Stelt kretskort

Material: Stelt använder glasfiber, flexibelt använder polyimid. Struktur: Stelt kan inte böjas, flexibelt kan böjas. Användning: Stelt för stabila anslutningar, flexibelt för kompakta utrymmen.

Enkelskikt, dubbelskikt, flerskikt. Enkelskikt har kretsar på ena sidan; dubbelskikt på båda; flerskikt förbinder ledande lager via vias (t.ex. moderkort).

Stationära datorer, TV-apparater, industriell styrning, fordonselektronik (datorer i fordon), vibrationsfria komponenter för flyg- och rymdteknik etc.

Lägre kostnad. Stela kretskort har mogna processer och billiga material; flexibla kretskort är dyra på grund av komplexa material och processer.

Vanliga FR4-substrat: -55 °C till 125 °C för normal användning, kortvarigt 260 °C för blyfri lödning. Specialmaterial tål högre temperaturer.

Från några få cm² (små styrkort) till flera m² (stora servermoderkort).

Beror på storlek, lager och material. FR4 flerskiktskort: ~1–3 kg/m², tyngre än flexibla kretskort med samma yta.

10–20+ år i normala miljöer; förkortat till år under tuffa förhållanden (hög temperatur/fuktighet).

FR4 har en böjmodul på ~100–200 MPa, vilket är mycket lägre än flexibla kretskort. Ökande tjocklek förbättrar spänningsbeständigheten.

FR4 (glasfiberepoxi), fenolharts, epoxiharts; PTFE för speciella högfrekventa tillämpningar.

God elektrisk isolering, mekaniska egenskaper och dimensionsstabilitet. CTE: 13–17 ppm/℃. Låg kostnad och mogna processer.

Låg sönderdelningstemperatur (120–150 °C), benägen för delaminering under lödning, dåliga elektriska/mekaniska egenskaper, hög CTE och luktande.

Bildar ledande spår för strömflöde. Vanliga tjocklekar: 0,5 oz (17 μm), 1 oz (35 μm), 2 oz (70 μm). Tjocka folier för högströmstillämpningar.

Isolerar för att förhindra kortslutning, skyddar koppar från oxidation och fysiska skador och skiljer områden åt efter färg (t.ex. grön, blå).

Skriver ut tecken/symboler för komponentidentifiering under produktion och felsökning. Vanliga färger: vit; även grå, röd, svart, gul, etc.

FR4: Låg kostnad för allmänt bruk. Högfrekventa material (t.ex. PTFE): Låg signalförlust för 5G. Keramiska substrat: Hög värmeledningsförmåga för högvärmeapplikationer.

Tänk på elektriska (högfrekventa/högspännings), mekaniska (vibrationer), temperatur och kostnad. Använd FR4 för konsumentelektronik, PTFE för högfrekventa och keramik för hög värme.

RoHS: Begränsar farliga ämnen (bly, kvicksilver etc.). Halogenfri: Br/Cl

Material med låg CTE förbättrar dimensionsstabiliteten. Hög värmeledningsförmåga förbättrar värmeavledningen. Högpresterande isolatorer minskar signalförlust, vilket möjliggör miniatyrisering och hög prestanda.

Signalintegritet (impedansmatchning, antireflektion/överhörning), effektfördelning, jordning och strömbärande kapacitet.

Förkorta signalspår, minimera vias. Använd differentialpar för höghastighetssignaler och styrimpedans. Effekt-/jordplan med solid koppar. Partitionera moduler för att undvika störningar. Linjebredd baserad på ström.

Storlek baserad på tjocklek/ström (tjockare kort behöver större vior). Minimera antalet vior. Bakåtborrning för höghastighetssignaler för att ta bort stubbar.

Matchning av källa, transmissionsledning och lastimpedanser för att minska reflektion. Uppnås genom att kontrollera ledningsbredd, avstånd, dielektrisk tjocklek och permittivitet (t.ex. 0,33 mm bredd för 50Ω mikrostrip på FR4).

Dela upp komponenter; håll känsliga delar borta från bruskällor. Kraft-/jordplan i flerskiktskort för skärmning. Jordplan runt höghastighetssignaler. Avkopplingskondensatorer; optimerad jordning.

Funktionell uppdelning, separera värmekänsliga komponenter, placera högfrekventa komponenter nära varandra, prioritera stora komponenter och säkerställ enkel installation/underhåll.

Angränsande effekt- och jordplan för att minska induktansen. Spänning med via-anslutningar. Massiv koppar för effektplan; förtjockning av högströmsbanor.

Termiska vior och kopparplan under heta komponenter. Substrat med hög värmeledningsförmåga. Luftflödesdesign; lägg till kylflänsar/fläktar vid behov.

Hålposition: ±0,1 mm. Pläterade vias: ±0,076 mm. Icke-pläterade vias: ±0,05 mm. Linjebredd: ±10 %–20 %.

Altium Designer (lämplig för små till medelstora konstruktioner), Cadence Allegro (snabba flerskiktsgränssnitt), Mentor PADS (användarvänlig och effektiv).

Panelering → Borrning → Kopparavsättning → Avbildning → Plätering → Etsning → Lödmask → Silkscreen → Ytbehandling → Profilering.

Problem: Grova väggar, grader, trasiga borrar. Lösningar: Byt ut borrar, optimera hastighet/matning, inspektera material.

Roll: Konduktivisera hålväggar för lageranslutning. Kontroller: Lösningens sammansättning, temperatur (25–35 °C), pH (11–12), renhet för behandling.

Fotolitografi: Hög precision för HDI, hög kostnad och komplexitet. Screentryck: Låg kostnad/enkel utrustning, lägre precision.

Kontroll via strömtäthet, pläteringstid och lösningskoncentration. T.ex. kräver 1 oz (35 μm) 20–30 minuter vid 2–3 A/dm².

Kontrollera etsmedlets koncentration, temperatur, tid och spruttryck, och underhåll utrustningen regelbundet. Hög koncentration kan orsaka överetsning, medan låg koncentration leder till ofullständig etsning. Håll temperaturen vid 45-55 ℃, bestäm tiden baserat på skivans tjocklek etc., och säkerställ ett jämnt tryck för full kontakt.

Täck kretsen jämnt utan att det finns några tryckfel, porer eller bubblor. Oljetjocklek på kopparytan: 10–18 μm, via: 5–8 μm. Lämpligt avstånd från kretsens kanter för att förhindra överdriven täckning av plattorna eller risk för kortslutning.

Tecknen ska vara tydliga, kompletta, med god färgkontrast, korrekt placerade utan att blockera viktiga områden och ha stark vidhäftning (välj lämpliga tryckfärger och härdningsprocesser).

HASL: Låg kostnad, god lödbarhet, begränsad planhet. ENIG: Slät, god lödbarhet och korrosionsbeständighet, hög kostnad. Immersionstenn: God lödbarhet, slät yta, hållbarhet. OSP: Låg kostnad, enkel process, kort lödbarhetsbibehållning.

Mekanisk skärning (hög precision, lämplig för komplexa stora storlekar). Stansning (hög effektivitet, lämplig för vanlig massproduktion). Laserskärning (extremt hög precision, hög kostnad, lämplig för fina små serier). Välj baserat på form, precision, seriestorlek och kostnad.

Kontrollera dimensioner/tjocklek efter skärning. Kontrollera hålets position, storlek och vägg efter borrning. Testa kopparns tjocklek/likformighet efter plätering. Kontrollera kretsens integritet efter etsning. Kontrollera tryckkvaliteten på lödmasken/tecknen. Testa beläggningens tjocklek/vidhäftning efter ytbehandling. Kontrollera form/kanter efter gjutning.

Använd flygande probtestare eller ICT-utrustning. Flygande prob är lämplig för små partier/varianter, detekterar avbrott/kortslutningar etc. ICT är avsedd för massproduktion, och testar fullständigt elektrisk prestanda med speciella fixturer.

Detektera via anslutning hålrum och kopparintegritet i flerskiktskort. Kontrollera BGA-lödfogar och interna defekter (främmande material, delaminering) icke-förstörande.

Samla in bilder via optiska kameror och jämför med standarder för att upptäcka defekter som saknade komponenter, feljustering och kortslutningar. Tillämpas vid realtidsinspektion efter tryckning, placering och omlödning för att förbättra effektivitet och kvalitet.

Böjprov (observera sprickor vid specificerade vinklar/cykler). Fallprov (simulera stötar). Vibrationsprov (simulera vibrationer för att kontrollera lödning och struktur).

Enligt IPC-4552 är ENIG lämplig för högfrekventa/hög tillförlitlighetskrav (Ni: 3–5 μm, Au: 0,05–0,1 μm). OSP är billigt (filmtjocklek: 0,2–0,5 μm, lämplig för korttidslagring). HASL är moget (Sn-tjocklek >2,5 μm, dålig planhet).

Justera lösningskoncentrationen (surt etsmedel: CuCl₂ 180–220 g/L, HCl 1,0–1,5 mol/L), temperatur 50–55 ℃. Vid kraftig underetsning, minska hastigheten och öka spruttrycket till 2–3 bar.

Enligt IPC-6012, generella flerskiktskort ≤75 μm, HDI-kort ≤50 μm. Positioneringsnoggrannhet vid laserborrning ±25 μm, styrd med högprecisionsexponeringsmaskiner.

FR-4 material: längsgående ≥345 MPa, tvärgående ≥276 MPa (ASTM D790). 1,6 mm tjocklek ≥300 MPa.

Metallografisk sektionering (IPC-TM-650, genomgående hål ≥20 μm, blind/nedgrävd via ≥18 μm). XRF-icke-förstörande provning (noggrannhet ±0,5 μm).

Förvärmning: 90-130 ℃ (60-120s). Lödzon: 240-260 ℃ (kontakt 2-4s). Kylningshastighet: 3-6 ℃/s (J-STD-003).

Konventionell: 15–30 μm (IPC-6012), täta ytor ≥20 μm. Screentryck: 20–25 μm, ljushärdning: 15–20 μm.

Konventionell: 6/6mil (0,1524 mm). LDI + kemisk etsning: 3/3mil (0,0762 mm). HDI-kort: 1/1mil (0,0254 mm).

För konduktivitet, välj hartspluggning (djup ≥80 % via djup, planhetsfel ≤10 μm). För endast isolering, välj täckning (täckningsbredd ≥0,1 mm).

Enligt IPC-J-STD-033, grädda vid 125 ℃ i 4–8 timmar (≤1,6 mm: 4 timmar, >1,6 mm: 8 timmar) för att minska fukthalten till under 0,1 %.

Högre ojämnhet förstärker skinneffekten och signalförlusten. RTF-folie Ra 10 GHz). VLP-folie Ra

Avgradningsmaskin med borstning (tryck 0,3–0,5 MPa, hastighet 2–3 m/min). Kemisk mikroetsning (natriumpersulfat 100–150 g/L, 40–50 ℃, 1–2 min).

Allmänt: enkelsidig ±10 %, differentiell ±8 % Hög hastighet (>1 Gbps): enkelsidig ±5 %, differentiell ±3 %, justerad via linjebredd, dielektrisk tjocklek, koppartjocklek.

Enligt UL 796, FR-4-material ≥1400V/mm vid 25℃/50% RF. Krypsträcka 1mm motsvarar 100-200V.

Minsta linjebredd/avstånd, håldiameter/dyna-förhållande (dyna ≥hål +0,4 mm vid hål ≥0,3 mm), koppararea-förhållande (30 %–70 %), borrprofilförhållande (≤8:1), lödmaskbryggbredd (≥0,1 mm).

Orsaker: CTE-felmatchning, ojämn tjocklek, felaktig temperaturkurva. Lösningar: Välj CTE-material ≤15 ppm/℃, kontrollera tjocklekstoleransen ±0,05 mm, optimera uppvärmningshastigheten ≤3 ℃/s.

Enligt IPC-TM-650, ≥10¹⁰Ω efter 168 timmar vid 85 ℃/85 % RF, ≥10¹²Ω för avancerade applikationer som kräver kontroll av ytrenheten.

Blindvias: Laser-/mekanisk borrning + plätering, djup ≤0,5 mm, för ytlig sammankoppling. Nedgrävda vias: Mekanisk borrning + laminering, vilket kräver uppriktning, för signaler i det inre lagret för att minska parasitparametrar.

Flygande sond: Täckning >98 %, lämplig för små batcher/hög densitet, långsam (3–5 s/punkt). Spikbädd: Snabb (

Varje ökning med 35 μm (1 oz) ökar värmeledningsförmågan med 38 %. 3 oz folie i högeffektsapplikationer minskar temperaturökningen med 15–20 % med termiska vior.

Konventionell: 0,1 mm. Högdensitetskort med LDI: 0,075 mm, vilket förhindrar lödbryggor.

Ojämn lödning på plattorna, otillräcklig lödning, ojämn yta. Kontrolllödning