FPC和PCB的誕生和發(fā)展催生了軟硬組合板的新產(chǎn)品。因此,軟硬組合板是將柔性電路板與硬電路板按相關工藝要求通過壓制等工藝組合而成的具有FPC特性和PCB特性的電路板。我們今天看看應用領域
1.手機-在手機軟硬件板的應用中,常見的有折疊式手機轉(zhuǎn)折處、攝像頭模塊、鍵盤、射頻模塊等。
2.工業(yè)用途-工業(yè)用途包括用于工業(yè)、軍事和醫(yī)療的軟硬粘合板。大多數(shù)工業(yè)零件要求精度、安全性和無易損性。因此,軟硬板所要求的特性是:高可靠性、、低阻抗損耗、完整的信號傳輸質(zhì)量和耐久性。然而,由于工藝的高度復雜性,產(chǎn)量小,單價相當高。
3.汽車-在汽車軟硬板的使用中,通常用于將方向盤上的按鍵連接到主板,車輛視頻系統(tǒng)屏幕與控制面板之間的連接,側(cè)門上音頻或功能鍵的操作連接,倒車雷達圖像系統(tǒng)傳感器(包括空氣質(zhì)量、溫度和濕度、特殊氣體調(diào)節(jié)等)、車輛通信系統(tǒng)、衛(wèi)星導航、后座控制面板和前端控制器連接板、車輛外部檢測系統(tǒng)等。
4.消費類電子產(chǎn)品——在消費類產(chǎn)品中,DSC和DV是軟板和硬板發(fā)展的代表,可分為兩個主軸:性能和結(jié)構(gòu)。在性能方面,軟板和硬板可以三維連接不同的PCB硬板和組件。因此,在相同線密度下,可以增加PCB的總使用面積,相對提高其電路承載能力,降低觸點的信號傳輸極限和裝配誤差率。另一方面,由于軟硬板輕薄,可以彎曲布線,因此對減小體積和重量有很大幫助。
軟硬結(jié)合板的優(yōu)缺點:
軟硬結(jié)合板,就是柔性線路板與硬性線路板,經(jīng)過壓合等工序,按相關工藝要求組合在一起,形成的具有FPC特性與PCB特性的線路板。
因為軟硬結(jié)合板是FPC與PCB的組合,軟硬結(jié)合板的生產(chǎn)應同時具備FPC生產(chǎn)設備與PCB生產(chǎn)設備。
,由電子工程師根據(jù)需求畫出軟性結(jié)合板的線路與外形,然后,下發(fā)到可以生產(chǎn)軟硬結(jié)合板的工廠,經(jīng)過CAM工程師對相關文件進行處理、規(guī)劃,然后安排FPC產(chǎn)線生產(chǎn)所需FPC、PCB產(chǎn)線生產(chǎn)PCB,這兩款軟板與硬板出來后,按照電子工程師的規(guī)劃要求,將FPC與PCB經(jīng)過壓合機無縫壓合,再經(jīng)過一系列細節(jié)環(huán)節(jié),終就制成了軟硬結(jié)合板。
很重要的一個環(huán)節(jié),應為軟硬結(jié)合板難度大,細節(jié)問題多,在出貨之前,一般都要進行全檢,因其價值比較高,以免讓供需雙方造成相關利益損失。
優(yōu)點:軟硬結(jié)合板同時具備FPC的特性與PCB的特性,因此,它可以用于一些有特殊要求的產(chǎn)品之中,既有一定的撓性區(qū)域,也有一定的剛性區(qū)域,對節(jié)省產(chǎn)品內(nèi)部空間,減少成品體積,提高產(chǎn)品性能有很大的幫助。
缺點:軟硬結(jié)合板生產(chǎn)工序繁多,生產(chǎn)難度大,良品率較低,所投物料、人力較多,因此,其價格比較貴,生產(chǎn)周期比較長。
高速PCB設計指南之三
第三篇 高速PCB設計
(一)、電子系統(tǒng)設計所面臨的挑戰(zhàn)
隨著系統(tǒng)設計復雜性和集成度的大規(guī)模提高,電子系統(tǒng)設計師們正在從事100MHZ以上的電路設計,總線的工作頻率也已經(jīng)達到或者超過50MHZ,有的甚至超過100MHZ。目前約50% 的設計的時鐘頻率超過50MHz,將近20% 的設計主頻超過120MHz。
當系統(tǒng)工作在50MHz時,將產(chǎn)生傳輸線效應和信號的完整性問題;而當系統(tǒng)時鐘達到120MHz時,除非使用高速電路設計知識,否則基于傳統(tǒng)方法設計的PCB將無法工作。因此,高速電路設計技術已經(jīng)成為電子系統(tǒng)設計師采取的設計手段。只有通過使用高速電路設計師的設計技術,才能實現(xiàn)設計過程的可控性。
(二)、什么是高速電路
通常認為如果數(shù)字邏輯電路的頻率達到或者超過45MHZ~50MHZ,而且工作在這個頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個電子系統(tǒng)一定的份量(比如說1/3),就稱為高速電路。
實際上,信號邊沿的諧波頻率比信號本身的頻率高,是信號快速變化的上升沿與下降沿(或稱信號的跳變)引發(fā)了信號傳輸?shù)姆穷A期結(jié)果。因此,通常約定如果線傳播延時大于1/2數(shù)字信號驅(qū)動端的上升時間,則認為此類信號是高速信號并產(chǎn)生傳輸線效應。
信號的傳遞發(fā)生在信號狀態(tài)改變的瞬間,如上升或下降時間。信號從驅(qū)動端到接收端經(jīng)過一段固定的時間,如果傳輸時間小于1/2的上升或下降時間,那么來自接收端的反射信號將在信號改變狀態(tài)之前到達驅(qū)動端。反之,反射信號將在信號改變狀態(tài)之后到達驅(qū)動端。如果反射信號很強,疊加的波形就有可能會改變邏輯狀態(tài)。
(三)、高速信號的確定
上面我們定義了傳輸線效應發(fā)生的前提條件,但是如何得知線延時是否大于1/2驅(qū)動端的信號上升時間?一般地,信號上升時間的典型值可通過器件手冊給出,而信號的傳播時間在PCB設計中由實際布線長度決定。下圖為信號上升時間和允許的布線長度(延時)的對應關系?!?br />
PCB 板上每單位英寸的延時為 0.167ns.。但是,如果過孔多,器件管腳多,網(wǎng)線上設置的約束多,延時將增大。通常高速邏輯器件的信號上升時間大約為0.2ns。如果板上有GaAs芯片,則大布線長度為7.62mm。
設Tr為信號上升時間, Tpd 為信號線傳播延時。如果Tr≥4Tpd,信號落在安全區(qū)域。如果2Tpd≥Tr≥4Tpd,信號落在不確定區(qū)域。如果Tr≤2Tpd,信號落在問題區(qū)域。對于落在不確定區(qū)域及問題區(qū)域的信號,應該使用高速布線方法。
(四)、什么是傳輸線
PCB板上的走線可等效為下圖所示的串聯(lián)和并聯(lián)的電容、電阻和電感結(jié)構(gòu)。串聯(lián)電阻的典型值0.25-0.55 ohms/foot,因為絕緣層的緣故,并聯(lián)電阻阻值通常很高。將寄生電阻、電容和電感加到實際的PCB連線中之后,連線上的終阻抗稱為特征阻抗Zo。線徑越寬,距電源/地越近,或隔離層的介電常數(shù)越高,特征阻抗就越小。如果傳輸線和接收端的阻抗不匹配,那么輸出的電流信號和信號終的穩(wěn)定狀態(tài)將不同,這就引起信號在接收端產(chǎn)生反射,這個反射信號將傳回信號發(fā)射端并再次反射回來。隨著能量的減弱反射信號的幅度將減小,直到信號的電壓和電流達到穩(wěn)定。這種效應被稱為振蕩,信號的振蕩在信號的上升沿和下降沿經(jīng)??梢钥吹?。
(五)、傳輸線效應
基于上述定義的傳輸線模型,歸納起來,傳輸線會對整個電路設計帶來以下效應。
· 反射信號Reflected signals
· 延時和時序錯誤Delay & Timing errors
· 多次跨越邏輯電平門限錯誤False Switching
· 過沖與下沖Overshoot/Undershoot
· 串擾Induced Noise (or crosstalk)
· 電磁輻射EMI radiation
5.1 反射信號
如果一根走線沒有被正確終結(jié)(終端匹配),那么來自于驅(qū)動端的信號脈沖在接收端被反射,從而引發(fā)不預期效應,使信號輪廓失真。當失真變形非常顯著時可導致多種錯誤,引起設計失敗。同時,失真變形的信號對噪聲的敏感性增加了,也會引起設計失敗。如果上述情況沒有被足夠考慮,EMI將顯著增加,這就不單單影響自身設計結(jié)果,還會造成整個系統(tǒng)的失敗。
反射信號產(chǎn)生的主要原因:過長的走線;未被匹配終結(jié)的傳輸線,過量電容或電感以及阻抗失配。
5.2 延時和時序錯誤
信號延時和時序錯誤表現(xiàn)為:信號在邏輯電平的高與低門限之間變化時保持一段時間信號不跳變。過多的信號延時可能導致時序錯誤和器件功能的混亂。
通常在有多個接收端時會出現(xiàn)問題。電路設計師確定壞情況下的時間延時以確保設計的正確性。信號延時產(chǎn)生的原因:驅(qū)動過載,走線過長。
5.3 多次跨越邏輯電平門限錯誤
信號在跳變的過程中可能多次跨越邏輯電平門限從而導致這一類型的錯誤。多次跨越邏輯電平門限錯誤是信號振蕩的一種特殊的形式,即信號的振蕩發(fā)生在邏輯電平門限附近,多次跨越邏輯電平門限會導致邏輯功能紊亂。反射信號產(chǎn)生的原因:過長的走線,未被終結(jié)的傳輸線,過量電容或電感以及阻抗失配。
5.4 過沖與下沖
過沖與下沖來源于走線過長或者信號變化太快兩方面的原因。雖然大多數(shù)元件接收端有輸入保護二極管保護,但有時這些過沖電平會遠遠超過元件電源電壓范圍,損壞元器件。
5.5 串擾
串擾表現(xiàn)為在一根信號線上有信號通過時,在PCB板上與之相鄰的信號線上就會感應出相關的信號,我們稱之為串擾。
信號線距離地線越近,線間距越大,產(chǎn)生的串擾信號越小。異步信號和時鐘信號更容易產(chǎn)生串擾。因此解串擾的方法是移開發(fā)生串擾的信號或屏蔽被嚴重干擾的信號。
5.6 電磁輻射
EMI(Electro-Magnetic Interference)即電磁干擾,產(chǎn)生的問題包含過量的電磁輻射及對電磁輻射的敏感性兩方面。EMI表現(xiàn)為當數(shù)字系統(tǒng)加電運行時,會對周圍環(huán)境輻射電磁波,從而干擾周圍環(huán)境中電子設備的正常工作。它產(chǎn)生的主要原因是電路工作頻率太高以及布局布線不合理。目前已有進行 EMI仿真的軟件工具,但EMI仿真器都很昂貴,仿真參數(shù)和邊界條件設置又很困難,這將直接影響仿真結(jié)果的準確性和實用性。通常的做法是將控制EMI的各項設計規(guī)則應用在設計的每一環(huán)節(jié),實現(xiàn)在設計各環(huán)節(jié)上的規(guī)則驅(qū)動和控制。
(六)、避免傳輸線效應的方法
針對上述傳輸線問題所引入的影響,我們從以下幾方面談談控制這些影響的方法。
6.1 嚴格控制關鍵網(wǎng)線的走線長度
如果設計中有高速跳變的邊沿,就考慮到在PCB板上存在傳輸線效應的問題?,F(xiàn)在普遍使用的很高時鐘頻率的快速集成電路芯片更是存在這樣的問題。解決這個問題有一些基本原則:如果采用CMOS或TTL電路進行設計,工作頻率小于10MHz,布線長度應不大于7英寸。工作頻率在50MHz布線長度應不大于1.5英寸。如果工作頻率達到或超過75MHz布線長度應在1英寸。對于GaAs芯片大的布線長度應為0.3英寸。如果超過這個標準,就存在傳輸線的問題。
6.2 合理規(guī)劃走線的拓撲結(jié)構(gòu)
解決傳輸線效應的另一個方法是選擇正確的布線路徑和終端拓撲結(jié)構(gòu)。走線的拓撲結(jié)構(gòu)是指一根網(wǎng)線的布線順序及布線結(jié)構(gòu)。當使用高速邏輯器件時,除非走線分支長度保持很短,否則邊沿快速變化的信號將被信號主干走線上的分支走線所扭曲。通常情形下,PCB走線采用兩種基本拓撲結(jié)構(gòu),即菊花鏈(Daisy Chain)布線和星形(Star)分布。
對于菊花鏈布線,布線從驅(qū)動端開始,依次到達各接收端。如果使用串聯(lián)電阻來改變信號特性,串聯(lián)電阻的位置應該緊靠驅(qū)動端。在控制走線的高次諧波干擾方面,菊花鏈走線效果好。但這種走線方式布通率低,不容易布通。實際設計中,我們是使菊花鏈布線中分支長度盡可能短,安全的長度值應該是:Stub Delay <= Trt *0.1.
例如,高速TTL電路中的分支端長度應小于1.5英寸。這種拓撲結(jié)構(gòu)占用的布線空間較小并可用單一電阻匹配終結(jié)。但是這種走線結(jié)構(gòu)使得在不同的信號接收端信號的接收是不同步的。
星形拓撲結(jié)構(gòu)可以有效的避免時鐘信號的不同步問題,但在密度很高的PCB板上手工完成布線十分困難。采用自動布線器是完成星型布線的好的方法。每條分支上都需要終端電阻。終端電阻的阻值應和連線的特征阻抗相匹配。這可通過手工計算,也可通過CAD工具計算出特征阻抗值和終端匹配電阻值?!?br />
在上面的兩個例子中使用了簡單的終端電阻,實際中可選擇使用更復雜的匹配終端。種選擇是RC匹配終端。RC匹配終端可以減少功率消耗,但只能使用于信號工作比較穩(wěn)定的情況。這種方式適合于對時鐘線信號進行匹配處理。其缺點是RC匹配終端中的電容可能影響信號的形狀和傳播速度。
串聯(lián)電阻匹配終端不會產(chǎn)生額外的功率消耗,但會減慢信號的傳輸。這種方式用于時間延遲影響不大的總線驅(qū)動電路?! 〈?lián)電阻匹配終端的優(yōu)勢還在于可以減少板上器件的使用數(shù)量和連線密度。
后一種方式為分離匹配終端,這種方式匹配元件需要放置在接收端附近。其優(yōu)點是不會拉低信號,并且可以很好的避免噪聲。典型的用于TTL輸入信號(ACT,HCT, FAST)。
此外,對于終端匹配電阻的封裝型式和安裝型式也考慮。通常SMD表面貼裝電阻比通孔元件具有較低的電感,所以SMD封裝元件成為。如果選擇普通直插電阻也有兩種安裝方式可選:垂直方式和水平方式。
垂直安裝方式中電阻的一條安裝管腳很短,可以減少電阻和電路板間的熱阻,使電阻的熱量更加容易散發(fā)到空氣中。但較長的垂直安裝會增加電阻的電感。水平安裝方式因安裝較低有更低的電感。但過熱的電阻會出現(xiàn)漂移,在壞的情況下電阻成為開路,造成PCB走線終結(jié)匹配失效,成為潛在的失敗因素。
6.3 抑止電磁干擾的方法
很好地解決信號完整性問題將改善PCB板的電磁兼容性(EMC)。其中非常重要的是PCB板有很好的接地。對復雜的設計采用一個信號層配一個地線層是十分有效的方法。此外,使電路板的外層信號的密度小也是減少電磁輻射的好方法,這種方法可采用"表面積層"技術"Build-up"設計制做PCB來實現(xiàn)。表面積層通過在普通工藝 PCB 上增加薄絕緣層和用于貫穿這些層的微孔的組合來實現(xiàn),電阻和電容可埋在表層下,單位面積上的走線密度會增加近一倍,因而可降低 PCB的體積。PCB面積的縮小對走線的拓撲結(jié)構(gòu)有的影響,這意味著縮小的電流回路,縮小的分支走線長度,而電磁輻射近似正比于電流回路的面積;同時小體積特征意味著高密度引腳封裝器件可以被使用,這又使得連線長度下降,從而電流回路減小,提高電磁兼容特性。
6.4 其它可采用技術
為減小集成電路芯片電源上的電壓瞬時過沖,應該為集成電路芯片添加去耦電容。這可以有效去除電源上的毛刺的影響并減少在印制板上的電源環(huán)路的輻射。
當去耦電容直接連接在集成電路的電源管腿上而不是連接在電源層上時,其平滑毛刺的效果好。這就是為什么有一些器件插座上帶有去耦電容,而有的器件要求去耦電容距器件的距離要足夠的小。
任何高速和高功耗的器件應盡量放置在一起以減少電源電壓瞬時過沖。
如果沒有電源層,那么長的電源連線會在信號和回路間形成環(huán)路,成為輻射源和易感應電路。
走線構(gòu)成一個不穿過同一網(wǎng)線或其它走線的環(huán)路的情況稱為開環(huán)。如果環(huán)路穿過同一網(wǎng)線其它走線則構(gòu)成閉環(huán)。兩種情況都會形成天線效應(線天線和環(huán)形天線)。天線對外產(chǎn)生EMI輻射,同時自身也是敏感電路。閉環(huán)是一個考慮的問題,因為它產(chǎn)生的輻射與閉環(huán)面積近似成正比。
結(jié)束語
高速電路設計是一個非常復雜的設計過程。本文所闡述的方法就是針對解決這些高速電路設計問題的。此外,在進行高速電路設計時有多個因素需要加以考慮,這些因素有時互相對立。如高速器件布局時位置靠近,雖可以減少延時,但可能產(chǎn)生串擾和顯著的熱效應。因此在設計中,需權衡各因素,做出全面的折衷考慮;既滿足設計要求,又降低設計復雜度。高速PCB設計手段的采用構(gòu)成了設計過程的可控性,只有可控的,才是可靠的,也才能是成功的!
PCB電路板無鉛噴錫與有鉛噴錫除了環(huán)保差異外,還有哪些區(qū)別呢?
隨著電子行業(yè)不斷的發(fā)展,PCB的技術水平也在水漲船高,常見的表面處理工藝就有噴錫,沉金,鍍金,OSP等;其中噴錫分為無鉛噴錫和有鉛噴錫。那么,PCB電路板無鉛噴錫與有鉛噴錫的區(qū)別在哪?
1、無鉛噴錫屬于環(huán)保類工藝,不含有害物質(zhì)"鉛",熔點在218度左右;錫爐溫度需控制在280-300度;過波峰焊溫度需控制在260度左右;過回流焊溫度在260-270度左右。
2、有鉛噴錫不屬于環(huán)保類工藝,含有害物質(zhì)"鉛",熔點183度左右;錫爐溫度需控制在245-260度;過波峰焊溫度需控制在250度左右;過回流焊溫度在245-255度左右。
3、從錫的表面看,有鉛錫比較亮,無鉛錫比較暗淡;無鉛板的浸潤性要比有鉛板的差一點。
4、無鉛錫的鉛含量不超過0.5 ,有鉛錫的鉛含量達到37。
5、鉛會提高錫線在焊接過程中的活性,有鉛錫線相對比無鉛錫線好用;不過鉛有毒,長期使用對人體不好。無鉛錫比有鉛錫熔點高,焊接點會牢固很多。
6、在pcb板表面處理中,通常做無鉛噴錫和有鉛噴錫的價格是一樣的,沒有區(qū)別。
什么是HDI線路板?
一.什么是HDI板?
HDI板(High Density Interconnector),即高密度互連板,是使用微盲埋孔技術的一種線路分布密度比較高的電路板。HDI板有內(nèi)層線路和外層線路,再利用鉆孔、孔內(nèi)金屬化等工藝,使各層線路內(nèi)部實現(xiàn)連結(jié)。
二.HDI板與普通pcb的區(qū)別
HDI板一般采用積層法制造,積層的次數(shù)越多,板件的技術檔次越高。普通的HDI板基本上是1次積層,高階HDI采用2次或以上的積層技術,同時采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等PCB技術。當PCB的密度增加超過八層板后,以HDI來制造,其成本將較傳統(tǒng)復雜的壓合制程來得低。
HDI板的電性能和訊號正確性比傳統(tǒng)PCB更高。此外,HDI板對于射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導等具有更佳的改善。高密度集成(HDI)技術可以使終端產(chǎn)品設計更加小型化,同時滿足電子性能和效率的更高標準。
HDI板使用盲孔電鍍 再進行二次壓合,分一階、二階、三階、四階、五階等。一階的比較簡單,流程和工藝都好控制。二階的主要問題,一是對位問題,二是打孔和鍍銅問題。二階的設計有多種,一種是各階錯開位置,需要連接次鄰層時通過導線在中間層連通,做法相當于2個一階HDI。第二種是,兩個一階的孔重疊,通過疊加方式實現(xiàn)二階,加工也類似兩個一階,但有很多工藝要點要特別控制,也就是上面所提的。第三種是直接從外層打孔至第3層(或N-2層),工藝與前面有很多不同,打孔的難度也更大。對于三階的以二階類推即是。
三.HDI板的優(yōu)勢
這種PCB在突顯優(yōu)勢的基礎上發(fā)展迅速:
1.HDI技術有助于降低PCB成本;
2.HDI技術增加了線密度;
3.HDI技術有利于使用的包裝;
4.HDI技術具有更好的電氣性能和信號有效性;
5.HDI技術具有更好的可靠性;
6.HDI技術在散熱方面更好;
7.HDI技術能夠改善RFI(射頻干擾)/EMI(電磁干擾)/ESD(靜電放電);
8.HDI技術提高了設計效率;
四.HDI板的材料
對HDI PCB材料提出了一些新的要求,包括更好的尺寸穩(wěn)定性,抗靜電移動性和非膠粘劑。HDI PCB的典型材料是RCC(樹脂涂層銅)。RCC有三種類型,即聚酰亞胺金屬化薄膜,純聚酰亞胺薄膜,流延聚酰亞胺薄膜。
RCC的優(yōu)點包括:厚度小,重量輕,柔韌性和易燃性,兼容性特性阻抗和的尺寸穩(wěn)定性。在HDI多層PCB的過程中,取代傳統(tǒng)的粘接片和銅箔作為絕緣介質(zhì)和導電層的作用,可以通過傳統(tǒng)的抑制技術用芯片抑制RCC。然后使用非機械鉆孔方法如激光,以便形成微通孔互連。
RCC推動PCB產(chǎn)品從SMT(表面貼裝技術)到CSP的發(fā)生和發(fā)展(芯片級封裝),從機械鉆孔到激光鉆孔,促進PCB微通孔的發(fā)展和進步,所有這些都成為RCC的HDI PCB材料。
在實際的PCB中在制造過程中,對于RCC的選擇,通常有FR-4標準Tg 140C,F(xiàn)R-4高Tg 170C和FR-4和Rogers組合層壓,現(xiàn)在大多使用。隨著HDI技術的發(fā)展,HDI PCB材料滿足更多要求,因此HDI PCB材料的主要趨勢應該是:
1.使用無粘合劑的柔性材料的開發(fā)和應用;
2.介電層厚度小,偏差小;
3 .LPIC的發(fā)展;
4.介電常數(shù)越來越小;
5.介電損耗越來越小;
6.焊接穩(wěn)定性高;
7.嚴格兼容CTE(熱膨脹系數(shù));
五.HDI板制造的應用技術
HDI PCB制造的難點在于微觀通過制造,通過金屬化和細線。
1.微通孔制造
微通孔制造一直是HDI PCB制造的核心問題。主要有兩種鉆井方法:
a.對于普通的通孔鉆孔,機械鉆孔始終是其率和低成本的佳選擇。隨著機械加工能力的發(fā)展,其在微通孔中的應用也在不斷發(fā)展。
b.有兩種類型的激光鉆孔:光熱消融和光化學消融。前者是指在高能量吸收激光之后加熱操作材料以使其熔化并且通過形成的通孔蒸發(fā)掉的過程。后者指的是紫外區(qū)高能光子和激光長度超過400nm的結(jié)果。
有三種類型的激光系統(tǒng)應用于柔性和剛性板,即準分子激光,紫外激光鉆孔,CO 2 激光。激光技術不僅適用于鉆孔,也適用于切割和成型。甚至一些制造商也通過激光制造HDI。雖然激光鉆孔設備成本高,但它們具有更高的精度,穩(wěn)定的工藝和成熟的技術。激光技術的優(yōu)勢使其成為盲/埋通孔制造中常用的方法。如今,在HDI微通孔中,99%是通過激光鉆孔獲得的。
2.通過金屬化
通孔金屬化的大困難是電鍍難以達到均勻。對于微通孔的深孔電鍍技術,除了使用具有高分散能力的電鍍液外,還應及時升級電鍍裝置上的鍍液,這可以通過強力機械攪拌或振動,超聲波攪拌,水平噴涂。此外,在電鍍前增加通孔壁的濕度。
除了工藝的改進外,HDI的通孔金屬化方法也看到了主要技術的改進:化學鍍添加劑技術,直接電鍍技術等。
3.細線
細線的實現(xiàn)包括傳統(tǒng)的圖像傳輸和激光直接成像。傳統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)移與普通化學蝕刻形成線條的過程相同。
對于激光直接成像,不需要攝影膠片,而圖像是通過激光直接在光敏膜上形成的。紫外波燈用于操作,使液體防腐解決方案能夠滿足高分辨率和簡單操作的要求。不需要攝影膠片,以避免因薄膜缺陷造成的不良影響,可以直接連接CAD/CAM,縮短制造周期,使其適用于和多種生產(chǎn)。
如何評估汽車HDI PCB制造商
電子行業(yè)的蓬勃發(fā)展推動了眾多行業(yè)的快速發(fā)展。近年來,電子產(chǎn)品在汽車工業(yè)中的應用日益廣泛。傳統(tǒng)的汽車工業(yè)在機械,動力,液壓和傳動方面進行了更多的努力。但是,現(xiàn)代汽車工業(yè)更多地依賴電子應用,而這些電子應用在汽車中發(fā)揮著越來越重要和潛在的作用。自動電氣化全部用于處理,感測,信息傳輸和記錄,而沒有印制電路板(PCB)則無法實現(xiàn)。由于汽車現(xiàn)代化和數(shù)字化的要求,以及人類對汽車安全性,舒適性,簡單操作和數(shù)字化的要求,PCB已廣泛應用于汽車行業(yè),高密度互連(HDI)PCB,可能帶有跨層盲孔或雙層結(jié)構(gòu)。
為了實現(xiàn)汽車HDI PCB的高可靠性和安全性,HDI PCB制造商遵循嚴格的策略和措施,這是本文關注的。
汽車PCB類型
在汽車電路板中,可以使用傳統(tǒng)的單層PCB,雙層PCB和多層PCB,而近年來HDI PCB的廣泛應用已成為汽車電子產(chǎn)品的。普通HDI PCB與汽車HDI PCB之間確實存在本質(zhì)區(qū)別:前者強調(diào)實用性和多功能性,為消費電子產(chǎn)品提供服務,而后者則致力于可靠性,安全性和。
有必要說明一下,因為汽車涵蓋了汽車,卡車或卡車等各種各樣的汽車,要求對不同的性能期望和功能有不同的要求,所以本文將要討論的法規(guī)和措施只是一些通用規(guī)則,不包括那些規(guī)則。特別案例。
汽車HDI PCB的分類和應用
HDI PCB可以分為單層HDI PCB,雙層積層PCB和三層積層PCB.在此,層是指預浸料的層。
汽車電子產(chǎn)品通常在兩類應用:
a.在與車輛的機械系統(tǒng)(例如發(fā)動機,底盤和車輛數(shù)字控制)配合使用之前,汽車電子控制設備將無法有效運行,特別是電子燃油噴射系統(tǒng),防抱死制動系統(tǒng)(ABS),防滑控制(ASC) ,牽引力控制,電子控制懸架(ECS),電子自動變速器(EAT)和電子助力轉(zhuǎn)向(EPS)。
b.可以在汽車環(huán)境中立使用且與汽車性能無關的車載汽車設備包括汽車信息系統(tǒng)或車輛計算機,GPS系統(tǒng),汽車視頻系統(tǒng),車載通信系統(tǒng)和Internet設備功能,這些功能由HDI PCB支持的設備實現(xiàn),這些設備負責信號傳輸和大量控制。
對汽車HDI PCB制造商的要求
由于高可靠性和汽車HDI印制電路板的安全性,汽車HDI PCB制造商符合高層次要求:
a.汽車HDI PCB制造商堅持在判斷或支持PCB制造商的管理水平中起關鍵作用的集成管理系統(tǒng)和質(zhì)量管理體系。某些系統(tǒng)在被第三方身份驗證之前無法歸PCB制造商所有。例如,汽車PCB制造商通過ISO9001和ISO / IATF16949認證。
b.HDI PCB制造商具備扎實的技術和較高的HDI制造能力。具體而言,從事汽車電路板制造的制造商制造線寬/間距至少為75μm/75μm且具有兩層結(jié)構(gòu)的電路板。公認的是,HDI PCB制造商具有至少1.33的工藝能力指數(shù)(CPK)和至少1.67的設備制造能力(CMK)。除非獲得客戶的認可和確認,否則不得在以后的制造中進行任何修改。
c.汽車HDI PCB制造商在選擇PCB原材料時遵循嚴格的規(guī)則,因為它們在確定終PCB的可靠性和性能中起著關鍵作用。
汽車HDI PCB的材料要求
?核心板和半固化片。它們是制造汽車HDI PCB的基本,關鍵的元素。當涉及HDI PCB的原材料時,核心板和預浸料是主要考慮因素。通常,HDI核心板和介電層都相對較薄。因此,一層預浸料足以在消費類HDI板上使用。但是,汽車HDI PCB依賴于至少兩層預浸料的層壓,因為如果發(fā)生空腔或粘合劑不足,則單層的預浸料可能會導致絕緣電阻降低。之后,終結(jié)果可能是整個板子或產(chǎn)品的故障。
?阻焊膜。作為直接覆蓋在表面電路板上的保護層,阻焊層也起著與核心板和預浸料相同的重要作用。除保護外部電路外,阻焊層在產(chǎn)品的外觀,質(zhì)量和可靠性方面也起著至關重要的作用。因此,汽車電路板上的阻焊層符合嚴格的要求。阻焊膜通過多項有關可靠性的測試,包括儲熱測試和剝離強度測試。
汽車HDI PCB材料的可靠性測試
合格的HDI PCB制造商絕不會認為材料選擇是理所當然的。相反,他們對電路板的可靠性進行一些測試。有關汽車HDI PCB材料可靠性的主要測試包括CAF(導電陽極絲)測試,高溫和低溫熱沖擊測試,天氣溫度循環(huán)測試和儲熱測試。
?CAF測試。它用于測量兩個導體之間的絕緣電阻。該測試涵蓋許多測試值,例如層之間的小絕緣電阻,通孔之間的小絕緣電阻,埋孔之間的小絕緣電阻,盲孔之間的小絕緣電阻以及并聯(lián)電路之間的小絕緣電阻。
?高溫和低溫熱沖擊測試。此測試旨在測試小于一定百分比的電阻變化率。具體而言,該測試中提到的參數(shù)包括通孔之間的電阻變化率,埋孔之間的電阻變化率和盲孔之間的電阻變化率。
?氣候溫度循環(huán)測試。被測板需要在回流焊接之前進行預處理。在-40℃±3℃至140℃±2℃的溫度范圍內(nèi),電路板在低溫度和高溫度下保持15分鐘。結(jié)果,合格的電路板不會發(fā)生層壓,白點或爆炸。
?高溫存儲測試。該測試主要針對阻焊層的可靠性,特別是其剝離強度。就阻焊層的判斷而言,該測試被認為是嚴格的。
根據(jù)以上介紹的測試要求,如果基材或原材料不能滿足客戶要求,則可能會發(fā)生潛在的風險。因此,是否對材料進行測試可能是確定合格的HDI PCB制造商的關鍵因素。
可以使用許多策略和措施來判斷汽車HDI PCB制造商,包括材料供應商認證,過程中的技術條件以及參數(shù)確定和附件的應用等。為尋找可靠的HDI PCB制造商,它們可能是重要的組成部分。確定和判斷其可靠性作為參考。