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PCB板工艺制程能力介绍及解析

时间:2023-09-02 人气:356


                                                                           腾创达电路PCB板工艺制程能力介绍及解析

  

                                                     

                               1692327812100423.png


图形转移


                                      图2.png

线宽公差

PCB加工十几道工序会,不可避免的会存在加工误差,PCB制造行业采用的标准通常是指标准的ISO、UL、等行业标准。华秋PCB可实现的线宽公差范围在±15%,高于行业的20%标准。



最小线宽/线距



我们在之前《厚铜PCB设计这个问题一定要注意》文章聊过,厚铜与线距的影响,由于化学蚀刻过程中的水池效应,会使金属线路产生侧蚀,所以呈现出来的线路会是梯形,当铜厚增大时,线距也需要相应的拉宽才能确保电路板的可靠性和稳定性。   图3.png


最小焊环

机械钻制焊盘的孔径,最小不小于0.2mm。使用激光打孔,最小不小于4mil。孔径公差根据板的不同略有不同。一般控制在0.05mm以内即可,垫宽至少要达到0.2mm ,最小焊环类似于最小线宽,与铜厚成反比。

                                                图4.png

BGA焊盘直径

BGA的全称是Ball Grid Array,意思是球栅阵列结构的PCB,它是集成电路采用有机载板的一种封装法。有BGA的PCB板一般小孔较多;通常BGA下过孔设计为成品孔,直径8~12mil;BGA下过孔需塞孔,焊盘不允许上油墨,且焊盘上不钻孔。PAD孔则为其他形状的焊盘。


图5.png阻抗

1

阻抗公差

阻抗控制是高速PCB设计常规设计,PCB加工十几道工序会存在加工误差,当前腾创达电路阻抗控制都是在10%的误差内,最高可以控制到5%。

2

来料偏差

据IPC-4101《刚性及多层印制板用基材规范》,覆铜板的厚度偏差分为两种,一种厚度公差包括金属箔的厚度,另一种不包括铜箔的芯板厚度。覆铜板(包括铜箔)厚度公差分三个等级(K、L和M),从K级至M级厚度偏差渐严。覆铜板(不包括铜箔)厚度偏差分四个等级(A、B、C、D),从A级至D级厚度偏差渐严。华秋PCB严格选用生益/建滔 A 级 FR4板材,从源头上控制来料偏差,控制板材对阻抗公差的影响。图6.png

3

介质偏差

压合是PCB多层板制造中最重要的工序之一,压合对阻抗公差一个重要影响因素就是介质厚度,即半固化片(PP片)的厚度。一般而言,板厂采购来的PP片,有一个初始厚度,这个初始厚度跟树脂含量(RC%)及玻璃布的型号相关,不同品牌PP片,含胶量和玻璃布厚度有一定的差异,从产品的稳定可靠而言,在满足客户需求的情况下,华秋PCB一般会选用固定的品牌厂商PP片,跟工厂压机形成一个相对稳定的参数关系,以确保PCB的压合质量。

4

阻焊偏差

阻焊油墨影响阻抗的因素主要是阻焊油墨的介电常数及覆盖阻抗线的阻焊油厚度两个因素。相对于介电常数,阻焊的油墨厚度对阻抗的影响最大。一般情况下,印上阻焊会使外层阻抗减少,因此在控制阻抗误差时会考虑到阻焊的影响。正常情况下,印刷一遍阻焊可使单端下降2Ω,可使差分下降8Ω;印刷两遍下降值为一遍时的2倍;当印刷三次以上时,阻抗值不再变化。


图7.png

阻焊

我们常见的PCB板有很多颜色,有绿色、蓝色、红色、黑色,还有镀金的金色等。PCB板上的各种颜色,是为了阻止铜氧化,也为了在焊接时PCB的焊接部分和非焊接部分分开,为了保护PCB线路板表层,将特殊的涂料涂刷在PCB板表面,形成具有一定厚度的保护层,阻断铜和空气的接触。这层涂层叫阻焊层。


PCB板颜色和本身质量没有直接关系,之所以有颜色的区分,主要还是和制造过程需求以及市场需求有关~


阻焊桥与阻焊开窗(绿油桥与绿油窗)


阻焊桥又称绿油桥、阻焊坝,是工厂批量贴片,防止SMD元器件管脚短路而做的“隔离带”。(两个阻焊开窗之间保留阻焊油的宽度,一般>6mil)阻焊开窗是为一些特殊需求,比如正板散热、良好接触外壳等等所采取的措施。





图7.png孔处理

1

过孔盖油

过孔盖油是指过孔焊盘盖上油墨,焊盘上面没有锡,大部分电路板采用此工艺。过孔盖油设计的孔径不建议大于0.5mm,孔径过大孔内集油墨有一定的品质隐患。过孔盖油在PCB设计文件转成Gerber光绘文件时,需取消过孔的开窗,不然过孔会做出开窗而不是盖油了。

2

过孔开窗

过孔开窗是指过孔焊盘不盖油露铜,表面处理后就是沉金或喷锡。过孔开窗的作用是在元件过波峰焊时,喷锡到孔内壁上,会加大孔的导通电流能力。

3

过孔塞油图8.png

过孔塞油是指过孔孔壁里面塞上油墨,生产时先用铝片将阻焊油墨塞进过孔里面,再整板印阻焊油。过孔塞油的目的是防止PCB过波峰焊时锡从导通孔贯穿元件面造成短路。

4

图9.png图9.png

树脂塞孔

树脂塞孔是指过孔孔壁里面塞上树脂,然后再镀平焊盘,适用于任何类型的一面开窗的过孔或两面开窗的盘中孔。树脂塞孔的目的,在工艺角度上讲比如盲埋孔是在压合前钻孔的,如果孔没有采取树脂塞会导致压合的PP胶流入孔内,导致层压缺胶爆板。图11.png

5

铜浆填孔

铜浆填孔是指过孔孔壁里面塞上铜浆,然后再镀平焊盘,适用于任何类型的一面开窗的过孔或两面开窗的盘中孔。铜浆塞孔的目的是适用于盘中孔过大电流,铜浆塞孔的成本要比树脂塞孔成本高许多。


其他

1

丝印字符

字符字宽不能小于4mil,字高不能小于25mil, 宽度比高度比例最好为5的关系 也为就是说,字宽0.2mm 字高为1mm,以此推类。


2

线路到板边的距离


3

V-cut

V-cut是一种切割方法,通过在PCB板上切割一系列V形切口,然后施加适当的力量将板子折断,使得多层PCB能被分离成单独的板块,V-cut的切口形状通常是V字形,余厚通常是板厚的1/3大小。图15.png


4

手指斜边

PCB板金手指是指在PCB板的边缘上加工出金属接口,一般用于在电子产品中进行连接和通信。有时,这些金手指会设计成带斜边的形状,这种设计称为“斜边金手指”。


斜边金手指通常设计成斜角矩形的形状,其主要目的是为了减少插拔时的机械应力。斜角矩形的设计能够使插座在插拔时缓慢地逐渐进入或退出插孔,从而减少插拔时的机械应力。此外,斜边金手指还可以提高光学性能和导电性能,使其更加稳定和可靠。


5

翘曲度

PCB板翘曲其实也是指电路板弯曲,是指原本平整的电路板,放置桌面时两端或中间出现在微微往上翘起,这种现象被业内人士称为PCB翘曲。华秋pcb翘曲度角度公差范围在0.75%内,高于行业的标准1.5%。


图16.png

     

      腾创达电路是一家专业生产高多层PCB板工厂,一直有在高频PCB板领域这一块投入重大研发,所以目前在汽车电子领域,公司与客户在新能源车三电系统,自动驾驶,智能座舱,车联网等方面深度合作,开展关键技术的研发,深度参与客户前期设计及验证。公司在高阶汽车用HDI产品开发,汽车用高频高速材料应用研究,高信赖性产品研发以及生产效率提升等方面加大资源投入,紧跟汽车行业的发展趋势,提升技术能力和适用性,增强与客户在技术上的准确支持以及在业务上的长期合作,夯实在ADAS(高级驾驶辅助系统)、动力系统电气化、汽车电子功能架构等领域高端PCB的竞争优势,逐步调整优化产品和产能结构。在具体产品方面,应用于4D车载雷达,自动驾驶域控制器,智能座舱域控制器,车载网关等领域的产品已实现量产。77GHz4D毫米波雷达的开发情况:带宽1GHz,探距0.5-300m,水平角±15度,仰角±15度,角度分辨率0.1-1度,主要应用自动巡航、车道偏离预警、紧急避让。该产品采用PTFE高频材料+高Tg不对称混压结构,材料加工性难度较大。采用激光钻孔+机械控深钻盲孔组合,电镀采用厚薄铜图形电镀工艺流程复杂。目前腾创达电路公司毫米波雷达PCB板已交付多款,现已掌握此类产品的关键技术与指标,已具备该产品生产能力。公司有批量生产毫米波雷达板。雷达板主要客户有:海拉、森思泰克、比亚迪等。

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