Teknik PCB - Cakap tentang kepercayaan PCB

Salah satu fungsi asas PCB adalah untuk membawa transmisi isyarat elektrik.

Untuk mempelajari kepercayaan PCB adalah untuk mempelajari sama ada fungsi asasnya tidak hilang atau sebahagian dari indikator prestasi elektriknya tidak berkurang, iaitu, kesabaran fungsinya. Kertas ini berniat untuk mempelajari kepercayaan PCB dari tiga aspek: kualiti pengguna PCB turun selepas pemasangan, kualiti penyahpepijatan pengguna langsung dan kualiti penggunaan produk, supaya mengukur kualiti pemprosesan PCB dan menyediakan cara as as untuk menghasilkan PCB kepercayaan tinggi.

Analisi Kepercayaan 1 PCB

Aksara Kualiti 1.1 PCB selepas Pemasangan

Selepas pemasangan PCB, kualiti PCB secara langsung diselarang dalam:

Periksa penampilan PCB secara visual sama ada ada terdapat petir, titik putih, warping dan fenomena lain.

Salah satu masalah adalah bahawa gelembung, yang dipanggil "papan letupan atau stratifikasi" oleh insider industri, tidak patut berlaku selepas pemasangan PCB yang boleh dipercayai. Untuk mendapatkan PCB kepercayaan tinggi, aspek berikut mesti dimulakan.

Pemilihan bahan PCB 1.1.1

Performasi jenis asas PCB yang sama sangat berbeza dari pembuat berbeza, dan prestasi jenis berbeza bahan asas PCB berbeza lagi. Pemprosesan PCB memilih bahan asas untuk mempertimbangkan kekebalan panas bahan dan prestasi elektrik bahan. Dalam terma pemasangan, kita mempertimbangkan resistensi panas bahan ini lebih. Keperlahan panas bahan-bahan biasanya disebut sebagai suhu transisi kaca (Tg) dan suhu dekomposisi panas (Td). Pada masa ini, pemasangan PCB dibahagi menjadi pemasangan lead, lead-free dan campuran mengikut komposisi kongsi solder (lead and lead-free) komponen. Suhu penegak balik puncak yang sepadan adalah 215, 250 dan 225 darjah C. Oleh itu, bahan PCB patut dipilih secara berbeza untuk kaedah pemasangan berbeza. Untuk tentera bebas lead, plat dengan Tg lebih tinggi dari 170 C dipilih. Untuk penywelding-kumpulan campuran, plat dengan Tg lebih tinggi dari 150 C dipilih.

Untuk soldering lead, semua bahan sesuai, tetapi plat Tg yang lebih tinggi daripada 130 C biasanya digunakan. Selain mempertimbangkan Tg, perhatian umum perlu diberikan kepada marka dan model pembuat. Pada masa ini, plat yang biasa digunakan dengan prestasi stabil adalah Tuc, IsoIa, Hitachi, Neleo, dll.

1.1.2 Kawalan Proses

Sebelum PCB meninggalkan kilang, sampel patut diambil untuk melakukan ujian tekanan penghantaran dan tekanan panas, tujuannya ialah memastikan pemasangan tidak stratifikasi, dll. Walaupun produk dengan keadaan penghantaran cacat dan ujian tekanan panas yang sepenuhnya berkualifikasi tidak boleh dijamin untuk dipasang tanpa cacat, - mesti terdapat bahaya tersembunyi bila produk dengan keadaan penghantaran cacat dipasang. Oleh itu, keadaan penghantaran dan ujian tekanan panas adalah prediksor awal kualiti pemasangan. Dengan cara ini, status penghantaran dan kualifikasi tekanan panas diperlukan untuk penghantaran PCB. Sebab itu, perhatian patut diberikan kepada aspek berikut semasa pemprosesan PCB untuk memastikan keadaan penghantaran dan ujian tekanan panas adalah berkualiti dan untuk meningkatkan kualiti selepas pemasangan.

1.1.2.1 Takrifkan keperluan pemprosesan PCB

Hasil ujian tekanan suhu PCB dipengaruhi oleh bilangan lapisan, tebal, pitch BGA (atau jarak tengah diantara lubang), tebal Copper Conductor, dll. Plat dengan lebih dari 12 lapisan dan lebih tebal daripada 3.0 mm cenderung kepada retakan mikro dan cacat dinding lubang selepas tekanan suhu disebabkan pengembangan paksi Z besar dan nilai kontraksi.

Pitch BGA kurang dari 0.8 mm atau jarak tengah dinding lubang kurang dari 0.5 mm. Kerana kapasitas panas yang besar, panas berkonsentrasi semasa pemasangan, yang mudah menyebabkan lapisan dielektrik tersestratifikasi. Oleh itu, bahan dengan Tg lebih tinggi dari 170 C patut dipilih untuk memproses PCB seperti itu.

Ketempatan konduktor lebih dari 35 μ M, kapasitas panas tinggi, tahan tinggi terhadap aliran resin, menggunakan sebanyak mungkin lembaran semi-sembuh cairan tinggi semasa laminasi. For PCB with a hole diameter less than 0.3 mm, the quality of drilling directly affects the quality of the hole wall. Parameter pengeboran patut dikawal secara ketat untuk memastikan dinding lubang bersih, rata dan air mata kecil.

1.1.2.2 Kawalan Proses Baik

Lapisan berlaku dalam keadaan bertukar dan eksperimen tekanan panas. Alasan utama ialah kekurangan kualiti rawatan oksidasi konduktor dalaman menyebabkan lembaran melekat ke lembaran setengah sembuh atau penapisan atau penyorban basah lembaran setengah sembuh. Proses oksidasi berbeza bergantung pada bahan. Bahan Tg tinggi keras dan mudah, dan dioksidasi oleh coklat kelabu. Bahan-bahan konvensional boleh dioksidasi oleh hitam kristal [2]. Sudah tentu, keras permukaan konduktor secara langsung mempengaruhi kekuatan ikatan tembaga kepada lembaran setengah sembuh. Oleh itu, tidak kira apa jenis perawatan oksidasi, kelajuan permukaan oksidasi mesti ditakrif dengan jelas. Pada masa yang sama, semasa proses laminasi, pencemaran dan penyorban basah bahan-bahan perlu dihindari sebanyak mungkin. Untuk sebab ini, syarat pembakaran lembaran tunggal mesti dikawal kuantitatif, lembaran setengah sembuh mesti dihumidifikasikan, dan kesucian persekitaran dan spesifikasi operasi mesti dikawal dalam laminat. Dalam kawalan proses laminasi, parameter laminasi yang efektif mesti ditetapkan mengikut jenis dan kuantiti plat untuk memastikan basah yang sesuai resin dan kadar aliran untuk menghindari kosong.

Aksara kualiti nyahpepijat 1.2 PCB

Kualiti penyahpepijatan PCB bergantung pada sama ada hasil penyahpepijatan memenuhi keperluan desain dengan lancar. Selepas pemasangan, penyahpepijatan PCB melibatkan kualiti pemprosesan PCB, yang juga merupakan maklumat penting untuk mengukur kepercayaan PCB. Secara umum, papan dengan penyahpepijatan licin mempunyai kepercayaan tinggi. Sebaliknya, jika papan tidak dinyahpepijat dengan lancar, mesti ada bahaya tersembunyi dalam kepercayaannya. Kualiti pemprosesan PCB melibatkan baris, cakera dan lapisan media PCB.

Kesan konduktor PCB 1.2.1 pada kualiti PCB

Dengan pembangunan halus produk elektronik, bersama dengan peningkatan terus menerus teknologi pemprosesan PCB, wayar PCB bukan lagi penghantaran isyarat sederhana, tetapi ditambah dengan kebanyakan keperluan fungsi seperti garis impedance, garis contor, garis reaksi dan sebagainya, cacat wayar seperti ruang, burrs, - sudut bentuk dll. mempunyai pengaruh yang semakin jelas pada prestasi PCB (3). Pencerobohan 10% lebar baris boleh menyebabkan perubahan impedance sehingga 20%. Gaps and burrs of wires can delay the signal up to 0.1 ns. Perbezaan bentuk wayar boleh menyebabkan refleksi, bunyi dan gangguan lain mempengaruhi integriti penghantaran isyarat. Ia boleh dilihat bahawa kualiti baris tidak boleh diabaikan dalam proses membuat papan cetak. Di satu sisi, kawalan proses ketat diperlukan, di sisi lain, peralatan produksi ketepatan tinggi dan teknologi proses yang sesuai (seperti setengah-tambahan dan tambahan) diperlukan untuk memastikan ketepatan garis memenuhi keperluan desain.

Kesan Cakera Sambungan PCB 1.2.2 pada Kualiti PCB

Sambungan cakera biasanya mempunyai terbuka besar. Keperluan lebar cincin dipertimbangkan dalam desain. Kualiti boleh dijamin, tetapi kualiti lubang sangat berbeza dari penghasil ke penghasil. Dengan bukaan yang lebih besar dari 0.6 mm dan penutup pembukaan tetingkap Pb/Sn, tidak mungkin masalah akan berlaku. Bagaimanapun, untuk lubang yang lebih kecil dari 0.3 mm, kelabuan berbeza, kedalaman yang berbeza penghancur, tebal dan keseluruhan berbeza dinding lubang disebabkan oleh parameter berbeza lubang kecil dan pertukaran penyelesaian buruk. Sejauh yang mungkin, proses penutup lubang yang berbeza, seperti penutup dengan tinta tahan tentera atau bahkan blok lubang, akan diadopsi di masa depan, tetapi lubang penghalang mempunyai sedikit kesan pada perlawanan lubang. Oleh itu, perbezaan dalam perlawanan pori masih wujud. Jadual 1 senaraikan hasil ujian perlahan 0.25 mm lubang dari pembuat berbeza.

Jadual 1 Perbezaan Kelawanan Lubang

Jadual 1 Perbezaan Kelawanan Lubang

Keperlawanan pori besar mempengaruhi kualiti penghantaran isyarat elektrik, pada masa yang sama, ia juga mengorbankan keberadaan ketidakadilan atau lubang atau pecahan di dinding pori. Lubang-lubang seperti ini, terkena suhu tinggi, pasti akan menghasilkan retak atau retak, yang menyebabkan kehilangan fungsi lengkap untuk membentuk PCB. Oleh itu, dalam pemprosesan PCB, perhatian istimewa mesti diberikan kepada saiz nilai tahan lubang.

Kesan Lapisan PCB 1.2.3 pada Kualiti PCB

Lapisan PCB merujuk kepada tebal dan keseluruhan bahan pemprosesan dan lapisan dielektrik antarlapisan PCB, yang telah dijelaskan sebelumnya, dengan fokus pada tebal dan keseluruhan lapisan dielektrik.

Ketempatan lapisan dielektrik mempengaruhi pengisihan antarlapisan PCB, dan parameter karakteristiknya ialah tenaga pecahan. Semakin tinggi tenaga penghancuran, semakin baik pengasingan. Tenaga pecah PCB yang digunakan dalam medan berbeza mungkin berbeza, tetapi lapisan dielektrik adalah tipis, tenaga pecah mesti rendah, dan lapisan dielektrik dengan tebal yang sama lebih tebal, jadi kawalan tebal lapisan dielektrik berdasarkan tenaga pecah dan memberikan pertimbangan kepada jenis lembaran setengah-sembuh. Kesempatan tebal lapisan dielektrik mempengaruhi kestabilan penghantaran isyarat. Perbezaan tebal adalah 10%, dan penyezaan impedance karakteristik boleh sehingga 20%. Kesegaraan tebal, pada satu sisi, berkaitan dengan parameter prestasi bahan seperti masa gel, cairan resin, dll. pada sisi lain, ia berkaitan dengan parameter proses laminasi dan ketepatan peralatan. Oleh itu, kawalan keseluruhan tebal lapisan dielektrik perlu dikawal oleh peralatan ketepatan tinggi dan parameter laminasi yang optimum.

Aksara Kualiti Penggunaan 1.3 PCB

Kestabilan prestasi dalam penggunaan produk elektronik berkaitan dengan kualiti PCB. Gagal PCB yang biasanya ditemui dalam penggunaan adalah migrasi ion (CAF) dan kualiti solder (Joint). Sistem migrasi ion tembaga menghasilkan migrasi tembaga antara dua konduktor seperti dinding pori ke dinding pori melalui potongan antara bundle fibr kaca atau bundle benang dan resin. Mekanisme ialah selepas PCB dihidupkan, tembaga pada tenaga tinggi (anod) pertama berkorod dalam air dan kemudian oksidasi ke tembaga Cu2+. Ion tembaga bergerak perlahan-lahan sepanjang saluran ke tiang tekanan rendah lainnya. Akhir tekanan rendah juga bergerak ke anod, supaya tembaga boleh dipulihkan dari kedua-dua apabila mereka bertemu saluran dalam perjalanan, membentuk sambungan antara kedua-dua tempat, iaitu sirkuit pendek bocor. Apabila sirkuit pendek berlaku, CAF akan dibakar dengan panas tahan tinggi, dan kemudian CAF baru akan dimulakan. Ini berlaku minggu demi minggu, kadang-kadang tanpa fungsi produk elektronik. Ini beberapa skenario di mana CAF berlaku.

Ia boleh dilihat bahawa CAF mesti dihasilkan dalam lima syarat berikut: konduktor tembaga kosong, paru air, elektrolit, perbezaan potensi dan saluran. Empat item pertama tidak dapat dihindari dalam penggunaan produk elektronik. Saluran boleh digunakan untuk mengawal generasi CAF, dan pembentukan saluran terutamanya berkaitan dengan bahan, pengeboran, kontaminasi dan faktor lain dalam produksi PCB. Secara umum, semakin baik serat kaca, semakin tinggi kandungan resin, semakin kuat dan semakin rendah kemungkinan air mata menggali. Oleh itu, sejauh mungkin, bahan serat kaca halus patut digunakan untuk PCB yang digunakan dalam persekitaran PCC padat tinggi atau basah. Bahan berbeza, bilangan lubang berbeza, parameter pengeboran berbeza, apabila pengeboran, kesan pengeboran pada bahan penyokong berbeza, kualiti dinding lubang berbeza, kerosakan dinding lubang juga berbeza, dan darjah penyokong inti berbeza. Oleh itu, untuk mencegah keberadaan laluan, kualiti lubang pengeboran patut dikawal secara ketat untuk memastikan dinding lubang lembut dan rata. Tujuan utama pembuangan pencemaran adalah untuk membuang resin yang adsorb bila menggali lubang dalam konduktor dalaman. Sudah tentu, resin dalam lapisan pengasingan dinding lubang juga digigit. Kadang-kadang, untuk membentuk cetakan negatif, resin dalam lapisan isolasi dinding lubang bahkan menggigit lebih. Pada masa ini, jumlah gigitan perlu dikawal secara ketat. Jika tidak, ia sangat mudah untuk membentuk "saluran".

Gambar di bawah menunjukkan kelebihan gigitan resin.

PCB dan komponen disambungkan oleh kongsi solder terweld, yang kadang-kadang berlaku keadaan yang tidak normal disebabkan kesan persekitaran dalam penggunaan produk elektronik. Ini terutama berkaitan dengan proses penutup permukaan PCB. Pada masa ini, permukaan PCB dikelilingi dengan penerbangan udara panas, plating tin, nickel-emas kimia, perlindungan anti-oksidasi organik, perak dan sebagainya. Cu6Sn5IMC bentuk semasa penerbangan udara panas atau penyeludupan tin-plated tidak akan berubah dalam penggunaan jangka panjang. Jejari tentera kuat dan boleh dipercayai. Kerana kawat nikel emas kimia tidak sama, ia tidak dapat dihindari untuk menghasilkan pad hitam "oksid nikel". Pada masa yang sama, Ni3Sn4 IMC dibentuk semasa proses penyeludupan, dengan penyeludupan emas dan fosfor, kongsi solder adalah rapuh dan kepercayaan menurun semasa penggunaan jangka panjang. Bond OSP membentuk Cu6Sn5 IMC, dan tiada pencemaran dari logam lain (seperti Au, Ag). Mereka mempunyai kekuatan dan kepercayaan yang baik. Serangan tentera dipenuhi perak membentuk Cu6SnIMC, yang mempunyai kekuatan yang baik tetapi tidak menolak penuaan. Perak-impregnated solder joints boleh membentuk micro-kosong. Cu6Sn5 dibentuk di pinggir kongsi tentera dipped tin, tetapi lapisan dipped tin secara perlahan diserap oleh tembaga bawah dan menjadi IMC. Kelihatan berubah dari putih bersinar kepada putih kelabu. Dalam elektroplating Ni-Au, kualiti kongsi solder secara perlahan-lahan dipengaruhi oleh penetrasi emas, walaupun terdapat kurang fosfor dan pad hitam untuk kering dan kekuatan kongsi solder adalah tinggi. Oleh itu, pilihan penutup pada permukaan PCB mempengaruhi kualiti kongsi solder dan melibatkan kesan penggunaan produk elektronik. Oleh itu, dalam rancangan produk kepercayaan tinggi, penutup permukaan PCB lebih suka untuk aras udara panas atau OSP.

2 Kesimpulan

(1) Kekepercayaan PCB boleh diukur dari tiga aspek: kualiti selepas pemasangan, kualiti nyahpepijat dan kualiti penggunaan. (2) Kualiti pemasangan melibatkan pemilihan bahan dan kawalan proses. (3) Kualiti penyahpepijatan terkait dengan kawalan ketepatan unsur asas PCB; (4) Kualiti penggunaan berkaitan dengan persekitaran dan pilihan penutup permukaan.