жоғары температура/ылғалдылық) жылдарға дейін қысқарады.

FR4 иілгіш модулі ~100-200 МПа құрайды, бұл икемді ПХД-ға қарағанда әлдеқайда төмен. Қалыңдығын арттыру кернеуге төзімділікті арттырады.

FR4 (шыны талшықты эпоксидті), фенол шайыры, эпоксидті шайыр; Арнайы жоғары жиілікті қолданбаларға арналған PTFE.

Жақсы электр оқшаулауы, механикалық қасиеттері және өлшемдік тұрақтылығы. CTE: 13-17ppm/℃. Арзан және жетілген процестер.

Төмен ыдырау температурасы (120-150°C), дәнекерлеу кезінде қабыршақтануға бейім, электрлік/механикалық қасиеттері нашар, жоғары CTE және жағымсыз иіс.

Ток ағыны үшін өткізгіш іздерді қалыптастырады. Жалпы қалыңдықтары: 0,5 унция (17 мкм), 1 унция (35 мкм), 2 унция (70 мкм). Жоғары токпен қолдануға арналған қалың фольгалар.

Қысқа тұйықталудың алдын алу үшін оқшаулайды, мысты тотығудан және физикалық зақымданудан қорғайды және аймақтарды түсі бойынша ажыратады (мысалы, жасыл, көк).

Өндіріс және жөндеу кезінде компоненттерді сәйкестендіру үшін таңбаларды/символдарды басып шығарады. Жалпы түсі: ақ; сонымен қатар сұр, қызыл, қара, сары және т.б.

FR4: Жалпы пайдалану үшін төмен баға. Жоғары жиілікті материалдар (мысалы, PTFE): 5G үшін төмен сигнал шығыны. Керамикалық негіздер: жоғары жылу өткізгіштік.

Электрлік (жоғары жиілікті/жоғары кернеулі), механикалық (діріл), температура және құнын ескеріңіз. Тұтынушылық электроника үшін FR4, жоғары жиілікті үшін PTFE және жоғары қызу үшін керамиканы пайдаланыңыз.

RoHS: Қауіпті заттарды (қорғасын, сынап және т.б.) шектейді. Галогенсіз: Br/Cl

Төмен CTE материалдары өлшемдік тұрақтылықты жақсартады. Жоғары жылу өткізгіштік жылудың таралуын күшейтеді. Жоғары өнімді оқшаулағыштар сигналдың жоғалуын азайтады, бұл миниатюралау мен жоғары өнімділікті қамтамасыз етеді.

Сигналдың тұтастығы (кедергіні сәйкестендіру, шағылыстыруға қарсы/айқаспалы), қуатты бөлу, жерге қосу және ток өткізу қабілеті.

Сигнал іздерін қысқарту, өтпелерді азайту. Жоғары жылдамдықты сигналдар мен басқару кедергісі үшін дифференциалды жұптарды пайдалану. Қатты мыспен қуат/жер жазықтықтары. Кедергілерді болдырмау үшін бөлу модульдері. Токқа негізделген желі ені.

Қалыңдығына/ток күшіне негізделген өлшем (қалың тақталар үшін үлкенірек өткізгіштер қажет). Өткізгіштер санын азайту. Жоғары жылдамдықты сигналдарға арналған бұрғылау арқылы бекіткіштерді алып тастау.

Шағылысуды азайту үшін көзді, тарату желісін және жүктеме кедергілерін сәйкестендіру. Желінің енін, арақашықтығын, диэлектрлік қалыңдығын және диэлектрлік өткізгіштікті басқару арқылы қол жеткізіледі (мысалы, FR4-тегі 50Ω микрожолақ үшін 0,33 мм ені).

Бөлу компоненттері; сезімтал бөлшектерді шу көздерінен алыс ұстаңыз. Қорғаныс үшін көп қабатты тақталардағы қуат/жерге қосу жазықтықтары. Жоғары жылдамдықты сигналдардың айналасындағы жерге қосу жазықтықтары. Конденсаторларды ажырату; оңтайландырылған жерге қосу.

Функционалды бөлу, ыстыққа сезімтал компоненттерді бөлу, жоғары жиілікті компоненттерді жақын орналастыру, үлкен компоненттерге басымдық беру және орнатудың/күтіп ұстаудың оңайлығын қамтамасыз ету.

Индуктивтілікті азайту үшін көршілес қуат және жер жазықтықтары. Қосылым арқылы кернеу. Қуат жазықтықтары үшін қатты мыс; жоғары ток жолдарын қалыңдату.

Ыстық компоненттердің астындағы жылу өткізгіштіктері мен мыс жазықтықтары. Жоғары жылу өткізгіштік негіздері. Ауа ағынын жобалау; қажет болған жағдайда жылу раковиналарын/желдеткіштерін қосыңыз.

Тесіктің орналасуы: ±0,1 мм. Қапталған тесіктер: ±0,076 мм. Қапталмаған тесіктер: ±0,05 мм. Сызық ені: ±10%-20%.

Altium Designer (шағын және орта дизайндарға жарамды), Cadence Allegro (жоғары жылдамдықты көп қабатты), Mentor PADS (пайдаланушыға ыңғайлы және тиімді).

Панельдеу → Бұрғылау → Мыс шөгінділері → Бейнелеу → Қаптау → Ою → Дәнекерлеу маскалары → Жібек жабындары → Беткі өңдеу → Профильдеу.

Мәселелер: Кедір-бұдыр қабырғалар, сызаттар, сынған бұрғылар. Шешімдері: Бұрғыларды ауыстыру, жылдамдықты/беруді оңтайландыру, материалдарды тексеру.

Рөлі: Қабатты қосу үшін тесік қабырғаларын өткізгіштікке келтіру. Бақылау: Ерітінді құрамы, температура (25-35°C), рН (11-12), өңдеу алдындағы тазалық.

Фотолитография: АДИ үшін жоғары дәлдік, қымбат және күрделі. Трафаретті басып шығару: арзан/қарапайым жабдық, төмен дәлдік.

Ток тығыздығы, қаптау уақыты және ерітінді концентрациясы арқылы басқару. Мысалы, 1 унция (35 мкм) 2-3 А/дм² кезінде 20-30 минутты қажет етеді.

Шығарғыштың концентрациясын, температурасын, уақытын және бүрку қысымын бақылап, жабдықты үнемі күтіп ұстаңыз. Жоғары концентрация шамадан тыс шығуға әкелуі мүмкін, ал төмен концентрация толық емес шығуға әкеледі. Температураны 45-55℃ деңгейінде ұстаңыз, уақытты тақтаның қалыңдығына және т.б. негіздеңіз және толық жанасу үшін біркелкі қысымды қамтамасыз етіңіз.

Баспа, түйреуіш тесіктер немесе көпіршіктерсіз тізбекті біркелкі жабыңыз. Мыс бетіндегі майдың қалыңдығы: 10-18 мкм, арқылы: 5-8 мкм. Тіректің шамадан тыс жабылуын немесе қысқа тұйықталу қаупін болдырмау үшін тізбектің шеттерінен тиісті қашықтықты сақтаңыз.

Таңбалар анық, толық, түс контрасты жақсы, негізгі аймақтарды жауып тастамай дәл орналастырылуы және мықты адгезияға ие болуы керек (тиісті бояулар мен қатайту процестерін таңдаңыз).

HASL: Арзан баға, жақсы дәнекерлеу, шектеулі жазықтық. ENIG: Тегіс, жақсы дәнекерлеу және коррозияға төзімділік, жоғары баға. Батырмалы қалайы: Жақсы дәнекерлеу, тегіс беті, сақтау мерзімі. OSP: Арзан баға, қарапайым процесс, дәнекерлеуді қысқа мерзімде сақтайды.

Механикалық кесу (жоғары дәлдік, күрделі үлкен өлшемдерге жарамды). Тесу (жоғары тиімділік, тұрақты жаппай өндіріске жарамды). Лазерлік кесу (өте жоғары дәлдік, жоғары құны, ұсақ шағын партияларға жарамды). Пішініне, дәлдігіне, партия өлшеміне және құнына қарай таңдаңыз.

Кесуден кейін өлшемдерін/қалыңдығын тексеріңіз. Бұрғылаудан кейін тесіктің орналасуын, өлшемін және қабырғасын тексеріңіз. Қаптағаннан кейін мыстың қалыңдығын/біркелкілігін тексеріңіз. Оюдан кейін тізбектің тұтастығын тексеріңіз. Дәнекерлеу маскасының/таңбаларының басып шығару сапасын тексеріңіз. Беткі өңдеуден кейін жабынның қалыңдығын/адгезиясын тексеріңіз. Қалыптаудан кейін пішінін/шеттерін тексеріңіз.

Ұшатын зондтарды немесе АКТ жабдығын пайдаланыңыз. Ұшатын зонд шағын партияларға/түрлерге жарамды, ашық/қысқа тұйықталуды және т.б. анықтайды. АКТ жаппай өндіріске арналған, арнайы құрылғылармен электрлік өнімділікті толық тексеруге арналған.

Көп қабатты тақталардағы қосылыс, бос орындар, мыс тұтастығы арқылы анықтаңыз. BGA дәнекерлеу қосылыстарын және ішкі ақауларды (бөтен зат, қабаттардың бөлінуі) бұзбай тексеріңіз.

Оптикалық камералар арқылы кескіндерді жинап, жоқ компоненттер, тураланбау, қысқа тұйықталулар сияқты ақауларды анықтау үшін стандарттармен салыстырыңыз. Тиімділік пен сапаны жақсарту үшін басып шығарудан, орналастырудан, қайта ағызу арқылы дәнекерлеуден кейін нақты уақыт режимінде тексеру кезінде қолданылады.

Иілу сынағы (белгілі бұрыштардағы/циклдердегі жарықшақтарды бақылау). Құлау сынағы (соққыларды модельдеу). Діріл сынағы (пісіру мен құрылымды тексеру үшін дірілдерді модельдеу).

IPC-4552 стандартына сәйкес, ENIG жоғары жиілікті/жоғары сенімділікке сәйкес келеді (Ni: 3-5 мкм, Au: 0,05-0,1 мкм). OSP арзан (қабықша қалыңдығы: 0,2-0,5 мкм, қысқа мерзімді сақтауға жарамды). HASL жетілген (Sn қалыңдығы >2,5 мкм, тегістігі нашар).

Ерітінді концентрациясын реттеңіз (қышқылдық еріткіш: CuCl₂ 180-220 г/л, HCl 1,0-1,5 моль/л), температурасы 50-55℃. Шамадан тыс еріту кезінде жылдамдықты азайтып, бүрку қысымын 2-3 барға дейін арттырыңыз.

IPC-6012 бойынша, жалпы көп қабатты тақталар ≤75μm, HDI тақталары ≤50μm. Лазерлік бұрғылау позициялау дәлдігі ±25μm, жоғары дәлдіктегі экспозиция машиналарымен басқарылады.

FR-4 материалы: бойлық ≥345 МПа, көлденең ≥276 МПа (ASTM D790). Қалыңдығы 1,6 мм ≥300 МПа.

Металлографиялық секциялау (IPC-TM-650, тесік ≥20 мкм, ≥18 мкм арқылы жасырын/көмілген). XRF бұзбайтын сынау (дәлдік ±0,5 мкм).

Алдын ала қыздыру: 90-130℃ (60-120s). Дәнекерлеу аймағы: 240-260℃ (2-4s байланыс). Салқындату жылдамдығы: 3-6℃/s (J-STD-003).

Кәдімгі: 15-30 мкм (IPC-6012), тығыз аймақтар ≥20 мкм. Трафаретті басып шығару: 20-25 мкм, жарықта қатайту: 15-20 мкм.

Дәстүрлі: 6/6 миль (0,1524 мм). LDI + химиялық ою: 3/3 миль (0,0762 мм). HDI тақталары: 1/1 миль (0,0254 мм).

Өткізгіштік үшін шайырмен бітеуді таңдаңыз (тереңдігі ≥80%, жазықтық қателігі ≤10 мкм). Тек оқшаулау үшін жабынды таңдаңыз (жабын ені ≥0,1 мм).

IPC-J-STD-033 стандартына сәйкес, ылғалдылықты 0,1%-дан төмен түсіру үшін 125℃ температурада 4-8 сағат (≤1,6 мм: 4 сағат, ＞1,6 мм: 8 сағат) пісіріңіз.

Жоғары кедір-бұдырлық тері әсерін және сигналдың жоғалуын күшейтеді. RTF фольгасының Ra 10 ГГц үшін жарамды). VLP фольгасының Ra

Қаңылтырды кетіру машинасымен щеткамен тазалау (қысым 0,3-0,5 МПа, жылдамдығы 2-3 м/мин). Химиялық микроөңдеу (натрий персульфаты 100-150 г/л, 40-50℃, 1-2 мин).

Жалпы: біржақты ±10%, дифференциал ±8%. Жоғары жылдамдықты (>1 Гбит/с): біржақты ±5%, дифференциал ±3%, желі ені, диэлектрлік қалыңдығы, мыс қалыңдығы арқылы реттеледі.

UL 796 стандартына сәйкес, FR-4 материалы 25℃/50% RH кезінде ≥1400V/mm. Сызу қашықтығы 1 мм 100-200V-қа сәйкес келеді.

Сызықтың минималды ені/аралық, тесік диаметрі/төсеніш қатынасы (тесік ≥0,3 мм болғанда төсеніш ≥ тесік +0,4 мм), мыс ауданының қатынасы (30%-70%), бұрғылаудың арақатынасы (≤8:1), дәнекерлеу маскасының көпір ені (≥0,1 мм).

Себептері: CTE сәйкес келмеуі, қалыңдығы біркелкі емес, температура қисығы дұрыс емес. Шешімдері: CTE ≤15ppm/℃ материалдарын таңдаңыз, қалыңдыққа төзімділікті ±0,05 мм басқарыңыз, қыздыру жылдамдығын ≤3℃/с оңтайландырыңыз.

IPC-TM-650 стандартына сәйкес, 85℃/85% ылғалдылық температурасында 168 сағаттан кейін ≥10¹⁰Ω, жоғары сапалы қолданбалар үшін ≥10¹²Ω, бетінің тазалығын бақылауды қажет етеді.

Соқыр өткелдер: Лазерлік/механикалық бұрғылау + қаптау, тереңдігі ≤0,5 мм, беттік өзара байланыс үшін. Көмілген өткелдер: Паразиттік параметрлерді азайту үшін ішкі қабат сигналдары үшін туралауды қажет ететін механикалық бұрғылау + ламинация.

Ұшатын зонд: Қаптау >98%, шағын партияларға/жоғары тығыздыққа жарамды, баяу (3-5с/нүкте). Тырнақ төсегі: жылдам (

Әрбір 1 унция (35 мкм) ұлғаю жылу өткізгіштікті 38%-ға арттырады. Жоғары қуатты қолданбаларда 3 унция фольга термиялық өткізгіштермен температураның көтерілуін 15%-20%-ға төмендетеді.

Дәстүрлі: 0,1 мм. LDI бар жоғары тығыздықтағы тақталар: 0,075 мм, дәнекерлеу көпірлерінің пайда болуына жол бермейді.

Төсемдердегі дәнекерлеу біркелкі емес, дәнекерлеу жеткіліксіз, беті тегіс емес. Басқару дәнекері