PCB發(fā)展趨勢(shì)
1) 推動(dòng)PCB技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ谟诩呻娐罚?/font>IC)等元件的集成度發(fā)展迅速,促使PCB向高密度化發(fā)展。PCB生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步一直圍繞著“孔”、“線” 、“層” 、和“面”等而發(fā)展著。
2) PCB產(chǎn)品經(jīng)過了三個(gè)發(fā)展和進(jìn)階段 : 導(dǎo)通孔插裝技術(shù)(THT)用PCB產(chǎn)品-> 表面安裝技術(shù)(SMT)用PCB產(chǎn)品->芯片級(jí)封裝(CSP)用PCB產(chǎn)品
3) 導(dǎo)線尺寸精細(xì)化,導(dǎo)通孔尺寸微小化,盲埋孔高密度互連的出現(xiàn),板面平整度要 求高,焊盤平面性重要性高,孔/線/層/面,等全面走向高密度化。
4) 高頻信號(hào)和高速數(shù)字化信號(hào)的傳輸,提高了對(duì)PCB的要求。包括特性阻抗值控制,以及PCB在制板加工過程引起CAF問題等,走向集成元件多層板是下一步出路。
5) 連接(焊)盤表面涂覆技術(shù)與發(fā)展,及CCL(覆銅板)材料技術(shù)與發(fā)展。
6) 高密多層、柔性PCB成為亮點(diǎn),為了順應(yīng)電子產(chǎn)品的多功能化、小型化、輕量化的發(fā)展趨勢(shì),下一代電子系統(tǒng)對(duì)PCB的要求是高密度、高集成、封裝化、微細(xì)化、多層化。HDI板、柔性板、IC封裝板(BGA、CSP)等PCB品種將成為主要增長(zhǎng)點(diǎn)。
PCB工藝難點(diǎn)
1) 導(dǎo)線精細(xì)化,通孔微小化,提升了對(duì)PCB加工設(shè)備和工藝控制水平的要求, 同時(shí)也是對(duì)PCB工廠整體管理能力和員工個(gè)人能力的考驗(yàn)。6/6mil 的線寬/線距制作能力,在當(dāng)前的設(shè)備和物料,以及工藝控制水平之內(nèi),沒有太大難度,多數(shù)PCB廠商都可以制作。但是從6/6mil提升至5/5mil,則是一個(gè)大的跨越,令很多中小規(guī)模的廠家望而興嘆。看似簡(jiǎn)單,其實(shí)這需要工廠擁有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)能力和資金實(shí)力。受制于曝光機(jī)的性能參數(shù),蝕刻線的加工能力,以及整個(gè)過程的控制能力等,要做到5/5mil的線路,且保持較高的良率,需要工廠的整體實(shí)力予以支持。同理,0.3mm及以下的成品孔徑的制作也是如此(0.3mm以下的孔無(wú)法用機(jī)器鉆孔,一般都是激光鉆孔)。
2) 過程檢測(cè)的有效性保證。PCB作為所有電子元器件的載體,其可靠性非常重要。一根小小的頭發(fā)絲,一粒微小的塵埃,都可能導(dǎo)致整塊PCB板報(bào)廢,或者導(dǎo)致潛在的失敗隱患。那么品質(zhì)是如何保證的呢?品質(zhì)既不是檢驗(yàn)出來(lái)的,也不是制造出來(lái)的,而應(yīng)該說是設(shè)計(jì)出來(lái)的。通常大家都認(rèn)為,品質(zhì)應(yīng)該是制造出來(lái)的,其實(shí)不然。如果一家PCB工廠從設(shè)計(jì)之初,包括工廠布局,工藝流程的確定,生產(chǎn)設(shè)備的選型,人力配置,原物料的有效評(píng)估,管理體制的確定等方面,都能從有效控制品質(zhì)的角度出發(fā),針對(duì)常見品質(zhì)問題作出相應(yīng)的調(diào)整和控制,及預(yù)防,并充分考慮提高生產(chǎn)效率,那么這家工廠將來(lái)的品質(zhì)控制能力和生產(chǎn)能力都將會(huì)有很好的基礎(chǔ)和保障。設(shè)計(jì)的工作做好了,也就是控制好了源頭,打好了基礎(chǔ),那么接下來(lái)的工作是不是好做多了呢?這是控制PCB生產(chǎn)工藝和改良品質(zhì)的最有效方法。
3) 其他,諸如孔無(wú)銅,綠油脫落,沉金板BGA 黑PAD,可焊性等,PCB廠家普遍遇到的問題,應(yīng)該是仁者見仁,智者見智。然而,PCB板作為一項(xiàng)特殊的工藝產(chǎn)品,集合了機(jī)械、電控、自動(dòng)化、化學(xué)、生物、ERP、成本、管理、環(huán)保等各項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)和手段,需要管理者發(fā)揮大智慧,需要員工發(fā)揚(yáng)大精神,才能力求控制好每一項(xiàng)細(xì)節(jié),最大限度的提高其品質(zhì)控制能力和水平。
可制造性要求:
一:我司按照客戶提供的文件為生產(chǎn)依據(jù)(支持99SE,PADS/DXP和gerber)。
二:PCB材料:
(1)基材
FR-4:玻璃布-環(huán)氧樹脂覆銅箔板(Tg:130)。
(2)銅箔:99.9%以上的電解銅,成品表面銅箔: 35um(1OZ) 70um(2OZ)。
(3)板厚:0.4mm-2.0mm 板成品公差±10%
三:PCB結(jié)構(gòu)、尺寸和公差
(1) 構(gòu)成PCB的各有關(guān)設(shè)計(jì)要素應(yīng)在設(shè)計(jì)圖樣中描述。外形用Mechanical 1-16 layer(優(yōu)先)或Keep out layer 表示。若在設(shè)計(jì)文件中同時(shí)使用,一般Keep out layer用來(lái)禁止布線,不開孔,而用Mechanical 1表示成型。在設(shè)計(jì)圖樣中表示開長(zhǎng)SLOT孔或鏤空,用Mechanical 1 layer 畫出相應(yīng)的形狀即可。
(2) 外形尺寸公差
PCB外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。當(dāng)圖樣沒有規(guī)定時(shí),外形尺寸公差為±0.2mm。
(3) 平面度(翹曲度)0.7%
四:層的概念
(1) 單面板以頂層(Top layer)畫線路層(Signal layer),則表示該層線路為正視面。
(2) 單面板以底層(Bottom layer)畫線路層(Signal layer),則表示該層線路為透視面。
(3) 雙面板我司默認(rèn)以頂層(Top layer)為正視圖,Topoverlay絲印層字符為正,底層(Bomttom layer)為透視面,Bottomoverlay絲印字符為反。
(4) 多層板層壓順序ptolet99se版本以layer stack manager 為準(zhǔn),protel98以下版本需提供標(biāo)識(shí)或以軟件層序?yàn)闇?zhǔn),PADS系列設(shè)計(jì)軟件則以層序?yàn)闇?zhǔn)。
五:印制導(dǎo)線和焊盤
(1) 布局
印制導(dǎo)線和焊盤的布局、線寬和線距等原則上按設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。單我司會(huì)有以下處理:適當(dāng)根據(jù)工藝要求對(duì)線寬、PAD環(huán)寬經(jīng)行補(bǔ)償,單面板一般我司將盡量加大PAD,以加強(qiáng)客戶焊接的可靠行。
當(dāng)設(shè)計(jì)線間距達(dá)不到工藝要求時(shí)(太密可能影響到性能、可制造性時(shí)),我司根據(jù)制前設(shè)計(jì)規(guī)范適當(dāng)調(diào)整。
原則上建議客戶設(shè)計(jì)雙、多成板時(shí),導(dǎo)通孔(VIA)內(nèi)徑設(shè)置在0.3mm以上,外徑設(shè)置在0.6mm以上,元件PAD為大于孔徑的50%,錫板工藝線寬線距設(shè)計(jì)在6mil以上。鍍金工藝線寬線距設(shè)計(jì)為4mil以上,以最大程度的降低生產(chǎn)周期,減少制造難度。錫板依銅箔厚度要求應(yīng)作以上數(shù)據(jù)(線寬線距)每半盎司增加1.5mil以上。
最小鉆孔刀具為0.3mm,其成品孔約為0.2mm。
(2) 導(dǎo)線寬度公差
印制導(dǎo)線的寬度公差內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為±10%
(3) 網(wǎng)格的處理
為了避免波峰焊接時(shí)銅面起泡和受熱后因熱應(yīng)力作用PCB板彎曲,大銅面上建議鋪設(shè)成網(wǎng)格形式。
其網(wǎng)格間距應(yīng)在10mil以上(不低于8mil),網(wǎng)格線寬應(yīng)在10mil以上(不低于8mil)。
(4) 隔熱盤(Thermal PAD)的處理
在大面積的接地(電)中,常有元器件的腳與其連接,對(duì)連接腳的處理兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤(隔熱盤),可使在焊接時(shí)因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。
(5) 內(nèi)層走線、銅箔隔離鉆孔應(yīng)在0.3mm以上。建議元器件接地腳采用隔熱盤。走線、銅箔距離鉆孔應(yīng)在0.3mm以上,外層走線、銅箔距板邊應(yīng)在0.2mm以上,金手指位置內(nèi)層不留銅箔,避免銅皮外露導(dǎo)致短路。
六:孔徑(HOLE)
(1)金屬化(PTH)與非金屬化(NPYH)的界定。
當(dāng)客戶在protel99se 高級(jí)屬性中(Advanced菜單中將platde項(xiàng)勾去除)設(shè)置了安裝孔非金屬化屬性,我司默認(rèn)為非金屬化孔。
當(dāng)客戶在設(shè)計(jì)文件中直接用Keep out layer 或Mechanical 1層圓弧表示打孔(沒有再單獨(dú)放置鉆孔),我司默認(rèn)為非金屬化孔。
當(dāng)客戶在孔附近放置NPTH字樣,我司默認(rèn)為此孔非金屬化。
當(dāng)客戶在定單要求中要求相應(yīng)的孔徑非金屬化(NPTH),則按客戶要求處理。
除以上情況外的元件孔、安裝孔、導(dǎo)通孔等均應(yīng)金屬化。
(2)孔徑尺寸及公差
設(shè)計(jì)圖樣中的PCB元件孔、安裝孔默認(rèn)為最終的成品孔徑尺寸。其孔徑公差一般為金屬化孔±3mil(0.08mm)、非金屬化孔±2mil(0.05mm)。
導(dǎo)通孔(即VIA孔)我司一般控制為:負(fù)公差無(wú)要求,正公差控制在+3mil(0.18mm)以內(nèi)。
(3)厚度
金屬化孔的鍍銅層的平均厚度一般為18-28um。
(5) 孔壁粗糙度
PTH孔壁粗糙度一般控制在32um以內(nèi)。
(6) SLOT HOLE(槽孔)的設(shè)計(jì)
建議非金屬化SLOT HOLE用Mechanical 1 layer (或Keep out layer)畫出其形狀即可;金屬化SLOT HOLE 用連孔表示,但連孔應(yīng)大小一致,且孔在同一條水平線上。
我司最小的槽刀為0.8mm。
當(dāng)開非金屬化SLOT HOLE用來(lái)屏蔽,避免高低壓之間爬電時(shí),建議其直徑大小在1.0mm以上,以方便加工。
七:阻焊層
(1) 涂敷部位
除焊盤、MARK點(diǎn)、測(cè)試點(diǎn)、金手指(開通窗)等之外的PCB表面,均涂敷阻焊層。
惹客戶用FILL或TRACK表示的焊盤,則必須在阻焊層(Solder mask)層畫出相應(yīng)大小的圖形,以表示該處上錫(我司強(qiáng)烈建議設(shè)計(jì)前不用非PAD形式表示焊盤)。
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