Matibay na PCB

Materyal: Ang matibay ay gumagamit ng fiberglass, ang flexible ay gumagamit ng polyimide. Kayarian: Ang matibay ay hindi maaaring yumuko, ang flexible ay maaaring yumuko. Aplikasyon: Matibay para sa matatag na koneksyon, flexible para sa mga siksik na espasyo.

Isang patong, dalawang patong, maraming patong. Ang isang patong ay may mga sirkito sa isang gilid; dalawang patong sa pareho; ang maraming patong ay nagkokonekta ng mga konduktibong patong sa pamamagitan ng mga via (hal., mga motherboard).

Mga desktop computer, TV, industrial control, automotive electronics (mga computer sa loob ng sasakyan), mga aerospace non-vibration component, atbp.

Mas mababang gastos. Ang mga matibay na PCB ay may mga mature na proseso at murang materyales; ang mga flexible na PCB ay mahal dahil sa mga kumplikadong materyales at proseso.

Mga karaniwang substrate ng FR4: -55°C hanggang 125°C para sa normal na paggamit, panandaliang 260°C para sa paghihinang walang tingga. Ang mga espesyal na materyales ay kayang tiisin ang mas mataas na temperatura.

Mula sa ilang cm² (maliliit na control board) hanggang sa ilang m² (malalaking server motherboard).

Depende sa laki, mga patong, at mga materyales. FR4 multi-layer boards: ~1-3 kg/m², mas mabigat kaysa sa mga flexible PCB na may parehong lawak.

10-20+ taon sa normal na kapaligiran; pinaikli sa mga taon sa malupit na mga kondisyon (mataas na temperatura/halumigmig).

Ang FR4 ay may flexural modulus na ~100-200MPa, mas mababa kaysa sa mga flexible PCB. Ang pagtaas ng kapal ay nagpapalakas ng resistensya sa stress.

FR4 (fiberglass epoxy), phenolic resin, epoxy resin; PTFE para sa mga espesyal na aplikasyon na may mataas na frequency.

Mahusay na insulasyon ng kuryente, mga mekanikal na katangian, at katatagan ng dimensyon. CTE: 13-17ppm/℃. Mababang gastos at mga prosesong nasa hustong gulang na.

Mababang temperatura ng agnas (120-150°C), madaling ma-delamination habang naghihinang, mahinang elektrikal/mekanikal na katangian, mataas na CTE, at mabaho.

Bumubuo ng mga konduktibong bakas para sa daloy ng kuryente. Mga karaniwang kapal: 0.5oz (17μm), 1oz (35μm), 2oz (70μm). Makakapal na foil para sa mga aplikasyon na may mataas na kuryente.

Nagbibigay ng insulasyon upang maiwasan ang mga short circuit, pinoprotektahan ang tanso mula sa oksihenasyon at pisikal na pinsala, at nakikilala ang mga lugar ayon sa kulay (hal., berde, asul).

Naglilimbag ng mga karakter/simbolo para sa pagtukoy ng bahagi habang ginagawa at inaayos ang mga problema. Karaniwang kulay: puti; gayundin ang kulay abo, pula, itim, dilaw, atbp.

FR4: Mababang gastos para sa pangkalahatang paggamit. Mga materyales na may mataas na frequency (hal., PTFE): Mababang pagkawala ng signal para sa 5G. Mga seramikong substrate: Mataas na thermal conductivity para sa mga aplikasyon na may mataas na init.

Isaalang-alang ang elektrikal (high frequency/high voltage), mekanikal (vibration), temperatura, at gastos. Gamitin ang FR4 para sa mga consumer electronics, PTFE para sa high-frequency, at ceramics para sa high-heat.

RoHS: Naglilimita sa mga mapanganib na sangkap (lead, mercury, atbp.). Walang Halogen: Br/Cl

Pinapabuti ng mga materyales na low-CTE ang katatagan ng dimensyon. Pinahuhusay ng mataas na thermal conductivity ang heat dissipation. Binabawasan ng mga high-performance insulator ang pagkawala ng signal, na nagbibigay-daan sa miniaturization at mataas na performance.

Integridad ng signal (impedance matching, anti-reflection/crosstalk), distribusyon ng kuryente, grounding, at kapasidad sa pagdadala ng kuryente.

Paikliin ang mga bakas ng signal, bawasan ang mga via. Gumamit ng mga differential pair para sa mga high-speed signal at control impedance. Mga power/ground plane na may solidong tanso. Mga partition module upang maiwasan ang interference. Ang lapad ng linya ay batay sa kuryente.

Ang laki ay batay sa kapal/kuryente (ang mas makapal na mga board ay nangangailangan ng mas malalaking via). Bawasan ang bilang ng via. Pagbabarena pabalik para sa mga high-speed signal upang matanggal ang mga stub.

Pagtutugma ng source, transmission line, at load impedances upang mabawasan ang reflection. Nakakamit sa pamamagitan ng pagkontrol sa lapad ng linya, espasyo, dielectric thickness, at permittivity (hal., 0.33mm ang lapad para sa 50Ω microstrip sa FR4).

Mga bahagi ng partisyon; ilayo ang mga sensitibong bahagi sa mga pinagmumulan ng ingay. Mga power/ground plane sa mga multi-layer board para sa shielding. Mga ground plane sa paligid ng mga high-speed signal. Mga decoupling capacitor; na-optimize na grounding.

Paghihiwalay ng mga bahaging sensitibo sa init gamit ang functional partitioning, paglapitin ang mga bahaging may mataas na frequency, unahin ang malalaking bahagi, at tiyakin ang madaling pag-install/pagpapanatili.

Magkatabing power at ground plane para mabawasan ang inductance. Boltahe na may via connections. Solidong tanso para sa mga power plane; palaputin ang mga high-current path.

Mga thermal via at mga tansong patag sa ilalim ng mga mainit na bahagi. Mga substrate na may mataas na thermal conductivity. Disenyo ng daloy ng hangin; magdagdag ng mga heat sink/bentilador kung kinakailangan.

Posisyon ng butas: ±0.1mm. Mga plated vias: ±0.076mm. Mga non-plated vias: ±0.05mm. Lapad ng linya: ±10%-20%.

Altium Designer (angkop para sa maliliit hanggang katamtamang laki ng disenyo), Cadence Allegro (high-speed multi-layer), Mentor PADS (madaling gamitin at mahusay).

Pag-panelize → Pagbabarena → Pagdeposito ng tanso → Pag-imahe → Pag-plate → Pag-ukit → Maskara ng panghinang → Silkscreen → Pagtatapos sa ibabaw → Pag-profile.

Mga Isyu: Magaspang na dingding, mga burr, sirang mga drill. Mga Solusyon: Palitan ang mga drill, i-optimize ang bilis/pagpapakain, siyasatin ang mga materyales.

Tungkulin: I-conduct ang mga dingding ng butas para sa koneksyon ng patong. Mga Kontrol: Komposisyon ng solusyon, temperatura (25-35°C), pH (11-12), kalinisan bago ang paggamot.

Potolitograpiya: Mataas na katumpakan para sa HDI, mataas na gastos at kumplikado. Pag-iimprenta gamit ang screen: Mababang gastos/simpleng kagamitan, mas mababang katumpakan.

Kontrol sa pamamagitan ng densidad ng kuryente, oras ng paglalagay ng kalupkop, at konsentrasyon ng solusyon. Halimbawa, ang 1oz (35μm) ay nangangailangan ng 20-30 minuto sa 2-3A/dm².

Kontrolin ang konsentrasyon, temperatura, oras, at presyon ng spray ng etchant, at regular na panatilihin ang kagamitan. Ang mataas na konsentrasyon ay maaaring magdulot ng labis na pag-ukit, habang ang mababang konsentrasyon ay humahantong sa hindi kumpletong pag-ukit. Panatilihin ang temperatura sa 45-55℃, tukuyin ang oras batay sa kapal ng board, atbp., at tiyakin ang pantay na presyon para sa buong pagkakadikit.

Takpan nang pantay ang circuit nang walang nawawalang printing, mga butas na aspili, o mga bula. Kapal ng langis sa ibabaw ng tanso: 10-18μm, sa pamamagitan ng: 5-8μm. Angkop na pagitan mula sa mga gilid ng circuit upang maiwasan ang labis na takip ng pad o mga panganib ng short circuit.

Ang mga karakter ay dapat na malinaw, kumpleto, may mahusay na contrast ng kulay, wastong nakaposisyon nang hindi nakaharang sa mga pangunahing bahagi, at may matibay na pagdikit (pumili ng angkop na mga tinta at proseso ng pagpapatigas).

HASL: Mababang gastos, mahusay na kakayahang maghinang, limitado ang pagiging patag. ENIG: Makinis, mahusay na kakayahang maghinang at lumalaban sa kalawang, mataas na gastos. Immersion tin: Mahusay na kakayahang maghinang, makinis na ibabaw, shelf life. OSP: Mababang gastos, simpleng proseso, maikling pagpapanatili ng kakayahang maghinang.

Mekanikal na pagputol (mataas na katumpakan, angkop para sa masalimuot at malalaking sukat). Pagsusuntok (mataas na kahusayan, angkop para sa regular na maramihang produksyon). Pagputol gamit ang laser (napakataas na katumpakan, mataas na gastos, angkop para sa maliliit na pinong batch). Pumili batay sa hugis, katumpakan, laki ng batch, at gastos.

Siyasatin ang mga sukat/kapal pagkatapos putulin. Suriin ang posisyon, laki, at dingding ng butas pagkatapos magbutas. Subukan ang kapal/pagkakapareho ng tanso pagkatapos ng kalupkop. Suriin ang integridad ng circuit pagkatapos ng pag-ukit. Suriin ang kalidad ng pag-imprenta ng solder mask/mga karakter. Subukan ang kapal/pagdikit ng patong pagkatapos ng pagtatapos ng ibabaw. Suriin ang hugis/mga gilid pagkatapos ng paghubog.

Gumamit ng mga flying probe tester o kagamitan sa ICT. Ang mga flying probe ay angkop para sa maliliit na batch/variety, pag-detect ng opens/shorts, atbp. Ang ICT ay para sa malawakang produksyon, na ganap na sumusubok sa electrical performance gamit ang mga espesyal na fixture.

Matutukoy sa pamamagitan ng koneksyon, mga voids, at integridad ng tanso sa mga multilayer board. Suriin ang mga BGA solder joint at mga panloob na depekto (banyagang bagay, delamination) nang hindi nasisira.

Mangolekta ng mga imahe gamit ang mga optical camera at ihambing sa mga pamantayan upang matukoy ang mga depekto tulad ng mga nawawalang bahagi, maling pagkakahanay, at mga shorts. Inilalapat sa real-time na inspeksyon pagkatapos ng pag-print, paglalagay, at reflow soldering upang mapabuti ang kahusayan at kalidad.

Pagsubok sa pagbaluktot (obserbahan ang mga bitak sa mga tinukoy na anggulo/siklo). Pagsubok sa pagbagsak (gayahin ang mga pagbangga). Pagsubok sa panginginig ng boses (gayahin ang mga panginginig ng boses upang suriin ang paghihinang at istraktura).

Alinsunod sa IPC-4552, ang ENIG ay angkop para sa high-frequency/high-reliability (Ni: 3-5μm, Au: 0.05-0.1μm). Ang OSP ay mura (kapal ng pelikula: 0.2-0.5μm, angkop para sa panandaliang pag-iimbak). Ang HASL ay hinog na (kapal ng Sn >2.5μm, mahina ang pagkapatag).

Ayusin ang konsentrasyon ng solusyon (acidic etchant: CuCl₂ 180-220g/L, HCl 1.0-1.5mol/L), temperatura 50-55℃. Para sa labis na under-etching, bawasan ang bilis at dagdagan ang presyon ng pag-spray sa 2-3bar.

Alinsunod sa IPC-6012, ang pangkalahatang multilayer board ay ≤75μm, HDI boards ay ≤50μm. Katumpakan ng pagpoposisyon ng laser drilling ay ±25μm, kinokontrol gamit ang mga high-precision exposure machine.

Materyal na FR-4: pahaba ≥345MPa, pahalang ≥276MPa (ASTM D790). 1.6mm kapal ≥300MPa.

Paghihiwalay gamit ang metallograpiko (IPC-TM-650, butas na ≥20μm, binutasan/ibinaon sa pamamagitan ng ≥18μm). Pagsubok na hindi mapanira gamit ang XRF (katumpakan ±0.5μm).

Painitin muna: 90-130℃ (60-120s). Sona ng paghihinang: 240-260℃ (contact 2-4s). Bilis ng paglamig: 3-6℃/s (J-STD-003).

Konbensyonal: 15-30μm (IPC-6012), mga siksik na lugar na ≥20μm. Screen printing: 20-25μm, light curing: 15-20μm.

Konbensyonal: 6/6mil (0.1524mm). LDI + kemikal na pag-ukit: 3/3mil (0.0762mm). Mga HDI board: 1/1mil (0.0254mm).

Para sa conductivity, piliin ang resin plugging (lalim na ≥80% sa pamamagitan ng lalim, error sa pagkapatag na ≤10μm). Para sa insulasyon lamang, piliin ang pantakip (lapad ng saklaw na ≥0.1mm).

Alinsunod sa IPC-J-STD-033, ihurno sa 125℃ sa loob ng 4-8 oras (≤1.6mm: 4 oras, ＞1.6mm: 8 oras) upang mabawasan ang nilalaman ng kahalumigmigan sa ibaba ng 0.1%.

Pinahuhusay ng mas mataas na pagkamagaspang ang epekto ng balat at pagkawala ng signal. RTF foil Ra 10GHz). VLP foil Ra

Makinang pang-alis ng burring gamit ang pagsisipilyo (presyon 0.3-0.5MPa, bilis 2-3m/min). Kemikal na micro-etching (sodium persulfate 100-150g/L, 40-50℃, 1-2min).

Pangkalahatan: single-ended ±10%, differential ±8%. Mataas na bilis (>1Gbps): single-ended ±5%, differential ±3%, inaayos sa pamamagitan ng lapad ng linya, kapal ng dielectric, kapal ng tanso.

Alinsunod sa UL 796, ang materyal na FR-4 ay ≥1400V/mm sa 25℃/50% RH. Ang distansya ng paggapang na 1mm ay katumbas ng 100-200V.

Minimum na lapad/espasyo ng linya, diyametro ng butas/ratio ng pad (pad ≥hole +0.4mm kapag ang butas ay ≥0.3mm), ratio ng lawak ng tanso (30%-70%), aspect ratio ng drill (≤8:1), lapad ng tulay ng solder mask (≥0.1mm).

Mga Sanhi: Hindi pagtutugma ng CTE, hindi pantay na kapal, hindi wastong kurba ng temperatura. Mga Solusyon: Pumili ng mga materyales na CTE ≤15ppm/℃, kontrolin ang tolerance ng kapal na ±0.05mm, i-optimize ang rate ng pag-init na ≤3℃/s.

Alinsunod sa IPC-TM-650, ≥10¹⁰Ω pagkatapos ng 168 oras sa 85℃/85% RH, ≥10¹²Ω para sa mga high-end na aplikasyon, na nangangailangan ng kontrol sa kalinisan ng ibabaw.

Blind vias: Laser/mechanical drilling + plating, lalim na ≤0.5mm, para sa surface interconnection. Buried vias: Mechanical drilling + lamination, nangangailangan ng alignment, para sa inner-layer signals upang mabawasan ang parasitic parameters.

Lumilipad na probe: Sakop >98%, angkop para sa maliliit na batch/mataas na densidad, mabagal (3-5 segundo/punto). Bed-of-nails: Mabilis (

Ang bawat 1oz (35μm) na pagtaas ay nagpapataas ng thermal conductivity ng 38%. Ang 3oz foil sa mga high-power na aplikasyon ay nakakabawas ng pagtaas ng temperatura ng 15%-20% gamit ang thermal vias.

Konbensyonal: 0.1mm. Mga high-density board na may LDI: 0.075mm, na pumipigil sa paghihinang.

Hindi pantay na panghinang sa mga pad, hindi sapat dahil sa paghihinang, hindi pantay na ibabaw. Control solder