Komplexná analýza technológie dosiek plošných spojov (PCB): typy, materiály, aplikácie a budúce trendy

Doska plošných spojov (PCB) ako kľúčová súčasť elektronických zariadení slúži ako nervové centrum elektronického systému a vykonáva dôležité úlohy poskytovania mechanickej podpory a elektrického pripojenia pre elektronické súčiastky. S rýchlym rozvojom elektronických technológií, od tenkej a ľahkej prenosnosti smartfónov až po vysokovýkonné výpočty v dátových centrách, od vysokorýchlostného prenosu v 5G komunikácii až po komplexné riadenie v autonómnom riadení automobilov, rôzne aplikačné scenáre kladú rôzne požiadavky na výkon, štruktúru a proces výroby dosiek plošných spojov. To viedlo k vzniku širokej škály typov dosiek plošných spojov. Dôkladné pochopenie rôznych charakteristík dosiek plošných spojov je nevyhnutné pre elektronických inžinierov, výskumníkov a vývojárov, ako aj pre odborníkov v súvisiacich odvetviach, aby mohli optimalizovať elektronické návrhy a zlepšiť výkon produktov.

Technická analýza dosiek plošných spojov klasifikovaných podľa materiálov substrátu

Pevné dosky plošných spojov

Pevné dosky plošných spojov (PCB) sa vďaka svojej vynikajúcej mechanickej stabilite a pevnosti stali základnou voľbou pre množstvo elektronických zariadení. Materiály zo sklenených vlákien, ako napríklad E-sklo a S-sklo, sa vďaka svojim vynikajúcim izolačným vlastnostiam a mechanickej pevnosti široko používajú pri výrobe pevných dosiek plošných spojov. E-sklené vlákno ponúka vysokú nákladovú efektívnosť a bežne sa nachádza vo všeobecných elektronických výrobkoch; S-sklené vlákno má na druhej strane vyššiu pevnosť a modul, vďaka čomu je vhodné pre oblasti s prísnymi požiadavkami na mechanické vlastnosti.

Pevné dosky plošných spojov vyrobené z polyimidového (PI) materiálu sa vyznačujú vlastnosťami, ako je vysoká teplotná odolnosť (schopnosť nepretržitej prevádzky nad 200 °C), vysoká izolácia (s dielektrickou konštantou nízkou až približne 3) a vynikajúca chemická stabilita. Často sa používajú vo vysoko náročných scenároch, ako je letecký priemysel a vojenská elektronika. FR-4, ako najbežnejšie používaný substrátový materiál pre pevné dosky plošných spojov, je laminovaný zo sklenenej tkaniny impregnovanej epoxidovou živicou. Má dobré elektrické vlastnosti (s objemovým odporom viac ako 10^14Ω·cm) a samozhášavosť (spĺňa stupeň samozhášavosti UL94V-0) a široko sa používa v civilných elektronických výrobkoch, ako sú počítače a komunikačné zariadenia.

CEM-1 a CEM-3, kompozitné lamináty s medeným povlakom, majú svoje vlastné charakteristiky. CEM-1, zložený z kombinácie sklenenej rohože a papierového základu, má relatívne nízke náklady a určité elektrické vlastnosti, vďaka čomu je vhodný pre cenovo dostupné spotrebné elektronické výrobky. CEM-3, založený na jadre zo sklenených vlákien, vyniká stenčovaním a mechanickým spracovaním a často sa používa v miniaturizovaných elektronických zariadeniach.

(čiastočne), flexibilné dosky plošných spojov (FPC)

Flexibilné dosky plošných spojov (FPC) vďaka svojej jedinečnej ohybnosti a tenkosti zaujímajú dôležité miesto v elektronických zariadeniach s obmedzeným priestorom. Polyimid (PI) je jedným z hlavných materiálov pre FPC. Má vynikajúcu flexibilitu (schopný odolať miliónom cyklov ohybu), vysokú teplotnú odolnosť (s dlhodobou prevádzkovou teplotou nad 150 °C) a dobré elektrické vlastnosti (s tangensom dielektrických strát už od 0,002).

Polyesterové fóliové materiály, ako je polyetyléntereftalát (PET) a polyetylénnaftalát (PEN), sa tiež bežne používajú v FPC. Majú výhody nízkej ceny a dobrej spracovateľnosti, ale sú o niečo horšie ako PI, pokiaľ ide o odolnosť voči vysokým teplotám a elektrické vlastnosti. Kľúčové parametre na meranie výkonu FPC, ako je polomer ohybu a počet cyklov ohybu, ktoré vydržia, priamo ovplyvňujú spoľahlivosť a životnosť FPC v praktických aplikáciách.

(三) Pevné a flexibilné dosky plošných spojov

Pevné a flexibilné dosky plošných spojov dômyselne kombinujú výhody pevných a flexibilných dosiek plošných spojov. V pevných oblastiach sa zvyčajne používajú rovnaké substrátové materiály ako v pevných doskách plošných spojov, ako napríklad pevné dosky FR-4 alebo PI, aby sa zabezpečila potrebná mechanická opora a stabilita dosky plošných spojov, čím sa zabezpečí spoľahlivá inštalácia elektronických súčiastok a elektrických spojení. V flexibilných oblastiach sa na dosiahnutie ohybnosti dosky plošných spojov používajú flexibilné substrátové materiály, ako napríklad flexibilné fólie PI.

Kľúčová technológia tuhých a flexibilných dosiek plošných spojov spočíva v procese spájania medzi tuhými a flexibilnými oblasťami. Medzi bežné metódy spájania patrí laserové zváranie a lepenie. Spoľahlivosť spojovacích častí a návrh odľahčenia pnutia sú dôležitými faktormi pre zabezpečenie výkonu tuhých a flexibilných dosiek plošných spojov. Rozumný návrh môže účinne predchádzať problémom, ako je zlyhanie spojenia alebo abnormálny prenos signálu počas procesu ohýbania.

Technické vlastnosti dosiek plošných spojov klasifikovaných podľa počtu vodivých vrstiev

Jednostranné dosky plošných spojov

Ako základný typ DPS má jednostranná DPS medenú fóliu iba na jednej strane a realizuje obvodové funkcie prostredníctvom jednostranného zapojenia. Jej obvodová štruktúra je relatívne jednoduchá, vďaka čomu je vhodná pre niektoré elektronické zariadenia s nízkymi funkčnými požiadavkami, ako sú jednoduché ovládacie dosky domácich spotrebičov a dosky plošných spojov pre hračky. Výrobný proces jednostranných DPS je relatívne jednoduchý a zahŕňa najmä kroky, ako je leptanie medenej fólie, tlač spájkovacej masky a tlač znakov, a náklady sú relatívne nízke. Avšak kvôli obmedzenému priestoru na zapojenie je zložitosť obvodu a funkčná rozšíriteľnosť jednostranných DPS do istej miery obmedzená.

Obojstranné dosky plošných spojov

Obojstranná doska plošných spojov (PCB) má medenú fóliu na oboch stranách dosky plošných spojov a elektrické spojenie medzi oboma stranami sa dosahuje prostredníctvom priechodiek (metalizovaných priechodiek). Výrobný proces priechodiek zvyčajne zahŕňa kroky ako vŕtanie, bezprúdové pokovovanie meďou a galvanické pokovovanie, aby sa zabezpečila dobrá elektrická vodivosť vnútornej steny priechodiek. Zložitosť obvodu a funkčná implementačná schopnosť obojstranných dosiek plošných spojov sa v porovnaní s jednostrannými doskami plošných spojov výrazne zlepšili a možno ich použiť v základných doskách počítačov, niektorých moduloch komunikačných zariadení atď.

Pri návrhu obojstranných dosiek plošných spojov sú kľúčovými aspektmi plánovanie zapojenia a rozmiestnenie prepojení. Rozumný návrh môže účinne znížiť rušenie signálu a zlepšiť integritu a stabilitu prenosu signálu.

Viacvrstvové dosky plošných spojov

Viacvrstvové dosky plošných spojov majú viacero vodivých vrstiev (zvyčajne 4 alebo viac vrstiev), ktoré sú oddelené izolačnými vrstvami (ako sú prepregové dosky, PP dosky). Okrem bežných priechodných otvorov sa vo viacvrstvových doskách plošných spojov široko používajú aj technológie slepých a zabudovaných otvorov. Slepý otvor je vodivý otvor, ktorý siaha od povrchu dosky plošných spojov k určitej vnútornej vrstve a nepreniká celou doskou plošných spojov; zabudovaný otvor je spojovací vodivý otvor medzi vnútornými vrstvami a nie je viditeľný na povrchu dosky plošných spojov.

Použitie technológií slepých a zabudovaných prechodov účinne znižuje počet prechodov na povrchu dosky plošných spojov a zlepšuje hustotu zapojenia a výkon prenosu signálu. Viacvrstvové dosky plošných spojov dokážu dosiahnuť vysokú hustotu zapojenia a vysoký výkon prenosu signálu a sú široko používané vo špičkových elektronických zariadeniach, ako sú základné dosky serverov, základné dosky smartfónov a vysokovýkonné grafické karty. Vo výrobnom procese viacvrstvových dosiek plošných spojov majú faktory, ako je proces laminácie, presnosť vŕtania a kvalita galvanického pokovovania, významný vplyv na výkon a spoľahlivosť dosky plošných spojov.

tri,Technické kľúčové body dosiek plošných spojov klasifikovaných podľa špeciálnych procesov

Vysokofrekvenčné dosky plošných spojov

Vysokofrekvenčné dosky plošných spojov sa používajú hlavne v elektronických zariadeniach, ktoré spracovávajú vysokofrekvenčné signály, ako je bezdrôtová komunikácia, radar a iné oblasti. Počas prenosu vysokofrekvenčných signálov sú pomerne výrazné problémy, ako je strata signálu a fázové skreslenie. Preto je potrebné pri výrobe vysokofrekvenčných dosiek plošných spojov používať špeciálne materiály na zníženie straty signálu a zlepšenie kvality prenosu signálu.

Materiál Rogers je jedným z bežne používaných substrátových materiálov pre vysokofrekvenčné dosky plošných spojov. Má extrémne nízku dielektrickú konštantu (Dk môže byť až okolo 2,2) a tangens strát (Df až 0,0009), čo môže účinne znížiť straty a skreslenie signálu počas prenosu. Polytetrafluóretylén (PTFE) a ním plnené materiály sa tiež často používajú vo vysokofrekvenčných doskách plošných spojov, pretože majú dobré elektrické vlastnosti pri vysokých frekvenciách a chemickú stabilitu.

V procese návrhu a výroby vysokofrekvenčných dosiek plošných spojov je okrem výberu materiálu kľúčový aj návrh aspektov, ako je rozloženie obvodu, impedančné prispôsobenie a elektromagnetické tienenie. Rozumné rozloženie obvodu môže znížiť interferenciu medzi signálmi, presné impedančné prispôsobenie môže zabezpečiť efektívny prenos signálu a účinné elektromagnetické tienenie môže zabrániť interferencii vysokofrekvenčných signálov s okolitými obvodmi.

(二) Dosky plošných spojov na báze kovu

Dosky plošných spojov na báze kovu sa vďaka vynikajúcemu odvodu tepla stali ideálnou voľbou pre vysokovýkonné elektronické zariadenia. Medzi bežné kovové substráty patria substráty na báze hliníka a medi. Hliníkový substrát má dobrý odvod tepla a relatívne nízke náklady a je široko používaný v oblastiach, ako je LED osvetlenie a výkonové moduly. Substrát na báze medi má vyššiu tepelnú vodivosť (približne 1,6-krát vyššiu ako hliník) a je vhodný pre prípady s extrémne vysokými požiadavkami na odvod tepla, ako sú napríklad obvody pohonu vysokovýkonných motorov.

Princípom odvodu tepla dosiek plošných spojov na báze kovu je rýchle vedenie tepla generovaného elektronickými súčiastkami cez kovový substrát. Na zlepšenie účinnosti odvodu tepla sa medzi kovový substrát a elektronické súčiastky zvyčajne pridáva tepelne vodivá izolačná vrstva, ako napríklad tepelne vodivá silikónová podložka alebo tepelne vodivé izolačné lepidlo. Pri výrobnom procese dosiek plošných spojov na báze kovu sú kľúčovými faktormi pre zabezpečenie ich výkonu kontrola hrúbky izolačnej vrstvy a pevnosť spoja s kovovým substrátom.

(三) Dosky plošných spojov HDI (dosky plošných spojov s vysokou hustotou)

Dosky plošných spojov HDI (High-Density Interconnect PCB) s charakteristikami vysokej hustoty zapojenia a miniaturizácie spĺňajú prísne požiadavky moderných elektronických zariadení na priestor a výkon. Kľúčové technológie dosiek plošných spojov HDI spočívajú vo výrobe mikroprechodov (Micro-Vias) a leptaní tenkých čiar. Priemer mikroprechodov je zvyčajne menší ako 0,1 mm a vyrábajú sa pomocou pokročilých technológií, ako je laserové vŕtanie alebo plazmové leptanie.

Leptanie jemných čiar vyžaduje vysoko presné leptacie zariadenie a riadenie procesu, aby sa dosiahlo jemné zapojenie so šírkou/rozstupom čiar menej ako 30 μm/30 μm. Dosky plošných spojov HDI zvyčajne používajú technológiu hromadenia, ktorá dosahuje vysokú hustotu prepojenia stohovaním izolačných a vodivých vrstiev vrstvu po vrstve. Dosky plošných spojov HDI sa široko používajú v miniaturizovaných elektronických zariadeniach, ako sú smartfóny, tablety a nositeľné zariadenia, a sú jednou z kľúčových technológií na dosiahnutie vysokého výkonu a miniaturizácie týchto zariadení.

Substráty integrovaných obvodov (nosiče integrovaných obvodov)

Substráty integrovaných obvodov (nosiče dosiek integrovaných obvodov) sa používajú hlavne na balenie čipov, ako napríklad balenie BGA (Ball Grid Array), balenie QFN (Quad Flat No-Lead) a balenie FC (Flip Chip) atď. Substráty integrovaných obvodov musia mať vlastnosti vysokohustotného prepojenia a vysokej presnosti, aby sa dosiahlo spoľahlivé spojenie medzi čipom a externým obvodom.
Substráty integrovaných obvodov zvyčajne používajú viacvrstvovú konštrukciu dosky a počas výrobného procesu existujú prísne požiadavky na presnosť čiar, veľkosť prechodov a presnosť polohy. Zároveň je potrebné pri substrátoch integrovaných obvodov zvážiť aj riadenie odvodu tepla a elektrický výkon, aby sa zabezpečila stabilita a spoľahlivosť čipu počas prevádzky. S neustálym vývojom čipovej technológie sa neustále zvyšujú aj požiadavky na výkon a presnosť substrátov integrovaných obvodov.

Technické vlastnosti dosiek plošných spojov klasifikované podľa štruktúry vodivých priechodiek

Dosky s priechodnými otvormi

Doska s priechodnými otvormi je jedným z najbežnejších typov dosiek plošných spojov. Jej vodivé prechody prenikajú z vrchnej vrstvy do spodnej vrstvy dosky plošných spojov a elektrické spojenie medzi vrstvami sa dosahuje procesom galvanického pokovovania. Priemer prechodu a hrúbka medi na stene prechodu dosky s priechodnými otvormi sú dôležitými parametrami ovplyvňujúcimi jej elektrický výkon a mechanickú pevnosť.
Väčší priemer prechodky je výhodný pre inštaláciu zásuvných komponentov, ale zaberie viac miesta na zapojenie; nedostatočná hrúbka medi v stene prechodky môže viesť k nespoľahlivým elektrickým spojom. Počas výrobného procesu dosky s priechodnými otvormi má presnosť vŕtania prechodiek a kvalita galvanického pokovovania dôležitý vplyv na výkon dosky plošných spojov. Okrem toho môže doska s priechodnými otvormi použiť aj proces plnenia prechodiek, napríklad plnenie živicou, aby sa zlepšila jej spoľahlivosť a odolnosť voči vlhkosti.

Dosky Micro-Via

Dosky s mikroprechodmi používajú vodivé prechody s malým priemerom (zvyčajne menším ako 0,15 mm), ako sú slepé mikroprechody a zapustené mikroprechody. Na vytvorenie mikroprechodov sa zvyčajne používa technológia laserového vŕtania alebo plazmového leptania a tieto technológie umožňujú výrobu mikroprechodov s vysokou presnosťou, aby sa splnili požiadavky na kabeláž s vysokou hustotou.
Mikrootvory na doskách s mikrootvormi majú malý priemer a veľký počet, čo umožňuje dosiahnuť viac elektrických pripojení v obmedzenom priestore a zlepšiť úroveň integrácie a výkon dosky plošných spojov. Počas návrhu a výrobného procesu dosiek s mikrootvormi je potrebné zvážiť procesy plnenia a povrchovej úpravy mikrootvorov, aby sa zabezpečil elektrický výkon a spoľahlivosť mikrootvorov.

(III) Slepé priechody

Vodivé prechody slepých prechodov siahajú len od povrchu dosky plošných spojov k určitej vnútornej vrstve a neprenikajú celou doskou plošných spojov. Existencia slepých prechodov môže znížiť počet prechodov na povrchu dosky plošných spojov, zvýšiť hustotu zapojenia a tiež znížiť rušenie signálov počas prenosu.
Medzi procesy tvorby slepých prechodov patrí laserové vŕtanie, galvanické pokovovanie po mechanickom vŕtaní atď. Rôzne procesné metódy majú rôzny vplyv na kvalitu a cenu slepých prechodov. Pri návrhu dosiek slepých prechodov je potrebné rozumne naplánovať umiestnenie a množstvo slepých prechodov, aby sa plne využili ich výhody a zlepšil sa výkon dosky plošných spojov.

(四) Dosky prepojenia s vysokou hustotou (HDI)

Dosky s vysokou hustotou prepojenia (HDI) sa vyznačujú vysokou hustotou prepojenia, malými priemermi prepojení a jemnými čiarami a sú jednou z kľúčových technológií na dosiahnutie miniaturizácie a vysokého výkonu elektronických zariadení. Okrem použitia malých vodivých prepojení dosahujú dosky HDI aj jemné zapojenie so šírkou/rozstupom čiar menšou ako 30 μm/30 μm vďaka technológii leptania jemných čiar.
Dosky HDI zvyčajne používajú technológiu budovania, ktorá dosahuje vysokú hustotu prepojenia vrstvením izolačných a vodivých vrstiev vrstvu po vrstve. Počas výrobného procesu dosiek HDI sú požiadavky na materiály, zariadenia a procesy veľmi vysoké a kvalita každého spoja musí byť prísne kontrolovaná, aby sa zabezpečil výkon a spoľahlivosť dosky plošných spojov.

Záver

Ako dôležitý základ elektronickej technológie poskytuje rozmanitosť typov a komplexnosť technológií dosiek plošných spojov solídnu podporu pre inovácie a vývoj elektronických zariadení. Od výberu substrátových materiálov až po návrh vodivých vrstiev, od aplikácie špeciálnych procesov až po zváženie metód povrchovej úpravy a potom až po technické požiadavky rôznych oblastí použitia a charakteristiky štruktúry vodivých priechodov, každý článok obsahuje bohaté technické konotácie.

S neustálym pokrokom elektronických technológií, ako je rýchly rozvoj nových technológií, ako je umelá inteligencia, internet vecí a veľké dáta, sa budú klásť vyššie požiadavky na výkon a funkcie dosiek plošných spojov. V budúcnosti sa technológia dosiek plošných spojov bude vyvíjať smerom k vyššej hustote, vyššiemu výkonu, nižším nákladom a väčšej ochrane životného prostredia, pričom sa bude neustále podporovať miniaturizácia, inteligencia a vývoj vysokovýkonných elektronických zariadení. Elektroničtí inžinieri a odborníci v súvisiacich odvetviach musia venovať veľkú pozornosť vývojovým trendom technológie dosiek plošných spojov, neustále inovovať a optimalizovať návrhy, aby spĺňali rastúce požiadavky trhu a technické výzvy.

Často kladené otázky：

Q1. Aké sú bežné substrátové materiály pre pevné dosky plošných spojov?

Medzi bežné substrátové materiály pre pevné dosky plošných spojov patria sklenené vlákna (ako napríklad E-sklo, S-sklo atď.), polyimid (PI), FR-4 (ohňovzdorný laminát s pokovovaním meďou zložený z epoxidovej živice a tkaniny zo sklenených vlákien), CEM-1 (kompozitný laminát s pokovovaním meďou obsahujúci sklenenú rohož a papierovú bázu) a CEM-3 (kompozitný laminát s pokovovaním meďou s jadrom zo sklenených vlákien).

Otázka 2. Prečo sú flexibilné dosky plošných spojov vhodné pre nositeľné zariadenia?

Flexibilné dosky plošných spojov sú vhodné pre nositeľné zariadenia, pretože ich hlavné substrátové materiály, ako je polyimid (PI), polyetyléntereftalát (PET) atď., im poskytujú dobrú flexibilitu, ktorá im umožňuje ohýbať sa, skladať a krútiť v určitom rozsahu, čím sa dokážu prispôsobiť zložitým tvarom nositeľných zariadení, ktoré sa prispôsobujú ľudskému telu. Zároveň sa vyznačujú tenkosťou a ľahkosťou, takže na nositeľa nepredstavujú príliš veľkú záťaž, čím spĺňajú požiadavky nositeľných zariadení na priestor a pohodlie.

Otázka 3. Aké sú príslušné funkcie pevnej a flexibilnej oblasti v pevne-flexibilnej doske plošných spojov?

V pevnej oblasti pevne-flexibilnej dosky plošných spojov sa na zabezpečenie mechanickej podpory a stability používajú najmä pevné substrátové materiály, ako napríklad FR-4 alebo PI, ktoré zaisťujú štrukturálnu pevnosť dosky plošných spojov počas inštalácie a používania. Flexibilná oblasť naopak využíva flexibilné substrátové materiály, ako napríklad flexibilné fólie PI, na dosiahnutie ohybovej funkcie, aby sa prispôsobila zmenám tvaru zariadenia v rôznych scenároch použitia a splnila požiadavky na komplexný mechanický a elektrický výkon.

Otázka 4. Aké sú hlavné rozdiely medzi jednostrannými a obojstrannými doskami plošných spojov?

Jednostranná doska plošných spojov (PCB) má medenú fóliu iba na jednej strane a používa sa na jednostranné zapojenie. Jej zložitosť obvodu je relatívne nízka a je vhodná pre jednoduché elektronické zariadenia. Výrobný proces je jednoduchý a náklady sú nízke, ale jej funkcie a priestor na zapojenie sú obmedzené. Obojstranná doska plošných spojov má medenú fóliu na oboch stranách a elektrické spojenie medzi oboma stranami sa dosahuje cez priechodky (zvyčajne metalizované priechodky). Zložitosť obvodu je stredná a umožňuje dosiahnuť viac funkcií so širším rozsahom použitia, ako sú základné dosky počítačov, komunikačné zariadenia atď.

Otázka 5. Aké sú funkcie slepých a zabudovaných prechodov vo viacvrstvových doskách plošných spojov?

Slepé prechodky vo viacvrstvových doskách plošných spojov sú vodivé otvory, ktoré siahajú od povrchu k určitej vnútornej vrstve a neprenikajú celou doskou plošných spojov. Môžu sa použiť na elektrické prepojenia medzi špecifickými vrstvami, čím sa znižuje rušenie signálu a zlepšuje integrita signálu. Zapustené prechodky sú prepojenia medzi vnútornými vrstvami a nie sú na povrchu odkryté. Môžu dosiahnuť medzivrstvové prepojenia bez zaberania povrchového priestoru, čo pomáha realizovať vysokohustotné zapojenie a zlepšuje výkon a úroveň integrácie dosky plošných spojov.

Otázka 6. Prečo musia vysokofrekvenčné dosky plošných spojov používať špeciálne materiály?

Vysokofrekvenčné dosky plošných spojov sa používajú hlavne na spracovanie vysokofrekvenčných signálov, ako sú mikrovlnné frekvenčné pásma a milimetrové vlnové frekvenčné pásma, a signály sú náchylné na straty počas prenosu. Používajú sa špeciálne materiály, ako sú materiály Rogers, polytetrafluóretylén (PTFE) a materiály plnené keramikou, pretože tieto materiály majú vlastnosti nízkej dielektrickej konštanty (Dk) a nízkeho tangensu straty (Df), čo môže účinne znížiť straty signálu, zabezpečiť integritu signálu a splniť požiadavky na prenos vysokofrekvenčného signálu.

Q7. Pre ktoré vysokovýkonné elektronické zariadenia sú vhodné dosky plošných spojov na báze kovu?

Dosky plošných spojov na báze kovu sú vhodné pre rôzne elektronické zariadenia s vysokým výkonom. Napríklad vo výkonových moduloch sa počas prevádzky vytvára veľké množstvo tepla a dosky plošných spojov na báze kovu dokážu teplo účinne odvádzať, aby sa zabezpečila ich normálna prevádzka. V prípade LED osvetľovacích zariadení dokážu rýchlo odvádzať teplo generované LED diódami, čím sa zlepšuje účinnosť osvetlenia a životnosť žiaroviek. V prípade obvodov pohonu motorov môžu pomôcť odvádzať teplo generované počas prevádzky motora, čím sa zabezpečí stabilná prevádzka obvodu.

Otázka 8. Aké sú kľúčové technické vlastnosti dosiek plošných spojov HDI?

Medzi kľúčové technické vlastnosti dosiek plošných spojov HDI patrí použitie malých priemerov otvorov (Micro-Via, zvyčajne menších ako 0,1 mm), ktoré sa vytvárajú pomocou pokročilých technológií, ako je laserové vŕtanie a plazmové leptanie; jemné čiary (Fine Line), ktoré umožňujú dosiahnuť jemné zapojenie so šírkou/rozstupom čiar menej ako 30 μm/30 μm; použitie technológie hromadenia na zvýšenie počtu vrstiev a dosiahnutie prepojenia s vysokou hustotou; a dobrá kompatibilita s procesom montáže povrchovou montážou (SMT), ktorá je vhodná pre potreby miniaturizovaných elektronických zariadení.

Otázka 9. Aké sú typy povrchových cínových vrstiev pre cínované striekané dosky plošných spojov?

Typy povrchových cínových vrstiev pre cínované dosky plošných spojov zahŕňajú čistý cín (čistý cín), zliatinu cín-olovo (zliatina cín-olovo) a bezolovnatý cín v spreji, ako napríklad Sn-Cu (zliatina cín-medi), Sn-Ag-Cu (zliatina cín-striebro-medi) atď. Bezolovnatý cín v spreji je typ, ktorý sa postupne popularizuje s cieľom splniť požiadavky na ochranu životného prostredia.

Otázka 10. Prečo sa pozlátené dosky plošných spojov často používajú v špičkových elektronických zariadeniach?

Pozlátené dosky plošných spojov sa často používajú vo vysoko kvalitných elektronických zariadeniach, pretože kovové zlato pokrývajúce ich povrch (rozdelené na tvrdé zlato a mäkké zlato) môže poskytnúť dobrú elektrickú vodivosť, znížiť kontaktný odpor a zabezpečiť spoľahlivosť elektrických spojení. Zároveň má zlato vynikajúce antioxidačné vlastnosti, ktoré účinne odolávajú environmentálnej korózii a chemickej korózii, predlžujú životnosť dosky plošných spojov a spĺňajú prísne požiadavky na spoľahlivosť a stabilitu vysoko kvalitných elektronických zariadení, ako sú letecký priemysel, zdravotnícke zariadenia a komunikačné základňové stanice.

Otázka 11. Na čo treba dávať pozor pri skladovaní OSP PCB?

Dosky plošných spojov OSP sú povrchovo upravené organickou ochrannou vrstvou proti spájkovaniu. Ich skladovateľnosť je relatívne krátka a mala by sa venovať pozornosť prevencii vlhkosti. Mali by sa skladovať v suchom prostredí s nízkou vlhkosťou, aby sa predišlo poškodeniu organickej ochrannej vrstvy proti spájkovaniu v dôsledku vlhkosti, čo by mohlo ovplyvniť spájkovateľnosť dosky plošných spojov. Zároveň by sa mala venovať pozornosť aj čisteniu povrchu, aby sa zabránilo kontaminácii povrchu dosky plošných spojov prachom a nečistotami, čo by mohlo ovplyvniť následné zváranie a prevádzkové vlastnosti.

Otázka 12. Aké výkonnostné požiadavky majú počítačové dosky pre dosky plošných spojov?

Počítačové dosky, ako sú základné dosky, grafické karty a serverové dosky, majú požiadavky na vysokorýchlostné spracovanie dát a prenosové schopnosti dosiek plošných spojov. Musia podporovať protokoly vysokorýchlostného prenosu signálu, ako je zbernica PCI-E, rozhrania USB a rozhrania SATA. Mali by mať dobrý elektrický výkon, aby sa zabezpečila integrita a stabilita signálu. Základná doska musí integrovať rôzne kľúčové komponenty, ako je čipová sada, čip BIOS a obvod napájania atď., čo vyžaduje rozumné rozloženie a vysokú úroveň integrácie dosky plošných spojov. Serverové dosky musia tiež podporovať viacero procesorov a veľkokapacitnú pamäť, čo kladie vyššie požiadavky na nosnosť a spoľahlivosť dosky plošných spojov.

Otázka 13. Prečo musia mať automobilové dosky vysokú spoľahlivosť?Automobilové dosky sa používajú v automobilových elektronických systémoch. Počas jazdy sú vozidlá vystavené rôznym zložitým podmienkam prostredia, ako sú vibrácie, nárazy a zmeny vysokých a nízkych teplôt (zvyčajne sa vyžaduje, aby normálne fungovali v teplotnom rozsahu od -40 °C do 125 °C). Ak automobilová doska nemá dostatočnú spoľahlivosť, môže to viesť k poruchám v automobilovom elektronickom systéme, čo ovplyvní normálnu prevádzku vozidla a bezpečnosť jazdy. Preto musia mať automobilové dosky vysokú spoľahlivosť, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka v náročných podmienkach.

Otázka 14. Akú úlohu hrá substrát integrovaného obvodu (nosičová doska integrovaného obvodu) v balení čipov?

Substrát integrovaného obvodu (nosičová doska integrovaného obvodu) zohráva hlavnú úlohu prepojenia čipu a externého obvodu v balení čipu. Napríklad metódy balenia, ako je balenie BGA (Ball Grid Array), balenie QFN (Quad Flat No-Lead) a balenie FC (Flip Chip), musia dosiahnuť spoľahlivé spojenie prostredníctvom substrátu integrovaného obvodu. Musí mať charakteristiky vysokej hustoty prepojenia a vysokej presnosti, aby spĺňal požiadavky veľkého počtu prenosov signálu medzi čipom a externým obvodom. Zároveň je potrebné zvážiť aj riadenie rozptylu tepla a elektrický výkon, aby sa zabezpečilo, že teplo generované počas prevádzky čipu sa môže efektívne rozptyľovať a signál sa môže stabilne prenášať, čím sa zabezpečí normálna prevádzka čipu.

Otázka 15. Ako sa tvoria mikrootvory na doskách s mikrootvormi?

Mikrootvory na doskách s mikrootvormi sa zvyčajne vytvárajú laserovým vŕtaním alebo plazmovým leptaním. Laserové vŕtanie využíva vysokoenergetický laserový lúč na ožiarenie dosky plošných spojov, čo spôsobuje okamžité odparovanie materiálu a vytváranie mikrootvorov. Plazmové leptanie na druhej strane využíva plazmu na chemickú reakciu s povrchovým materiálom dosky plošných spojov, čím sa odstraňujú nepotrebné časti, čím sa vytvárajú malé priemery otvorov, ako sú slepé a zapustené mikrootvory atď., na dosiahnutie vysokej hustoty zapojenia.