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高密度电路板技术与应用 多层密度板的断面分析

时间:2022-04-29 11:17:56 来源:PCBA 点击:0

高密度电路板技术与应用 多层密度板的断面分析

随着电子产品的设计和应用越来越复杂,集成处理器、存储器等重要元件在性能标准上有了大幅度提高,为了测试安装电子部件的电路板的设计技术水平,不仅要达到小面积、高密度、高效率的要求,而且还要具备良好的电性、必须具备安全性和更严格的使用条件。

近年来,智能手机、平板电脑已成为推动计算机科学技术持续优化的重要产品项目。挑战更小的飞机空间PCB基板技术的能力升级。

电路板对电子产业有很大的影响。

实际上,在印刷电路板出现之前,电子产品的零组件和电路的构建大多是利用铜导线直接连接电子部件来完成导通电路,构建能够运行的电子产品系统整体。但是,这样构建的电子电路一方面需要花费大量的人力和制作心力来制作与线路连接的零组件,线路和元件的焊接容易产生错误的连接,造成元件和材料的损失,从而增加线路的制造和验证成本。

改进方案电子电路使用板通过金属化学蚀刻线路制作电路,组合钻头提供电子元件的更稳定的连接和固定,在达到更好的线路连接质量和元件固定效果的同时,在产品出厂后的销售和检查中也可以提供更高质量的电路。

印刷电路板PCB为了承担大量电子部件、构建元件导通电路的重要作用,PCB也成为电子产品的持续进化、升级的重要组成部分。PCB的线路制作主要分为两种手法,基本上PCB自身必须具备绝缘载波,载波材料决定PCB电路板自身的强度、绝缘效果、基本电气的表现,但是导通线路可以用加成法(Additive)或者减去法Subtractive两种不同的制作方式构筑。

软板腐蚀?硬盘使用条件的优点不同

线路加成法在基板上附加了透过实体电路的金属镀、蒸镀或导通材料。减去法是在涂覆有金属导体层的基板上采集、印刷线路图案后,将未印刷的无线路径块金属透过化学溶剂除去腐蚀的形成电路。

初期的基板材料是限制电路基板的应用的瓶颈,但是,例如可挠性的软性材料、高温耐受性、薄化和兼有多层层叠应用的各种机械板材料相继发售,其中高单价的软性和挠性的电路板中多使用加成法处理线路硬式电路板或多层电路板多数情况下减去法制作线路被使用,软性(挠性)电路基板和硬式电路基板由于适用环境和材料的特征不同,在其中硬式电路基板的使用量也多,开发出更精密的多层板、高密度多层板等进步产品,薄化、缩小化、轻量化电子产品的设计目标是相当重要的核心材料技术。

从单层到两层测试多层的制造和化学处理的精密度

一般的基材导通层(电路)的构建设置在基板的上、下两面,通过钻孔形成上下电路线路的连接导通线路,随着对电子产品产业的高精度、高复杂度匹配电路的需求,多个硬式电路基板的层叠、电路层和层之间的导通连接和粘接设计相结合,可以形成构筑线路更加复杂的多层板结构。

多层电路板可以有效地简化基板的尺寸、面积,特别是IC可以组合科学技术的高级集成元件,电路基板可以减少以往线路的数倍到几十倍的光谱,成为电子产品的积极缩小优化的重要设计倾向。

多层板,在高密度电路板的集成设计中,产品技术不仅比以往的电路板高得多,产品利润也比以往的产品多,但伴随的问题也比较多。例如,多层板由于板材本身的材料特性,电子产品运行中产生的温度也会导致板材的热上升和冷缩,对于高密度电路和层间导通连接的线路连接结构脆弱的情况下,另外,由于产品运行温度高,线路被切断导通状态可能会发生异常。

因此,高密度多层板具有高利润、高材料集成缩小化的优越性,但所诱导的测试、验证作业更复杂,要求更高,精密度和材料受温度的变化量也必须通过基板材料优化,提供高稳定、耐温度变化的特性表现终端电子产品无法实现更大的设计需求。

金属层材料选择影响电路的电特性

除了基板的材料特性之外,放置在基板上的金属层也是电路基板整体表现的关键。

一般来说,金属层的材料不同,成本差异极大,直接左右生产成本,但有对应不同金属材料可焊接的姓、耐腐蚀性、耐磨性。插拔、电阻、导热性等有很大差异,实际应用不是材料越高越好,而是针对不同金属层的使用需求选择合适的金属材料处理线路。常见的金属层有铜、锡、铅锡合金、锡铜合金等,锡的厚度多为5~15mu。m,铅锡合金很多厚度是5~25mu。m。

当前的电路基板主要由线路、附图(pattern)构成,一般线路与附图一起制作,但基材的绝缘板材料自身确立各层的绝缘电气性(介电层Dielectric),各层的载波板是透过导通孔(Through hole/via))形成应用电路连接,一般来说比较大的导通孔设置需要插件焊接的电子部件,另外,在电路基板上设置非导通孔进行表面粘电子部件的安装焊接。

通过最终工序和板材处理提高电路基板的稳定性和耐久性

复合板材这本身是因为空气潮湿,容易吸收湿气,导致板材变异?变形,变形过程可能导致线路导线断裂或接触不良。为了增加板材的寿命,通常在板材表面的未焊接面和板材表面增加一层环氧树脂,结合网板印刷元件名称、位置、电路板的版本号、发货日期等参考信息。

由于电路板上的铜面导通金属面直接接触空气,极易发生板材的氧化、上锡不良或因氧化变形而导致的铜箔脱落等问题,一般在电路板完成后,也需要在未出货的板材上在吃锡的金属面上追加防止氧化的保护层,例如喷射锡(Hot-AirSolder Leveling;HASL,化学镍金化(Electroless NICkel/Imersion Gold;ENIG、银浸渍(Immersion Ag;ImAg)、锡浸渍Immersion Tin、或有机保溶剂(OrganICSoldelderability presvatives;OSP保护金属触点。

对于电路板的成品的验证,由于电路板的工艺水平复杂,为了使产品更加精良,减少次品的数量,过程设备必须定期进行维护和清扫,保持稳定的制作条件。生产也要在高清清洁度的环境下进行,更要避免成品的误差。

板材处理是多道化学浸渍、处理动作,设备必须保持自动恒温、定时和匀速处理材料。同时,过程必须随时添加液料PH值化学品,保持化学浸渍材料的成分稳定性。

制造程标淮化除了维持产品质量外,产品质量也必须通过高清晰度环境避免材料污染。例如,生产线可以在无尘环境中处理操作,液体光阻生产线应结合灰尘过滤、板面除尘条件PCBA进行加工。

生产密切关注各个阶段的处理,保持一致的质量,减少生产瑕疵。

为了维持后续工作的生产品质,在每个PCBA加工段的处理过程中不能忽视品质问题,过程中会发生瑕疵,对最终产品的品质也会产生很大影响。各工序为了维持产品PCBA的加工品质监督管理,需要实施最初的产品检查、最终产品检查以及中间产品采样监视。

在钻头过程段中,通过实施插头规((Pin-Guage)来检测孔径状态,验证初品的产品质量,电镀过程用掌上型孔铜测厚仪检查镀铜的厚度状况,将切片组合起来检查孔隙的铜密度和内层的结合状况,可以确保镀金质量。另一方面,镀铜后的板材的研磨处理、玻璃纤维、树脂、粉屑的去除后,组合砂带机使铜面平整,铜瘤去除陷落问题。

同时大量生产结合机械的视觉辅助,用自动光学传送带辅助工件检查,在多层板层间结合淮的X-Ray检查,确认对位精淮度。另外,自动光学检测与原线路原稿组合进行比较分析,能够防止工件的固定断线、线路短路或线路切断问题的发生。

焊接防止过程中的裸铜板经过酸洗、刷磨、微食后,除去铜面的氧化层和微铜粉,增加铜箔面本身的粗糙度,才能提高墨焊防止层的附着力,同时提高保护电路板的能力。在印刷阶段,可以目视检查墨水的均匀性,在烧成电路板后,必须组合膜厚计测量涂布的墨的厚度。

多层板在压接阶段,温度和压力控制是重要的,为了实现最佳的压接,可以通过二级式处理延长二级热压时间,能够强化板材的硬度、平坦性和铜箔的附着力。最终电路板的成品验证一般可以CAMData输出,与自动治具软体构筑治具制作程序组合,通过治具快速检测和选择不良工件。

多层板成品可以通过治具和验证程序迅速对不良品进行筛选。

使用精密触点探头的话,可以迅速检测电路基板的线路导通的品质和状况。

多层板线路越复杂,制造工序越复杂,除此之外,成品验证的难度也越大。

电路板尺寸变小,复杂度变高,与高次测试设备组合进行各电气性检查,避免有问题的基板,提高电子产品的制造品质。

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