PCB制板熱風(fēng)整平前處理過程的好壞對(duì)熱風(fēng)整平的質(zhì)量影響很大,該工序必須徹底清除焊盤上的油污,雜質(zhì)及氧化層,為浸錫提供新鮮可焊的銅表面?,F(xiàn)在較常采用的前處理工藝是機(jī)械式噴淋,首先是硫酸-雙氧水微蝕刻,微蝕后浸酸,然后是水噴淋沖洗,熱風(fēng)吹干,噴助焊劑,立即熱風(fēng)整平。前處理不良造成的露銅現(xiàn)象是不分類型批次同時(shí)大量出現(xiàn)的,露銅點(diǎn)常常是分布整個(gè)板面,在邊緣上更是嚴(yán)重。使用放大鏡觀察前處理后的線路板將發(fā)現(xiàn)焊盤上有明顯殘留的氧化點(diǎn)和污跡。出現(xiàn)類似情況應(yīng)對(duì)微蝕溶液進(jìn)行化學(xué)分析,檢查第二道酸洗溶液,調(diào)整溶液的濃度更換由于時(shí)間使用過長(zhǎng)污染嚴(yán)重的溶液,檢查噴淋系統(tǒng)是否通暢。適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)處理時(shí)間也可提高處理效果,但需注意會(huì)出現(xiàn)的過腐蝕現(xiàn)象,返工的線路板經(jīng)熱風(fēng)整平后處理線再在5%的鹽酸溶液中處理一下,去除表面的氧化物。2.焊盤表面不潔,有殘余的阻焊劑污染焊盤。目前大部份的廠家采用全板絲網(wǎng)印刷液態(tài)感光阻焊油墨,然后通過曝光、顯影去除多余的阻焊劑,得到時(shí)間的阻焊圖形。在該過程中,預(yù)烘過程控制不好,溫度過高時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)造成顯影的困難。阻焊底片上是否有缺陷,顯影液的成份及溫度是否正確,顯影時(shí)的速度即顯影點(diǎn)是否正確,噴嘴是否堵塞及噴嘴的壓力是否正常,水洗是否良好,其中任何一點(diǎn)情況都會(huì)給焊盤上留下殘點(diǎn)。如由于底片的原因形成的露銅一般較有規(guī)律性,都在同一點(diǎn)上。該種情況使用放大鏡可發(fā)現(xiàn)在露銅處有阻焊物質(zhì)的殘留痕跡,PCB設(shè)計(jì)一般在固化工序前應(yīng)設(shè)立一崗位對(duì)圖形及金屬化孔內(nèi)部進(jìn)行檢查,保證送到下一工序的印刷線路板的焊盤和金屬化孔內(nèi)清潔無阻焊油墨殘留。3.助焊劑活性不夠助焊劑的作用是改善銅表面的潤(rùn)濕性,保護(hù)層壓板表面不過熱,且為焊料涂層提供保護(hù)作用。如助焊劑活性不夠,銅表面潤(rùn)濕性不好,焊料就不能完全覆蓋焊盤,其露銅現(xiàn)象與前處理不佳類似,延長(zhǎng)前處理時(shí)間可減輕露銅現(xiàn)象?,F(xiàn)在的助焊劑幾乎全為酸性助焊劑,內(nèi)含有酸性添加劑,如酸性過高會(huì)產(chǎn)生咬銅現(xiàn)象嚴(yán)重,造成焊料中的銅含量高引起鉛錫粗糙;酸性過低,則活性弱,會(huì)導(dǎo)致露銅。如鉛錫槽中的銅含量大要及時(shí)除銅。工藝技術(shù)人員選擇一個(gè)質(zhì)量穩(wěn)定可靠的助焊劑對(duì)熱風(fēng)整平有重要的影響,優(yōu)良的助焊劑的是熱風(fēng)整平質(zhì)量的保證。
廠家線路板印制Via hole導(dǎo)通孔起線路互相連結(jié)導(dǎo)通的作用,電子行業(yè)的發(fā)展,同時(shí)也促進(jìn)PCB的發(fā)展,也對(duì)印制板制作工藝和表面貼裝技術(shù)提出更高要求。線路板印制生產(chǎn)廠Via hole塞孔工藝應(yīng)運(yùn)而生,同時(shí)應(yīng)滿足下列要求:(一)導(dǎo)通孔內(nèi)有銅即可,阻焊可塞可不塞;(二)導(dǎo)通孔內(nèi)必須有錫鉛,有一定的厚度要求(4微米),不得有阻焊油墨入孔,造成孔內(nèi)藏錫珠;(三)導(dǎo)通孔必須有阻焊油墨塞孔,不透光,不得有錫圈,錫珠以及平整等要求。隨著電子產(chǎn)品向“輕、薄、短、小”方向發(fā)展,PCB也向高密度、高難度發(fā)展,因此出現(xiàn)大量SMT、BGA的PCB,而客戶在貼裝元器件時(shí)要求塞孔,主要有五個(gè)作用:(一)防止PCB過波峰焊時(shí)錫從導(dǎo)通孔貫穿元件面造成短路;特別是我們把過孔放在BGA焊盤上時(shí),就必須先做塞孔,再鍍金處理,便于BGA的焊接。(二)避免助焊劑殘留在導(dǎo)通孔內(nèi);(三)電子廠表面貼裝以及元件裝配完成后PCB在測(cè)試機(jī)上要吸真空形成負(fù)壓才完成:(四)防止表面錫膏流入孔內(nèi)造成虛焊,影響貼裝;
一、PCB沉金采用的是化學(xué)沉積的方法,通過化學(xué)氧化還原反應(yīng)的方法生成一層鍍層,一般厚度較厚,是化學(xué)鎳金金層沉積方法的一種,可以達(dá)到較厚的金層。二、PCB鍍金采用的是電解的原理,也叫電鍍方式。其他金屬表面處理也多數(shù)采用的是電鍍方式。在實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用中,90%的金板是沉金板,因?yàn)殄兘鸢搴附有圆钍撬闹旅秉c(diǎn),也是導(dǎo)致很多公司放棄鍍金工藝的直接原因!沉金工藝在印制線路表面上沉積顏色穩(wěn)定,光亮度好,鍍層平整,可焊性良好的鎳金鍍層?;究煞譃樗膫€(gè)階段:前處理(除油,微蝕,活化、后浸),沉鎳,沉金,后處理(廢金水洗,DI水洗,烘干)。沉金厚度在0.025-0.1um間。金應(yīng)用于電路板表面處理,因?yàn)榻鸬膶?dǎo)電性強(qiáng),抗氧化性好,壽命長(zhǎng),而鍍金板與沉金板最根本的區(qū)別在于,鍍金是硬金(耐磨),沉金是軟金(不耐磨)。1、沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金對(duì)于金的厚度比鍍金要厚很多,沉金會(huì)呈金黃色,較鍍金來說更黃(這是區(qū)分鍍金和沉金的方法之一),鍍金的會(huì)稍微發(fā)白(鎳的顏色)。2、沉金與鍍金所形成的晶體結(jié)構(gòu)不一樣,沉金相對(duì)鍍金來說更容易焊接,不會(huì)造成焊接不良。沉金板的應(yīng)力更易控制,對(duì)有邦定的產(chǎn)品而言,更有利于邦定的加工。同時(shí)也正因?yàn)槌两鸨儒兘疖洠猿两鸢遄鼋鹗种覆荒湍?沉金板的缺點(diǎn))。3、PCB沉金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應(yīng)中信號(hào)的傳輸是在銅層不會(huì)對(duì)信號(hào)有影響。4、沉金較鍍金來說晶體結(jié)構(gòu)更致密,不易產(chǎn)成氧化。5、隨著電路板加工精度要求越來越高,線寬、間距已經(jīng)到了0.1mm以下。鍍金則容易產(chǎn)生金絲短路。沉金板只有焊盤上有鎳金,所以不容易產(chǎn)成金絲短路。
PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致的工作,需要的就是細(xì)心和耐心。剛開始做設(shè)計(jì)的新手經(jīng)常犯的錯(cuò)誤就是一些細(xì)節(jié)錯(cuò)誤。器件管腳弄錯(cuò)了,器件封裝用錯(cuò)了,管腳順序畫反了等等,有些可以通過飛線來解決,有些可能就讓一塊板子直接變成了廢品。畫封裝的時(shí)候多檢查一遍,投板之前把封裝打印出來和實(shí)際器件比一下,多看一眼,多檢查一遍不是強(qiáng)迫癥,只是讓這些容易犯的低級(jí)錯(cuò)誤盡量避免。否則設(shè)計(jì)的再好看的板子,上面布滿飛線,也就遠(yuǎn)談不上優(yōu)秀了。(二) 學(xué)會(huì)設(shè)置規(guī)則其實(shí)現(xiàn)在不光高級(jí)的PCB設(shè)計(jì)軟件需要設(shè)置布線規(guī)則,一些簡(jiǎn)單易用的PCB工具同樣可以進(jìn)行規(guī)則設(shè)置。人腦畢竟不是機(jī)器,那就難免會(huì)有疏忽有失誤。所以把一些容易忽略的問題設(shè)置到規(guī)則里面,讓電腦幫助我們檢查,盡量避免犯一些低級(jí)錯(cuò)誤。另外,完善的規(guī)則設(shè)置能更好的規(guī)范后面的工作。所謂磨刀不誤砍柴工,板子的規(guī)模越復(fù)雜規(guī)則設(shè)置的重要性越突出?,F(xiàn)在很多EDA工具都有自動(dòng)布線功能,如果規(guī)則設(shè)置足夠詳細(xì),讓工具自己幫你去設(shè)計(jì),你在一旁喝杯咖啡,不是更愜意的事情嗎?(三) 為別人考慮的越多,自己的工作越少在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候,盡量多考慮一些最終使用者的需求。比如,如果設(shè)計(jì)的是一塊開發(fā)板,那么在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候就要考慮放置更多的絲印信息,這樣在使用的時(shí)候會(huì)更方便,不用來回的查找原理圖或者找設(shè)計(jì)人員支持了。如果設(shè)計(jì)的是一個(gè)量產(chǎn)產(chǎn)品,那么就要更多的考慮到生產(chǎn)線上會(huì)遇到的問題,同類型的器件盡量方向一致,器件間距是否合適,板子的工藝邊寬度等等。這些問題考慮的越早,越不會(huì)影響后面的設(shè)計(jì),也可以減少后面支持的工作量和改板的次數(shù)??瓷先ラ_始設(shè)計(jì)上用的時(shí)間增加了,實(shí)際上是減少了自己后續(xù)的工作量。在板子空間信號(hào)允許的情況下,盡量放置更多的測(cè)試點(diǎn),提高板子的可測(cè)性,這樣在后續(xù)調(diào)試階段同樣能節(jié)省更多的時(shí)間,給發(fā)現(xiàn)問題提供更多的思路。
高速數(shù)字PCB板的等線長(zhǎng)是為了使各信號(hào)的延遲差保持在一個(gè)范圍內(nèi),保證系統(tǒng)在同一周期內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)的有效性(延遲差超過一個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)會(huì)錯(cuò)讀下一周期的數(shù)據(jù)),一般要求延遲差不超過1/4時(shí)鐘周期,單位長(zhǎng)度的線延遲差也是固定的,延遲跟線寬,線長(zhǎng),銅厚,板層結(jié)構(gòu)有關(guān),但線過長(zhǎng)會(huì)增大分布電容和分布電感,使信號(hào)質(zhì)量,所以時(shí)鐘IC引腳一般都接RC端接,但蛇形走線并非起電感的作用,相反的,電感會(huì)使信號(hào)中的上升元中的高次諧波相移,造成信號(hào)質(zhì)量惡化,所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍,信號(hào)的上升時(shí)間越小就越易受分布電容和分布電感的影響.因?yàn)閼?yīng)用場(chǎng)合不同具不同的作用,如果蛇形走線在電腦板中出現(xiàn),其主要起到一個(gè)濾波電感的作用,提高電路的抗干擾能力,電腦主機(jī)板中的蛇形走線,主要用在一些時(shí)鐘信號(hào)中,如CIClk,AGPClk,它的作用有兩點(diǎn):1、阻抗匹配 2、濾波電感。對(duì)一些重要信號(hào),如INTEL HUB架構(gòu)中的HUBLink,一共13根,跑233MHz,要求必須嚴(yán)格等長(zhǎng),以消除時(shí)滯造成的隱患,繞線是解決辦法。一般來講,蛇形走線的線距>=2倍的線寬。PCI板上的蛇行線就是為了適應(yīng)PCI 33MHzClock的線長(zhǎng)要求。若在一般普通PCB板中,是一個(gè)分布參數(shù)的 LC濾波器,還可作為收音機(jī)天線的電感線圈,短而窄的蛇形走線可做保險(xiǎn)絲等等.
隨著PCB設(shè)計(jì)復(fù)雜度的逐步提高,對(duì)于信號(hào)完整性的分析除了反射,串?dāng)_以及EMI之外,穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)也成為設(shè)計(jì)者們重點(diǎn)研究的方向之一。尤其當(dāng)開關(guān)器件數(shù)目不斷增加,核心電壓不斷減小的時(shí)候,電源的波動(dòng)往往會(huì)給系統(tǒng)帶來致命的影響,于是人們提出了新的名詞:電源完整性,簡(jiǎn)稱PI(powerintegrity)。當(dāng)今國(guó)際市場(chǎng)上,IC設(shè)計(jì)比較發(fā)達(dá),但電源完整性設(shè)計(jì)還是一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)。因此本文提出了PCB板中電源完整性問題的產(chǎn)生,分析了影響電源完整性的因素并提出了解決PCB板中電源完整性問題的優(yōu)化方法與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),具有較強(qiáng)的理論分析與實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。二、電源噪聲的起因及分析對(duì)于電源噪聲的起因我們通過一個(gè)與非門電路圖進(jìn)行分析。圖1中的電路圖為一個(gè)三輸入與非門的結(jié)構(gòu)圖,因?yàn)榕c非門屬于數(shù)字器件,它是通過“1”和“0”電平的切換來工作的。隨著IC技術(shù)的不斷提高,數(shù)字器件的切換速度也越來越快,這就引進(jìn)了更多的高頻分量,同時(shí)回路中的電感在高頻下就很容易引起電源波動(dòng)。如在圖1中,當(dāng)與非門輸入全為高電平時(shí),電路中的三極管導(dǎo)通,電路瞬間短路,電源向電容充電,同時(shí)流入地線。此時(shí)由于電源線和地線上存在寄生電感,我們由公式V=LdI/dt可知,這將在電源線和地線上產(chǎn)生電壓波動(dòng),如圖2中所示的電平上升沿所引入的ΔI噪聲。當(dāng)與非門輸入為低電平時(shí),此時(shí)電容放電,將在地線上產(chǎn)生較大的ΔI噪聲;而電源此時(shí)只有電路的瞬間短路所引起的電流突變,由于不存在向電容充電而使電流突變相對(duì)于上升沿來說要小。從對(duì)與非門的電路進(jìn)行分析我們知道,造成電源不穩(wěn)定的根源主要在于兩個(gè)方面:一是器件高速開關(guān)狀態(tài)下,瞬態(tài)的交變電流過大;