Togi PCB

Material: Tog je iz steklenih vlaken, fleksibilen pa iz poliimida. Struktura: Tog se ne upogne, fleksibilen se lahko upogne. Uporaba: Tog za stabilne povezave, fleksibilen za kompaktne prostore.

Enoslojni, dvoslojni, večslojni. Enoslojni ima vezja na eni strani; dvoslojni na obeh; večslojni povezuje prevodne plasti preko prehodnih odprtin (npr. matične plošče).

Namizni računalniki, televizorji, industrijski nadzor, avtomobilska elektronika (računalniki v vozilih), vesoljske komponente brez vibracij itd.

Nižji stroški. Togi tiskani vezji imajo zrele postopke in poceni materiale; fleksibilni tiskani vezji so dragi zaradi kompleksnih materialov in postopkov.

Običajni substrati FR4: od -55 °C do 125 °C za normalno uporabo, kratkotrajno 260 °C za spajkanje brez svinca. Posebni materiali lahko prenesejo višje temperature.

Od nekaj cm² (majhne krmilne plošče) do več m² (velike strežniške matične plošče).

Odvisno od velikosti, slojev in materialov. Večplastne plošče FR4: ~1–3 kg/m², težje od fleksibilnih tiskanih vezij enake površine.

10–20+ let v normalnih okoljih; v težkih pogojih (visoka temperatura/vlažnost) se skrajša na leta.

FR4 ima upogibni modul ~100-200 MPa, kar je precej manj kot pri fleksibilnih tiskanih vezjih. Povečanje debeline poveča odpornost na napetost.

FR4 (epoksi smola iz steklenih vlaken), fenolna smola, epoksi smola; PTFE za posebne visokofrekvenčne aplikacije.

Dobra električna izolacija, mehanske lastnosti in dimenzijska stabilnost. CTE: 13–17 ppm/℃. Nizki stroški in zreli postopki.

Nizka temperatura razgradnje (120–150 °C), nagnjenost k delaminaciji med spajkanjem, slabe električne/mehanske lastnosti, visok CTE in neprijeten vonj.

Tvori prevodne sledi za pretok toka. Običajne debeline: 0,5 oz (17 μm), 1 oz (35 μm), 2 oz (70 μm). Debele folije za uporabo pri visokih tokovih.

Izolira, da prepreči kratke stike, ščiti baker pred oksidacijo in fizičnimi poškodbami ter loči območja po barvi (npr. zelena, modra).

Natisne znake/simbole za identifikacijo komponent med proizvodnjo in odpravljanjem napak. Običajna barva: bela; tudi siva, rdeča, črna, rumena itd.

FR4: Nizki stroški za splošno uporabo. Visokofrekostni materiali (npr. PTFE): Majhna izguba signala za 5G. Keramični substrati: Visoka toplotna prevodnost za aplikacije pri visokih temperaturah.

Upoštevajte električne (visoka frekvenca/visoka napetost), mehanske (vibracije), temperaturne in stroškovne dejavnike. Za potrošniško elektroniko uporabite FR4, za visoko frekvenco PTFE in za visoko toploto keramiko.

RoHS: Omejuje nevarne snovi (svinec, živo srebro itd.). Brez halogena: Br/Cl

Materiali z nizkim koeficientom toplotne razpršitve (CTE) izboljšajo dimenzijsko stabilnost. Visoka toplotna prevodnost izboljša odvajanje toplote. Visokozmogljivi izolatorji zmanjšajo izgubo signala, kar omogoča miniaturizacijo in visoko zmogljivost.

Celovitost signala (usklajevanje impedance, preprečevanje odboja/presluha), porazdelitev moči, ozemljitev in nosilnost toka.

Skrajšajte signalne sledi, zmanjšajte prehode. Uporabite diferencialne pare za visokohitrostne signale in krmilno impedanco. Napajalne/ozemljitvene ravnine iz trdnega bakra. Razdelitveni moduli za preprečevanje motenj. Širina linije glede na tok.

Velikost temelji na debelini/toku (debelejše plošče potrebujejo večje prehode). Zmanjšajte število prehodov. Za hitre signale izvrtajte nazaj, da odstranite stranske kontakte.

Usklajevanje impedance vira, prenosnega voda in obremenitve za zmanjšanje odboja. Doseženo z nadzorom širine vodnika, razmika, debeline dielektrika in permitivnosti (npr. širina 0,33 mm za 50Ω mikrotrakasto vezavo na FR4).

Pregradne komponente; občutljive dele hranite stran od virov šuma. Napajalne/ozemljitvene ravnine v večplastnih ploščah za zaščito. Ozemljitvene ravnine okoli visokohitrostnih signalov. Ločilni kondenzatorji; optimizirana ozemljitev.

Funkcionalno pregradno ločevanje, ločevanje toplotno občutljivih komponent, postavitev visokofrekvenčnih komponent blizu drug drugega, dajanje prednosti velikim komponentam in zagotavljanje enostavne namestitve/vzdrževanja.

Sosednji napajalni in ozemljitveni nivoji za zmanjšanje induktivnosti. Napetostni priključki s prehodnimi priključki. Trdni baker za napajalne nivoje; odebelitev visokotokovnih poti.

Termični prehodi in bakrene ravnine pod vročimi komponentami. Podlage z visoko toplotno prevodnostjo. Zasnova pretoka zraka; po potrebi dodajte hladilne odvode/ventilatorje.

Položaj luknje: ±0,1 mm. Prevlečeni prehodi: ±0,076 mm. Neprevlečeni prehodi: ±0,05 mm. Širina črte: ±10 %–20 %.

Altium Designer (primerno za majhne do srednje velike zasnove), Cadence Allegro (visokohitrostno večplastno), Mentor PADS (uporabniku prijazno in učinkovito).

Paneliziranje → Vrtanje → Nanašanje bakra → Slikanje → Prevleka → Jedkanje → Spajkalna maska ​​→ Sitotisk → Površinska obdelava → Profiliranje.

Težave: Grobe stene, zareze, polomljeni svedri. Rešitve: Zamenjava svedrov, optimizacija hitrosti/podajanja, pregled materialov.

Vloga: Prevodnost sten lukenj za povezavo plasti. Kontrole: Sestava raztopine, temperatura (25–35 °C), pH (11–12), čistoča predobdelave.

Fotolitografija: Visoka natančnost za HDI, visoki stroški in kompleksnost. Sitotisk: Nizki stroški/preprosta oprema, nižja natančnost.

Nadzor z gostoto toka, časom nanašanja in koncentracijo raztopine. Npr. 1 oz (35 μm) zahteva 20–30 minut pri 2–3 A/dm².

Nadzorujte koncentracijo jedkalnega sredstva, temperaturo, čas in tlak pršenja ter redno vzdržujte opremo. Visoka koncentracija lahko povzroči prekomerno jedkanje, nizka koncentracija pa nepopolno jedkanje. Vzdržujte temperaturo pri 45–55 ℃, določite čas glede na debelino plošče itd. in zagotovite enakomeren pritisk za popoln stik.

Enakomerno prekrijte vezje brez manjkajočega tiska, luknjic ali mehurčkov. Debelina olja na bakreni površini: 10–18 μm, preko: 5–8 μm. Ustrezen razmik od robov vezja, da preprečite prekomerno prekrivanje blazinic ali tveganje kratkega stika.

Znaki morajo biti jasni, popolni, z dobrim barvnim kontrastom, natančno postavljeni, ne da bi blokirali ključna področja, in imeti močan oprijem (izberite ustrezna črnila in postopke sušenja).

HASL: Nizki stroški, dobra spajkljivost, omejena ravnost. ENIG: Gladko, dobra spajkljivost in odpornost proti koroziji, visoki stroški. Potopni kositer: Dobra spajkljivost, gladka površina, rok trajanja. OSP: Nizki stroški, preprost postopek, kratka ohranitev spajkljivosti.

Mehansko rezanje (visoka natančnost, primerno za kompleksne velike velikosti). Prebijanje (visoka učinkovitost, primerno za redno masovno proizvodnjo). Lasersko rezanje (izjemno visoka natančnost, visoki stroški, primerno za fine majhne serije). Izberite glede na obliko, natančnost, velikost serije in stroške.

Po rezanju preverite dimenzije/debelino. Po vrtanju preverite položaj, velikost in steno luknje. Po prevleki preverite debelino/enakomernost bakra. Po jedkanju preverite celovitost vezja. Preverite kakovost tiskanja spajkalne maske/znakov. Po površinski obdelavi preverite debelino/oprijem prevleke. Po oblikovanju preverite obliko/robove.

Uporabite testerje z letečimi sondami ali opremo ICT. Leteča sonda je primerna za majhne serije/različice, zaznavanje odprtih/kratkih stikov itd. ICT je namenjena masovni proizvodnji, popolnemu testiranju električnih lastnosti s posebnimi napravami.

Zaznavanje povezljivosti, praznin, integritete bakra v večplastnih ploščah. Nedestruktivno preverjanje spajkanih spojev BGA in notranjih napak (tujkov, delaminacije).

Z optičnimi kamerami zbirajte slike in jih primerjajte s standardi za odkrivanje napak, kot so manjkajoče komponente, nepravilna poravnava, kratki stiki. Uporablja se pri pregledu v realnem času po tiskanju, namestitvi in ​​spajkanju s ponovnim spajkanjem za izboljšanje učinkovitosti in kakovosti.

Preskus upogibanja (opazovanje razpok pri določenih kotih/ciklih). Preskus padca (simulacija udarcev). Preskus vibracij (simulacija vibracij za preverjanje spajkanja in strukture).

V skladu s standardom IPC-4552 je ENIG primeren za visoke frekvence/visoko zanesljivost (Ni: 3–5 μm, Au: 0,05–0,1 μm). OSP je poceni (debelina filma: 0,2–0,5 μm, primeren za kratkotrajno shranjevanje). HASL je zrel (debelina Sn > 2,5 μm, slaba ravnost).

Prilagodite koncentracijo raztopine (kislo jedkalno sredstvo: CuCl₂ 180–220 g/L, HCl 1,0–1,5 mol/L), temperaturo 50–55 ℃. V primeru prekomernega nezadostnega jedkanja zmanjšajte hitrost in povečajte tlak pršenja na 2–3 bare.

V skladu z IPC-6012, splošne večplastne plošče ≤75 μm, HDI plošče ≤50 μm. Natančnost pozicioniranja laserskega vrtanja ±25 μm, nadzorovano z visoko natančnimi osvetljevalnimi stroji.

Material FR-4: vzdolžno ≥345 MPa, prečno ≥276 MPa (ASTM D790). Debelina 1,6 mm ≥300 MPa.

Metalografsko seciranje (IPC-TM-650, skoznja luknja ≥20 μm, slepa/vkopana luknja ≥18 μm). Nedestruktivno testiranje z rentgensko fluorescenčno spektroskopijo (XRF) (natančnost ±0,5 μm).

Predgrevanje: 90–130 ℃ (60–120 s). Spajkalno območje: 240–260 ℃ (kontakt 2–4 s). Hitrost hlajenja: 3–6 ℃/s (J-STD-003).

Konvencionalno: 15–30 μm (IPC-6012), gosta območja ≥20 μm. Sitotisk: 20–25 μm, svetlobno strjevanje: 15–20 μm.

Konvencionalno: 6/6 mil (0,1524 mm). LDI + kemično jedkanje: 3/3 mil (0,0762 mm). HDI plošče: 1/1 mil (0,0254 mm).

Za prevodnost izberite tesnjenje s smolo (globina ≥80 % globine, napaka ravnosti ≤10 μm). Samo za izolacijo izberite prekrivanje (širina prekrivnosti ≥0,1 mm).

V skladu s standardom IPC-J-STD-033 pecite pri temperaturi 125 ℃ 4–8 ur (≤1,6 mm: 4 ure, ＞1,6 mm: 8 ur), da se vsebnost vlage zmanjša pod 0,1 %.

Večja hrapavost poveča skin-efekt in izgubo signala. RTF folija Ra 10 GHz). VLP folija Ra

Strojno ščetkanje za odstranjevanje igle (tlak 0,3–0,5 MPa, hitrost 2–3 m/min). Kemično mikrojedkanje (natrijev persulfat 100–150 g/L, 40–50 ℃, 1–2 min).

Splošno: enojni ±10 %, diferencial ±8 %. Visoka hitrost (>1 Gbps): enojni ±5 %, diferencial ±3 %, nastavljivo s širino linije, debelino dielektrika, debelino bakra.

V skladu z UL 796, material FR-4 ≥1400 V/mm pri 25 ℃/50 % relativne vlažnosti. Plazilna pot 1 mm ustreza 100–200 V.

Najmanjša širina/razmik črte, razmerje med premerom luknje in blazinico (baldažna blazinica ≥ luknje +0,4 mm, ko je luknja ≥0,3 mm), razmerje med površino bakra (30 %–70 %), razmerje stranic svedra (≤8:1), širina mostu spajkalne maske (≥0,1 mm).

Vzroki: neskladje CTE, neenakomerna debelina, nepravilna temperaturna krivulja. Rešitve: Izberite materiale s CTE ≤ 15 ppm/℃, nadzorujte toleranco debeline ± 0,05 mm, optimizirajte hitrost segrevanja ≤ 3 ℃/s.

Po IPC-TM-650, ≥10¹⁰Ω po 168 urah pri 85 ℃/85 % relativne vlažnosti, ≥10¹²Ω za visokokakovostne aplikacije, ki zahtevajo nadzor čistoče površine.

Slepi prehodi: Lasersko/mehansko vrtanje + prevleka, globina ≤ 0,5 mm, za površinsko medsebojno povezavo. Zakopani prehodi: Mehansko vrtanje + laminacija, ki zahteva poravnavo, za signale notranje plasti za zmanjšanje parazitskih parametrov.

Leteča sonda: Pokritost >98 %, primerna za majhne serije/visoko gostoto, počasna (3–5 s/točko). Žeblji: Hitra (

Vsako povečanje za 1 oz (35 μm) poveča toplotno prevodnost za 38 %. 3 oz folija v aplikacijah z visoko porabo energije zmanjša dvig temperature za 15 %–20 % s toplotnimi prehodi.

Konvencionalno: 0,1 mm. Plošče visoke gostote z LDI: 0,075 mm, kar preprečuje premoščanje spajkanja.

Neenakomerno spajkanje na blazinicah, nezadostno spajkanje, neravna površina. Kontrolno spajkanje