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发表于:2006-11-25 17:47:25
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精细线路生产中的实际应用

     随着电子工业的发展,电子元器件的集成度越来越高,而体积越来越小,并且普遍采用BGA类型的封装。因此,PCB的线路将越来越小,层数越来越多。减少线宽和线距是尽量利用有限的面积,增加层数是利用空间。将来的线路板的线路主流时2-3mil,或更小。

 通常认为,生产线路板每增加或上升一个档次,就必须投资一次,而且投资的资金较大。换句话说,高档的线路板是由高档的设备生产出来的。然而,大规模的投资并非每个企业都负担得起,而且投资以后再做试验收集工艺资料,试产都花费大量的时间和资金。如根据本企业现有的情况先做试验和试产,然后根据实际情况及市场情况再决定是否投资,似乎是一种更好的方法。本文细述了在通常的设备情况下,可生产细线宽度的极限,及细线路生产的条件与方法。

  一般的生产流程可分为盖孔酸蚀法和图形电镀法,两者各有优缺点。酸蚀法得到的线路很均匀,有利于阻抗控制,环境污染少,但有个孔破则造成报废;碱蚀生产控制较为容易,但线路不均匀,环境污染也大。

  首先,线路制作的首要是干膜,不同的干膜分辨率不同但一般都可以在曝光后显示出2mil/2mil的线宽线距,普通的曝光机的分辨率都可以达到 2mil,一般在此范围内的线宽线距都不会产生问题。在4mil/4mil的线宽线距或以上显影机的喷嘴,压力,药水浓度关系不是很大,在 3mil/3mil线宽线距以下,喷嘴是影响分辨率的关键,一般应用扇形喷嘴,压力在3BAR左右才能显影。

  虽然曝光能量对线路有十分大的影响,但一般目前市面上使用的大部分干膜曝光范围相当广。在12-18 级(25级曝光尺〕或7-9 级(21级曝光尺)都能分辨,一般来说曝光能量低一点有利于分辨率但能量太低时空气中的灰尘及各种杂物对其影响很大,在后面的工序会造成开路(酸蚀)或短路(碱蚀)。因此,实际生产时要与暗房的洁净度相结合,这样根据实际情况选择可生产的线路板线路最小线宽和线距。

  显影条件对分辨率的影响当线路越小时影响越明显。当线路在4.0mil/4.0mil以上时显影条件(速度,药水浓度,压力等)影响不明显;线路为 2.0mil/2.0/mil 时,喷嘴的形状,压力对于能否正常显影出线路起到关键的作用,这时的显影速度可能明显下降,同时药水的浓度对线路外观有影响,其可能的原因是扇形喷嘴的压力大,在线路间距很小的情况下,冲力仍可达到干膜底部,因此可以显影;锥形喷嘴压力较小,故显影细线路有困难。另放板的方向对分辨率及干膜侧壁有明显的影响。

  不同的曝光机分辨率不同。目前使用的曝光机一种是风冷,面光源,另一种是水冷,点光源。其标称分辨率都是4mil。但实验表明,不必做特别的调整或操作,都可以做到3.0mil/3.0mil;甚至可以做到0.2mil/0.2/mil;能量降低时1.5mil/1.5mil也可以分辨,不过这时操作要仔细,且灰尘和杂物的影响很大。此外,实验中Mylar面和玻璃面的分辨率没有明显的区别。

  对于碱蚀而言,电镀之后总是存在蘑菇效应,一般只是明显与不明显的区分。如线路较大大于4.0mil/4.0mil,蘑菇效应较小。

  而当线路为2.0mil/2.0mil时影响就非常大,干膜由于电镀时铅锡溢出形成蘑菇状,干膜被夹在里面导致退膜十分困难。解决的方法有;1.用脉冲电镀使镀层均匀;2.使用较厚的一种干膜,一般的干膜为35-38 微米较厚的干膜为50-55微米,成本较高一些,此种干膜在酸蚀中使用效果较好;3.用低电流电镀。但这些方法不彻底。实际上很难有十分完全的方法。
因为蘑菇效应,细线路的退膜十分麻烦。由于氢氧化钠对铅锡的腐蚀在2.0mil/2.0mil时会十分明显所以可以电镀时加厚铅锡及降低氢氧化钠的浓度来解决。

  在碱蚀时不同的线宽速度不同,线路形状不同速度也不同,如果线路板在制作的线的厚度方面没有特殊的要求,采用0.25oz的铜箔厚度的线路板制作或将 0.5oz的基铜蚀去一部分,电镀铜薄一些,铅锡加厚等都对用碱蚀做细线路有作用,另喷嘴需用扇形。锥形喷嘴一般只能做到4.0mil/4.0mil。

  在酸蚀时与碱蚀相同的是不同的线宽和线路形状速度不同,但一般用酸蚀时干膜容易在传送和前面的工序中将掩孔的膜和表面的膜弄破或划伤,所以生产时需小心,用酸蚀其线路效果较碱蚀要好,不存在蘑菇效应侧蚀较碱蚀少,另用扇形喷嘴效果明显好于锥形喷嘴。酸蚀后线的阻抗变化小一些。

  在生产过程中,贴膜的速度温度,板面的清洁度,重氮片的清洁度对合格率影响较大,对酸蚀贴膜的参数及板面的平整尤为重要;对碱蚀,曝光的清洁度很重要。

  所以认为:普通的设备不做特别调整,可以实现生产3.0mil/3.0mil(指菲林线宽、间距)的板;但合格率受环境和人员操作的熟练程度和操作水平的影响,碱蚀适合生产3.0mil/3.0mil以下的线路板,除非基铜小到一定的程度,扇形喷嘴效果明显好于锥形喷嘴。

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发表于:2006-11-25 17:43:17
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浅谈研磨刷辊的使用

  刷板机不论在PCB行业、CCL行业或不锈钢、金属板加工行业都有举足轻重的作用,但要真正发挥刷板机的作用,除了选用质量好的研磨刷轮如 GSH牌研磨刷轮外,还有一个关键因素就是如何正确地使用研磨刷辊了,针对该问题我们拟订了如下使用指南,敬请各位专家批评指点:

  1、使用方法:

  1.1 请按刷辊端面或内孔上的转向标志正确地安装刷辊。
  1.2 刷轮安装在刷板机上时,必须使刷面成水平状态。
  1.3 请按设备制造商的要求安装刷辊并遵循相应的安全守则。
  1.4 未安装好刷辊之前,不要除去保护膜以防弄脏刷辊。
  1.5 刷辊启动使用前,务必先打开水源开关喷水。并注意经常检查喷嘴,以保证冷水的充足供应,这对减少尼龙污染塞孔和降低刷辊磨损十分重要!
  1.6 放置一基板在刷辊正上(下)方,基板不动,启动刷辊,此时刷辊与基板接触的磨痕宽应在8-16mm之间。(参见图1)  


  1.7 请定期检查刷辊及其背压轮,并及时更换磨损严重的背压轮。刷辊与背压轮间不平行会导致图2所示的磨痕缺陷。

  1.8 随意加大刷辊压力会弄脏刷辊,导致背压轮过快磨损和尼龙纤维破坏孔边。当刷轮表面状况不良时,会出现如图3所示的不OK磨痕,此时请选用GSH牌整刷板对其进行整修(可参见《GSH牌整刷板使用指南》)

  

  1.9 传送速度太慢时,小心过分研磨板面。

  1.10 放板时要掌握这样的技巧,即在传送轮宽度方向上左、右均匀地放板,这样不仅会减少刷辊磨损,同时肯定能增加刷辊和背压轮的寿命。

  2、维护方法:

  2.1 当刷辊使用过一段时间后,若使用者置放板子不均匀,刷轮表面会磨损成不平状,出现如图3所示的不OK磨痕,此时刷辊就必须要整修。
  2.2 一般尼龙针状研磨刷轮及尼龙清洗刷辊整修方式是将刷辊拆卸下来,送至生产商整修。  
  2.3 不织布刷辊则可用整刷板在刷板机上整修。选用GSH牌整刷板可以提高线路板在刷板过程中的质量。

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发表于:2006-11-25 17:40:50
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9

电镀镍金板不上锡原因分析

  电镀镍金板不上锡原因分析,请从以下几方面作检查调整:

  1. 电镀前处理 : 酸性除油 , 因最近气温较低 , 可能有部分板件或表面阻焊残膜 / 处理不净 , 可以调整除油剂浓度 / 温度 , 另外微蚀也要注意微蚀深度和板面颜色均匀性 ;  

  2. 镀镍问题 : 镍缸污染油剂或金属污染较重 , 建议低电流电解或碳芯过滤 ;PH 值异常,用稀硫酸或碳酸镍调整 ok ;镀镍厚度不够,孔隙率太高,检查镀镍电流密度,用电流卡表检查导电杆电流与仪表显示电流一致性,电镍时间,必要时可做金相切片观察镍层厚和层间表面状况;镀镍槽添加剂偏低 / 过高都有可能出现此类状况,但是添加剂低的可能较大些;此外,氯化镍的含量对镍层可焊性也有点影响,注意调整至最佳值,过高应力大,过低度层孔隙率高;   

  3 .金层假镀,镍层水洗时间过长或氧化钝化,注意加强水洗时间控制,此处多用热纯水;

  4 .后处理不良;水洗后应及时烘干,放入通风状况良好的地方,最好不要放在电镀车间内!  

  5 .其他的还要注意所有化学处理,清洗水水质要求比一般电镀要求要高些!一般用市水 / 自来水,循环再生水 / 井水湖水建议最好不要用,因为水中硬度高 / 含有其他络合有机物!  

  最好配合化学分析检查!

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发表于:2006-11-25 17:35:18
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9

微型BGA与CSP的返工工艺

  包装尺寸和锡球间距的减少,伴随PCB上元件密度的增加,带来了新的装配与返工的挑战。  
  随着电子装配变得越来越小,密间距的微型球栅列阵(microBGA)和片状规模包装(CSP)满足了更小、更快和更高性能的电子产品的要求。这些低成本的包装可在许多产品中找到,如:膝上型电脑、蜂窝电话和其它便携式设备。包装尺寸和锡球间距的减少,伴随PCB上元件密度的增加,带来了新的装配与返工的挑战。如果使用传统的返工工艺而不影响邻近的元件,紧密的元件间隔使得元件的移动和更换更加困难,CSP提供更密的引脚间距,可能引起位置纠正和准确元件贴装的问题,轻重量、低质量的元件恐怕会中心不准和歪斜,因为热风回流会使元件移位。本文描述的工艺是建立在一个自动热风系统上,用来返工一些microBGA和CSP元件。返工元件的可靠性和非返工元件的可靠性将作一比较。

  工艺确认

  本方案的目的是检验工业中流行的microBGA和CSP的标准 SMT装配和返工工艺。最初的CSP装配已在工业中变得越来越流行,但是元件返工的作品却很少发表。由于小型元件尺寸、减少的球间距和其它元件的紧密接近,对板级返工的挑战要求返工工艺的发展和优化。本研究选择了几种元件(表一)。这些元件代表了各种输入/输出(I/O)数量、间距和包装形式。

  内存芯片包装通常是低I/O包装,如包装1、2和4。通常这些包装用于双面或共享通路孔的应用。包装3,有144个I/O,典型地用于高性能产品应用。所以CSP都附着有锡/铅(Sn/Pb)共晶焊锡球,其范围是从0.013"到0.020"。所有包装都缝合以允许可靠性测试。

  为装配准备了两个测试板设计。一个设计是标准的FR-4 PCB,表面有用于线出口的"dogbone"焊盘设计。第二个设计使用了表层电路(SLC, Surface Laminar Circuit)技术*,和为线出口使用捕捉照相通路孔设计,而不是dogbone设计。板是1 mm厚度。图一所示为典型的144 I/O包装的焊盘形式。

  试验程序

  该返工工艺是在一台带有定制的偏置底板的热风返工工具**上完成的:

  使用BGA喷嘴热风加热适于小型microBGA和CSP返工的低气流能力,在定制偏置底板上对板底面加热,计算机控制温度曲线,校正的视觉系统,自动真空吸取和元件贴装. 接下来的特殊工业流程是典型的用于BGA返工的。用热风喷嘴加热元件到焊锡回流温度,然后拿走。板座上的焊锡使用焊锡真空工具移去,直到座子平坦。然后座上上助焊剂,新的元件对中和贴装,焊锡回流焊接于板上。

  要求作出元件移去和重新贴装的温度曲线。曲线参数必须符合锡膏制造商推荐的回流温度和保温时间。返工的每个元件座单独地作曲线,由于板面吸热的不同,内层和相邻元件的不同。以这种方式,将过热或加热不足或焊盘起脱的危险减到最小。一旦得到温度曲线,对将来所有相同位置的返工使用相同的条件。由于一个修正的回流工艺,开发出元件取下和元件回流贴附的分开的工艺步骤。图二所示,是使用返工工具的减少流量能力(50 SCFH)的温度曲线例子。图三所示,是使用正常空气流量设定(90 SCFH)的对较大元件的温度曲线。

  对取下元件,工具的偏置底板设定到150°C,以均匀地加热机板,将返工位置的温度斜率减到最小。(大的温度斜率可能引起局部板的翘曲。)板放于框架的对中定位销上,支持高于底板面0.250"。支持块粘贴于板返工座的背面,以加热期间防止翘曲。板被覆盖并加热到135°C温度。

  返工工具使用无力移动技术来从板上移去元件。当过程开始,真空吸取管降低来感应元件的高度,然后升到特定的高度进行加热过程。当元件达到回流温度,真空吸嘴降低到预定高度,打开真空,移去元件而不破坏共晶焊锡接点。丢弃取下的元件,加热板上的下一个点。

  元件移去后接下来是座子修饰。这个是使用返工工具的自动焊锡清道夫来完成的。板放在偏置底板上,预热到大约130°C。返工座在开始过程前加助焊剂。焊锡清道夫对SLC预热到420°C,对FR-4预热到330°C,检查板的高度,然后一次过横移过焊盘的每一排,当其移动时把焊锡吸上到真空管。反复试验得出对较小元件座的焊锡高于板面0.010",对较大元件座0.012"。使用异丙醇清洁座,检查是否损坏。典型的可避免的观察是焊锡污斑和阻焊的损坏。

  元件贴放和回流步骤如下进行。板预热到135°C,使用无麻刷擦过板面来给座加助焊剂。助焊剂起着将元件保持在位和回流前清洁焊盘表面的作用。使用返工工具的分离光学能力来将元件定位在板,完成元件贴装。

  元件贴装后,真空吸取管感觉元件高度,向上移到预定高度。这允许吸取管保持与热风喷嘴内面的元件接触,当热风预热步骤开始时保持元件在位置上。跟着预热保温后,吸取管向上移动另外0.015"或0.020",以防止焊锡回流期间元件倒塌。

  结果与讨论

  为了成功的CSP元件移动和更换,过程调整是需要的。在峰值温度,真空吸取管要降低到元件表面,损坏焊接点和溅锡到板上周围区域。尽管返工工具据说是使用无力移动技术,元件上轻微的压力足以损坏一小部分的共晶焊接点。板也看到去向上翘曲,使情况恶化。为了防止这个,在移去步骤中增加额外的高度,使得真空吸取管在移去时不会压缩焊接点。

  自动元件座清理工艺成功地使焊盘上的焊锡变平。这个步骤是关键的,因为焊盘必须平坦以防止贴装时的歪斜。留下的焊锡覆盖层在任何焊盘上典型地小于0.001"高。图四是在元件移去和座子清理后的典型的元件座的一个例子。

  元件贴放和回流是最困难的。在给座子上助焊剂后,贴放元件和回流座子,通常元件会偏斜。在不同情况下,元件锡球在板上焊盘内熔湿不均匀。人们相信,元件太轻,在热风喷嘴内移来移去。这种现象甚至发生在返工工具所允许的低气流量情况。为了防止元件移动,返工工具设定程序,在贴装之后把真空吸取管留在元件顶上,直到通过温度曲线的预热部分。当回流周期开始时,真空管回轻轻缩回,允许元件熔湿焊盘而不损坏焊接点。这个方法使用很好,但有一些缺点。回流期间,元件上的吸取管的高度和重量有时会造成锡桥。真空吸取管似乎也会降低BGA的自对中能力。

  面对的另一个问题是板的翘曲。因为板很薄,翘曲是一个很大的关注。使用特殊的支持块来防止翘曲,在每个步骤,板被预热以减少可能引起翘曲的温度差。尽管如此,还有问题。板会在高度读数的压力下向下弓,随后在加热过程中向上翘曲。这意味着,不得不在每一步中增加额外的高度。甚至这还不足够。相同的拆卸参数会破坏拆卸中的元件,并且还不精确到足以拆卸另一块板上的相同位置的元件。

  另外,使用的板的上助焊剂技术招徕问题;它是很主观的,一个技术员与另一个技术员差别很大。太多的助焊剂产生一层液体,回流期间CSP元件可能漂移。同时,太少助焊剂意味着当热空气第一次开动时,没有粘性的东西来保持元件在位置上。较近的论文指出,只对 BGA本身而不是板的焊接点上助焊剂改进了返工工艺的效率。最终返工焊接点与非返工焊接点是可以比较的。

  可靠性

  装配的测试板进行从-40°C到125°C和从0°C到100°C的加速温度循环(ATC, accelerated temperature cycling)试验。也进行绝缘电阻(IR, Insulation resistance)测试。对任何的包装都没有发现IR失效。包装4有早期ATC失效(100~200个周期,-40°C~125°C),后来发现,该包装的供应商由于可靠性问题没有继续该包装。包装1~3在0°C~100°C的测试中表现良好(大多数情况经受大于1000次循环),而-40° C~125°C的试验有混合的结果。这个温度循环范围可能太进取一点。包装1和2的返工元件的循环寿命比非返工元件稍微低一点,而包装3具有可比较的循环寿命。

  结论

  MicroBGA和CSP元件可用传统的热风返工工艺进行返工。为得到高效率,返工工艺参数的调节是需要的。因为CSP元件小型,重量轻,要求对热风流量和真空吸管高度的调节以避免元件对不准或元件损坏。使用优化的返工工艺返工的元件,保证了另外的可靠性测试。

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发表于:2006-11-25 17:30:07
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湿膜的应用

 一 前言

  最早PCB生产过程的图形转移材料采用湿膜,随着湿膜的不断使用和PCB的技术要求提高,湿膜的缺点也显露出来了,主要聚中在生产周期长、涂膜厚度不均、涂膜后板面针眼和杂物太多、孔中显影困难。导致了湿膜的后续生产问题较多,过程控制起来困难,最终湿膜被干膜取代了。

  随着PCB装配技术发展,以及PCB的线条和线间距愈来愈小、精度和密度要求也提高了,传统干膜在这样的PCB图形转移过程中问题出现,主要体现在干膜的分辨率不能再提高(主要是干膜的聚酯覆盖膜造成的),已不能满足特殊PCB生产的需要,而基材的针眼、凹坑、划伤影响了贴膜的效果,从而造成成品的沙眼、缺口、断线等。先进的湿膜为这些问题的解决提供了一种途径。

  二 问题的出现

  我公司在图形转移(也含有内层的图形转移)过程中一直使用的是干膜,效果也不错,没出现什么问题。但在今年的四、五月,我们生产的线路板内外层线条和线间距均达到了0.15mm,在使用干膜图形转移时造成内层大批量的报废、外层在显影后多次出现沙眼、缺口、断线造成返工,内层在黑化后更严重;接着又出现了单面板焊盘严重脱落,报废也很多,这严重影响了生产。针对这些问题我和同事作了相应的试验查找原因,对清洗、刷板的效果进行了跟踪,最后贴膜前的板子都达到了最佳效果;我们又改变了贴膜的方法,对贴膜机的参数进行了优化,改变显影液的参数,针对单面板我们又对打磨效果进行了跟踪。最后,单面板的问题解决了,但要求较高的内外层的问题没有解决。根据市场的需要,为提高我公司的技术水平,为解决这个问题,我们采用了先进的湿膜来进行图形转移。

  三 湿膜的特点

  1. 附着力、覆盖性好

  湿膜本身是由感光性树脂合成,添加了感光剂、色料、填料及溶剂的一种蓝色粘稠状液体。基材上的凹坑、划伤部分与湿膜的接触良好,且湿膜主要是通过化学键的作用与基材来粘合的,从而湿膜与基材铜箔间有优良好的附着力,使用丝网印刷能得到很好的覆盖性,这为高密度的精细线条PCB的加工提供条件。通过表一可以说明湿膜的附着力:

表一 干膜、湿膜附着力试验对比表

涂层类型 模 块 脱 落 比 例(%)  
6*6mil 7*7mil 8*8mil 9*9mil  
干膜 0.06
0.01 0.02 0  
湿膜 0 0 0 0  

表一的数据表明了湿膜的附着力比干膜好得多,相对于精细线条的制作湿膜要好得多。

  2.优良的分辨率

  湿膜与基材的接触性、覆盖性好,又采用底片接触式曝光,缩短了光程,减少了光的能损失、光散射引起的误差。这使湿膜的分辨率的一般在25μm以下,提高了图形制作的精密度,而实际生产中干膜的分辨率很难达到50μm。

  3.成本低廉

  湿膜的厚度可控,一般来说比干膜较薄,包装费用也低,相对来讲湿膜成本要低点。湿膜在精细线条的内层制作过程中合格率大大提高,同干膜相比节约20%的材料成本。显影湿的速度要快30%,蚀刻速度也可提高10—20%,褪膜的速度也可增加,从而节约了能源、提高设备的利用率,最终成本降低了。

  4.消除板边发毛

  贴干膜板边易发毛、易产生膜碎,在生产过程中会影响板子的合格率,印湿膜的板子边缘没有膜碎和发毛现象。

  四 湿膜的工艺流程

  我们公司根据自身条件,使用了多种湿膜,最后选用了北京力拓达的湿膜。其内层工艺操作流程如下:
刷板(基板前处理) → 丝网印刷 → 烘干 → 曝光 →显影 →蚀刻 → 去膜 
一般的双面板工艺流程:
刷板(基板前处理) → 丝网印刷 → 烘干 → 曝光 →显影 →电镀 → 去膜 → 蚀刻 

  五 湿膜应用时的操作要点

  1.刷板

  对前工序提供的材料(即生产板)要求板面无严重的的氧化、油污、折皱。我们采用酸洗(5%硫酸)喷淋,除去有机杂质和无机污物,然后使用500目的尼龙刷辊磨刷。刷板后要达到:铜表面无氧化、铜表面被均匀粗化、铜表面具有严格的平整性,还要铜表面无水迹。这种效果增强了湿膜与铜箔表面的结合力,以满足后续工序工艺的要求。刷板后的铜箔表面状态直接影响PCB的成品率。

  2.丝网印刷

  为达到需要厚度的湿膜,丝印前要选丝网,要注意丝网的厚度、目数(即单位长度上的线数)。膜厚同丝网的透墨量有关,油墨的理论透墨量(Uth)为:
Uth=Dw2 \(w+d)2 ×1000  
( D ─ 网沙厚度 d ─ 线径 w ─ 开口宽)

  实际透墨量还与湿膜粘度、刮胶压力、刮胶移动速度有关,为达到均匀覆盖,刮刀口要轫磨好。印后板面膜厚度要控制在15-25μm之间,膜过厚容易产生曝光不足、显影不好,预烘难控制,易造成战地片,操作困难。膜过薄易产生曝光过度,耐蚀性好,电镀时的绝缘性差,去膜也困难。制造0.15μm以下的精细线条,膜后应小于20μm.

  湿膜在用前要调好粘度,并充分搅拌均匀,静止十五分钟,丝印房间的环境要保持洁净,以免外来杂物落在面上影响板子的合格率,温度要控制在20℃左右,相对湿度要在50%上下。

  3.预烘  

  预烘参数使用第一面在80-100℃烘7-10分钟,第二面也在80-100℃烘10-20分钟。预烘主要是蒸发油墨中的溶剂,预烘关系到湿膜应用的成败。预烘不足,在贮存、搬运过程中易粘板,曝光时易粘底片,最终造成断线或短路;预烘过度,易显影不净,线条边缘由锯齿状。预烘直接影响到PCB的质量,所以在平时的操作重要经常测试湿膜厚度,并根据环境温度的变化调节烘箱的参数,经常检查烘箱的鼓风和循环系统是否良好。烘干后的板子要尽快曝光,最好不要超过12小时。

  4.曝光

  曝光是在紫外线的作用下,湿膜中的单体分子在吸收光能量后产生的光聚合反应过程。选用功率大的曝光机,以减少曝光时间和热量的累积,保证曝光图形的稳定性和减少粘底片。每班要保持曝光间洁净,以免杂物附着在版面造成沙眼、缺口、断线,做曝光尺来调整曝光时间,避免造成曝光量过大或曝光量不足,最后曝光级数要控制在6-8级之间。曝光时同一种印制单板尽量在同一位置曝光,尽量保证同一种板子棘手的能量相同。曝光量过大,抗蚀刻、抗电镀的效果较好,但存在去膜效果不理想及图形线路缩小(使用正片)或扩大(使用负片),曝光不足,造成显影不良,耐蚀性差,线条边缘发毛,线间距增大或减小,在蚀刻时易造成短路或断线。  

  5.显影

  显影是将没有曝光的湿膜层部分除去得到所需电路图形的过程。严格控制显影液的浓度(10-12g/l)、温度(30-34℃),显影液浓度太高或太低都易造成显影不净。优化显影速度使其与曝光量匹配,经常清洗喷嘴,让喷嘴的压力及分布一致。显影时间过长或显影温度过高,会对湿膜表面造成劣化,在电镀或酸性蚀刻时出现严重的渗度或侧蚀,降低了图形制作的精度要求。

  6.蚀刻和去膜

  蚀刻最终得到我们需要的电路图形,蚀刻液可以选用碱性三氯化铁、酸性氯化铜和氨水。蚀刻时不同铜箔厚度要使用不同的蚀刻速度,蚀刻速度还要与蚀刻液的温度、浓度匹配,经常维护蚀刻机的喷嘴,保持压力和喷液分布均匀,不然最后造成蚀可不均和边缘起铜丝,影响PCB的品质。去膜我公司采用4-7%的氢氧化钠溶液在50-60℃进行,主要是氢氧化钠使膜层膨胀再细分的过程,控制好参数孔内的湿膜也能褪掉。我们在特殊的双面板使用湿膜做图形转移达到了很好的效果。

  六 问题得到解决

  选用适当的湿膜,调整了大量的参数,根据不同的需要调整板面湿膜的厚度,使半成品的合格率达到99%,基本上解决了出现的问题。我们继续跟踪了三个月,没有什么大的波动,有时会因环境温、湿度的变化起一点变化,经我们调整参数,问题很轻松就解决了。由于湿膜能节约材料成本、设备成本、能源成本,给公司带来了经济利益,我公司在内层及单面板中使用湿膜。  

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发表于:2006-11-25 17:24:04
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PCB/PWB/FPC的定义和区别

     PCB是英文Printed circuit board的缩写,正式译文是印制电路板或印制线路板,或印刷线路板;包括印制线路图形和印制元件;

     PWB是英文Printed wire board的缩写,正式译文是印刷线路板,是英国人早期的叫法,因为当时线路板上只有线路图,而没有印制元件等,所以属于较为原始的板子;由于传统好多英国人和部分香港人还称线路板为PWB;

     FPC是柔性线路板简称,又称软板,英文是Flexible printed board的缩写

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发表于:2006-11-25 17:21:39
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线路板数控钻铣床CNC-钻、铣命令集

     线路板数控床有不同的品牌,其内部的编程命令对于不同的系统都有稍许不同,同时不同的编程格式其命令都有些不同,但其大部分都相同和相通,以下是一些常用的命令,但相同的命令在不同的机床系统中其作用可能有区别,实际以所采用的系统和编程的格式为准,以下仅供参考。

      A# 圆弧半径
      C# 工具直径
      F# 工作平台移动速率
      F# Z轴进给速率 Z#钻孔钻头的下降补偿
      G00X#Y# 路线方式
      G01 直线方式
       G02 顺时针旋转方式
       G03 逆时针旋转方式
       G04X# 停留时间变量
       G32X#Y# 顺时针圆形行进锣出孔
       G33X#Y# 逆时针圆形行进锣出孔
       G40 关闭刀具补偿
       G41 刀具左偏移补偿
       G42 刀具右偏移补偿
       G82(81) 双列直插封装式钻孔
       G83 八角型封装式钻孔
       G84 钻出圆孔
       G85 钻出槽
       G90 绝对坐标方式
       G91 增量输入坐标方式
       G92X#Y# 零位预设
       G93X#Y# 零位设置
       M00(X#Y#) 无回绕时程序结束
       M01(X#Y#) 图形结束
       M02X#Y# 重复图形偏移
       M02XYM70 交换XY轴 M03Z轴转动 M05Z轴停止转动
       M06(X#Y#) 可选择停止
       M08 步长或重复结束
       M09(X#Y#) 停止以便检查
       M15 Z轴进行位置     M16 Z轴上升位置
        M17 Z轴上升位置 M24循环块结束
        M25循环开始 M26循环 M27循环结束
        M30(X#Y#) 回绕时程序结束
        M47(text) 程序员信息
     M48 程序头部
     M71 公制测量方式
     M72 英制测量方式
     M02XYM80 以X轴为基准镜像图形 M02XYM90 以Y轴为基准镜像图形
     M97 钻出字符(横向)
     M98 钻出字符(竖向)
     M99 用户定义保存的图形
     P#X#(Y#) 重复保存的图形
     R#M02X#Y# 重复块
     R#X#(Y#) 重复孔
     S# 主轴旋转速率RPMS
     T# 工具选择
     T# 工具选择/刀具索引/ 块删除

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发表于:2006-11-25 16:49:41
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9

FPC常用术语中英文对照

 A
   Accelerate Aging ——加速老化,使用人工的方法,加速正常的老化过程。
   Acceptance Quality Level (AQL) —— 一批产品中最大可以接受的缺陷数目,通常用于抽样计划。
   Acceptance Test ——用来测定产品可以接受的试验,由客户与供应商之间决定。
   Access Hole ——在多层线路板连续层上的一系列孔,这些孔的中心在同一个位置,而且通到线路板的一个表面。
   Annular Ring ——是指保围孔周围的导体部分。
   Artwork ——用于生产 “Artwork Master”“production Master”,有精确比例的菲林。
   Artwork Master ——通常是有精确比例的菲林,其按1:1的图案用于生产 “Production Master”。


  B
   Back Light ——背光法,是一种检查通孔铜壁完好与否得放大目检方法,其做法是将孔壁外的基材自某一方向上小心的予以磨薄,再利用树脂半透明的原理,从背后射入光线。假如化学铜孔壁品质完好而无任何破洞或针孔时,则该铜层必能阻绝光线而在显微中呈现黑暗,一旦铜壁有破洞时,则必有光点出现而被观察到,并可放大摄影存证,称为背光法,但只能看到半个孔。
   Base Material ——绝缘材料,线路在上面形成。(可以是刚性或柔性,或两者综合。它可以是不导电的或绝缘的金属板。)。
   Base Material thickness ——不包括铜箔层或镀层的基材的厚度。
   Bland Via ——导通孔仅延伸到线路板的一个表面。
   Blister ——离层的一种形式,它是在基材的两层之间或基材与铜箔之间或保护层之间局部的隆起。
   Board thickness 是——指包括基材和所有在上面形成导电层在内的总厚度。
   Bonding Layer ——结合层,指多层板之胶片层 。


 C
   C-Staged Resin ——处于固化最后状态的树脂。
   Chamfer (drill) ——钻咀柄尾部的角 。
   Characteristic Impendence ——特性阻抗,平行导线结构对交流电流的阻力,通常出现在高速电流上,而且通常由在一定频率宽度范围的常量组成 。
   Circuit ——能够完成需要的电功能的一定数量的电元素和电设备 。
   Circuit Card ——见“Printed Board”。
   Circuitry Layer ——线路板中,含有导线包括接地面,电压面的层。
   Circumferential Separation ——电镀孔沿镀层的整个圆周的裂缝或空隙。
   Creak ——裂痕,在线路板中常指铜箔或通孔之镀层,在遭遇热应力的考验时,常出现各层次的部分或全部断裂。
   Crease ——皱褶,在多层板中常在铜皮处理不当时所发生的皱褶。

  D
   Date Code ——周期代码,用来表明产品生产的时间。
   Delamination ——基材中层间的分离,基材与铜箔之间的分离,或线路板中所有的平面之间的分离。
   Delivered Panel(DP) ——为了方便下工序装配和测试的方便,在一块板上按一定的方式排列一个或多个线路板。
   Dent ——导电铜箔的表面凹陷,它不会明显的影响到导铜箔的厚度。
   Design spacing of Conductive ——线路之间的描绘距离,或者在客户图纸上定义的线路之间的距离。
   Desmear ——除污,从孔壁上将被钻孔摩擦融化的树脂和钻孔的碎片移走。
   Dewetting ——缩锡,在融化的锡在导体表面时,由于表面的张力,导致锡面的不平整,有的地方厚,有的地方薄,但是不会导致铜面露出。
   Dimensioned Hole ——指线路板上的一些孔,其位置已经由其使用尺寸确定,不用和栅格尺寸一致。
   Double-Side Printed Board ——双面板。
   Drill body length ——从钻咀的钻尖到钻咀直径与肩部角度交叉点处的距离。


 E
   Eyelet ——铆眼,是一种青铜或黄铜制作的空心铆钉,当线路板上发现某一通孔断裂时,即可加装上这种铆眼,不但可以维持导电的功能,亦可以插焊零件。不过由于业界对线路板品质的要求日严,使得铆眼的使用越来越少。


  
 F
   Fiber Exposure ——纤维暴露,是指基材表面当受到外来的机械摩擦,化学反应等攻击后,可能失去其外表所覆盖的树脂层,露出底材的玻璃布,称为纤维暴露,位于孔壁处则称为纤维突出。
   Fiducial Mark ——基准记号,在板面上为了下游的组装,方便其视觉辅助系统作业起见,常在大型的IC于板面焊垫外缘的右上及左下各加一个圆状或其它形状的“基准记号“,以协助放置机的定位。
   Flair ——第一面外形变形,刃角变形,在线路板行业中是指钻咀的钻尖部分,其第一面之外缘变宽使刃角变形,是因钻咀不当地翻磨所造成,属于钻咀的次要缺点。
   Flammability Rate ——燃性等级,是指线路板板材的耐燃性的程度,在既定的试验步骤执行样板试验之后,其板材所能达到的何种规定等级而言。
   Flame Resistant ——耐燃性,是指线路板在其绝缘的树脂中,为了达到某种燃性等级(在UL中分HB,VO,V1及V2),必须在其树脂的配方中加入某些化学药品(如在FR -4中加入20%以上的溴),是板材之性能可达到一定的耐燃性。通常FR-4在其基材表面之径向方面,会加印制造者红色的UL水印,而未加耐燃剂的G- 10,则径向只能加印绿色的水印标记。
   Flare ——扇形崩口,在机械冲孔中,常因其模具的不良或板材的脆化,或冲孔条件不对,造成孔口板材的崩松,形成不正常的扇形喇叭口,称为扇形崩口。
   Flashover ——闪络,在线路板面上,两导体线路之间(即使有阻焊绿漆),当有电压存在时,其间绝缘物的表面上产生一种 “击穿性的放电”,称为“闪络”。
   Flexible Printed Circuit,FPC ——软板,是一种特殊性质的线路板,在组装时可做三维空间的外形变化,其底材为可挠性的聚亚酰胺(PI)或聚酯类(PE)。这种软板也可以象硬板一样,可作镀通孔或表面装配。
   Flexural Strength ——抗挠强度,将线路板基材的板材,取其宽一寸,长2.5--6寸(根据厚度的不同而定)的样片,在其两端的下方各置一个支撑点,在其中央点连续施加压力,直到样片断裂为止。使其断裂的最低压力强度称为抗挠强度。它是硬质线路板的重要机械性质之一 。
   Flute ——退屑槽,是指钻咀或锣刀,在其圆柱体上已挖空的部分,可做为废屑退出之用途。
   Flux ——阻焊剂,是一种在高温下具有活性的化学药品,能将被焊物表面的氧化物或者污物予以清除,使熔融的焊锡能与洁净的底层金属结合而完成焊接。


  G
   GAP ——第一面分摊,长刃断开,是指钻咀上两个第一面分开,是翻磨不良造成,也是一种钻咀的次要缺点。
   Gerber Data,GerBerFile ——格式档案,是美国Gerber公司专为线路板面线路图形与孔位,所开发的一系列完整的软体档案(正式名字是“RS 274”),线路板设计者或线路板制造商可以使用它来实现文件的交换。
   Grid ——标准格,指线路板布线时的基本经纬方格而言,早期每格的长宽格距为100mil,那是以IC引脚为参考的,目前的格子的距离则越来愈密。
   Ground Plane ——接地层,是多层板的一种板面,通常多层板的一层线路层要搭配一层大铜面的接地层,以当成众多零件的公共接地回归地,遮蔽,以及散热。
   Grand Plane Clearance ——接地层的空环,元件的接地脚或电压脚与其接地层或电压层通常会以“一字桥”或“十字脚”与外面的大铜面进行互联。至于穿层而过完全不接大铜面的通孔,则必须取消任何桥梁而与外界隔绝。为了避免因受热而变形起见,通孔与大铜面之间必须留出膨胀所需的伸缩空间,这个空间即是接地层的空环。


 H
   Haloing ——白圈,白边。通常是当线路板基材的板材在钻孔,开槽等机械加工太猛时,造成内部树脂的破裂或微小的开裂之现象。
   Hay wire 也称Jumper Wire.——是线路板上因板面印刷线路已断,或因设计上的失误需在板子的表面以外采用焊接方式用包漆线连接。
   Heat Sink Plane ——散热层。为了降低线路板的热量,通常在班子的零件之外,再加一层已穿许多脚孔的铝板。
   Hipot Test ——即High Postential Test ,高压测试,是指采取比实际使用时更高的直流电压来进行各种电性试验,以查出所漏的电流大校
   Hook ——切削刃缘不直,钻咀的钻尖部分是由四个表面所立体组成,其中两个第一面是负责切削功用,两个第二面是负责支持第一面的。其第一面的前缘就是切削动作的刀口。正确的刀口应该很直,翻磨不当会使刃口变成外宽内窄的弯曲状,是钻咀的一种次要缺陷。
   Hole breakout ——破孔。是指部分孔体已落在焊环区之外,使孔壁未能受到焊环的完全包围。
   Hole location ——孔位,指孔的中心点位置。
   Hole pull Strength ——指将整个孔壁从板子上拉下的力量,即孔壁与板子所存在地固著力量。
   Hole Void ——破洞,指已完成电镀的孔壁上存在地见到底材的破洞。
   Hot Air Leveling ——热风整平,也称喷锡。从锡炉中沾锡的板子,经过高压的热风,将其多余的锡吹去。
   Hybrid Integrated Circuit ——是一种在小型瓷质薄板上,以印刷方式施加贵重金属导电油墨之线路,再经高温将油墨中的有机物烧走,而在板上留下导体线路,并可以进行表面粘装零件的焊接。


 I
   Icicle ——锡尖,是指在组装板经过波峰焊后,板子焊锡面上所出现的尖锥状的焊锡,也叫Solder Projection。
   I.C Socket ——集成电路块插座。
   Image Transfer ——图象转移,在电路板工业中是指将底片上的线路图象,以“直接光阻”的方式或“间接印刷”的方式转移到板面上。
   Immersion Plating ——浸镀,是利用被镀金属与溶液中金属离子间电位差的关系,在浸入的瞬间产生置换作用,使被镀金属表面原子抛出电子的同时,让溶液中的金属离子收到电子,而立即在被镀金属表面产生一层镀层。也叫Galvanic Displacement。
   Impendent ——阻抗,“电路”对流经其中已知频率之交流电流,所产生的全部阻力称为阻抗(Z),其单位是欧姆。
   Impendent Control ——阻抗控制,线路板中的导体中会有各种信号的传递,当为提高其传输速率而必须提高其频率,线路本身若因蚀刻而导致截面积大小不定时,将会造成阻抗值得变化,使其信号失真。故在高速线路板上的导体,其阻抗值应控制在某一范围之内,称为“阻抗控制”。
   Impendent Match ——阻抗匹配,在线路板中,若有信号传送时,希望有电源的发出端起,在能量损失最小的情形下,能顺利的传送到接受端,而且接受端将其完全吸收而不作任何反射。要达到这种传输,线路中的阻抗必须发出端内部的阻抗相等才行称为“阻抗匹配”。
   Inclusion ——异物,杂物。
   Indexing Hole ——基准孔,参考孔。
   Inspection Overlay ——底片,是指从生产线工作底片所翻透明的阴片或阳片(如DIAZO棕片),可以套在板面作为目检的工具。
   Insulation Resistance ——绝缘电阻。
   Intermatallic Compound(IMC) ——介面合金共化物,当两种金属表面紧密相接时,其介面间将两种金属原子之相互迁移,进而出现一种具有固定组成之“合金式”的化合物。
   Internal Stress ——内应力。
   Ionizable(Ionic) Contaimination ——离子性污染,在线路板制造及下游组装的过程中,某些参与制程的化学品,若为极性化合物而又为水溶性时,其在线路板上的残迹将很可能会引吸潮而溶解成导电性的离子,进而造成板材的漏电构成危害。
   IPC The Institute for Interconnecting and Packing Electronic Circuit ——美国印刷线路板协会。


 J
   JEDEC Joint Electronic Device Engineer Council ——联合电子元件工程委员会。
   J-Lead ——J型接脚 。
   Jumoer Wire ——见“Hay Wire”。
   Just-In-Time(JIT) —— 适时供应,是一种生产管理的技术,当生产线上的产品开始生产进行制造或组装时,生产单位既需供应所需的一切物料,甚至安排供应商将物料或零组件直接送到生产线上,此法可减少库存压力,及进料检验的人力及时间,可加速物流,加速产品出货的速度,赶上市场的需求,掌握最佳的商机。


 K
   Keying Slot ——在线路板金手指区,为了防止插错而开的槽。
   Kiss Pressure ——吻压,多层线路板在压合的起初采用的较低的压力。
   Kraft Paper ——牛皮纸,多层线路板压合时采用的,来传热缓冲作用。


 L
   Laminate ——基材,指用来制造线路板用的基材板,也叫覆铜板CCL( Copper per Claded Laminates)。
   Laminate Void ——板材空洞,指加工完的基材或多层板中,某些区域在树脂硬化后,尚残留有气泡未及时赶出板外,最终形成板材空洞。
   Land ——焊环。
   Landless Hole ——无环通孔,为了节约板面,对于仅作为层间导电用的导通孔(Via Hole),则可将其焊环去掉,此种只有内层焊环而无外层焊环的通孔,称为“Landless Hole”。
   Laser Direct Imaging LDI ——雷射直接成像,是将已压附干膜的板子,不再靠底片暴光而代以电脑配合雷射光束,直接在板子干膜上进行快速扫描式的感光成像。
   Lay Back ——刃角磨损,刃脚的直角处将会被磨园,再加上第一面外侧的崩破损耗,此两种的总磨损量就称为Lay Back 。
   Lay Out ——指线路板在设计时的布线、布局。
   Lay Up ——排版,多层板在压合之前,需将内层板,胶片与铜皮等各种散材,铜板,牛皮纸等,上下对准落齐或套准,以备压合。
   Layer to Layer Spacing ——层间的距离,指绝缘介质的厚度。
   Lead ——引脚,接脚,早期电子零件欲在线路板上组装时,必须具有各式的引脚而完成焊接互连的工作。


  M
   Margin ——刃带,指钻头的钻尖部。
   Marking ——标记。
   Mask ——阻剂。
   Mounting Hole ——安装孔,此词有两种意思,一是指分布在板脚的较大的孔,是将组装后的线路板固定在终端设备上使用的螺丝孔,其二是指插孔焊接零件的脚孔。后者也称Insertion Hole ,Lead Hole。
   Multiwiring Board
   (Discrete Board) ——复线板,是指用极细的漆包线直接在无铜的板面上进行立体交叉的布线,在用胶固定及钻孔与镀孔后,得到多层互连的线路板,是美国PCK公司所开发。这种MWB可节约设计时间,适用于复杂线路的少量机种。


 N
   Nail Heading ——钉头,由于钻孔的原因导致多层板的孔壁的内层线路张开。
   Negative Etchbak ——内层铜箔向内凹陷。
   Negative Pattern ——负片,在生产或客户菲林上,图像被制作成透明而其它的地方被制作成非透明。
   Nick ——线路边的切口或缺口。
   Nodle ——从表面突起的大的或小的块。
   Nominal Cured Thickness ——多层板的厚度,或者多层板相邻层与层之间固化后的厚度。
   Nonwetting—— 敷锡导致导体的表面露出。
  

  O
   Offset ——第一面大小不均,指钻咀之钻尖处,其两个第一面所呈现的面积不等,发生大小不均现象,是由於不良的翻磨所造成,是钻咀的次要缺点。
   Overlap ——钻尖点分离,正常的钻尖是有两个第一面和两个第二面,是长刃及凿刃为棱线组成金字塔形的四面共点,此单一点称为钻尖点,当翻磨不良时,可能会出现两个钻尖点,对刺入的定位不利,是钻咀的大缺点。
  

  P
   Pink ring ——粉红圈,由于内层铜的黑氧化层被化学处理掉,而导致在环绕电镀孔的内层出现粉红色的环状区域。
   Plated Through Hole,PTH ——指双面板以上,用来当成各层导体互连的管道。
   Plated ——在多层板的压合过程中,一种可以活动升降的平台。
   Point ——是指钻头的尖部。
   Point Angle ——钻尖角,是指钻咀的钻尖上,有两条棱线状的长刃所构成的夹角,称为“钻尖角”。
   Polarizing Slot ——偏槽,见“Keying Slot”。
   Porosity Test ——孔隙率测试,是对镀金层所做的试验。
   Post Cure ——后烤,在线路板的工业中,液态的感光漆或防焊干膜,在完成显像后还要做进一步的硬化,以增强其物性的耐焊性。
   Prepreg ——树脂片,也称为半固化片。
   Press-Fit Contact ——指某些插孔式的镀金插脚,为了以后抽换方便便常不施以填焊连接,而是在孔径的严格控制下,是插入的接脚能做紧迫式的接触。
   Press Plate ——钢板,用于多层板的压合。


Q
   Quad Flat Pace(QFP) ——扁方形封装体 。


  
  R
   Rack ——挂架,是板子在进行电镀或其它湿流程处理时,在溶液中用以临时固定板子的夹具。
   Register Mark ——对准用的标记图形。
   Reinforcement ——加强物,在线路板上专指基材中的玻璃布等。
   Resin Recession ——树脂下陷,指多层板在其B-Stage的树脂片中的树脂,可能在压合后尚未彻底硬化,其通孔在进行覆锡后做切片检查时,发现孔壁后某些聚合不足的树脂,会自铜壁上退缩而出现空洞的情形。
   Resin Content ——树脂含量。
   Resin Flow ——树脂流量。
   Reverse Etched ——反回蚀,指多层板中,其内层铜孔环因受到不正常的蚀刻,造成其环体内缘自钻孔之孔壁表面向后退缩,反倒使树脂与玻璃纤维所构成的基材形成突出。
   Rinsing ——水洗。
   Robber ——辅助阴极,为了避免板边地区的线路或通孔等导体,在电镀时因电流缝补之过渡增厚起见,可故意在板边区域另行装设条状的“辅助阴极”,来分摊掉高电流区过多的金属分布,也叫“Thief”。
   Runout ——偏转,高速旋转中的钻咀的钻尖点,从其应该呈现的单点状轨迹,变成圆周状的绕行轨迹。


  S
   Screen ability ——网印能力,指网版印刷加工时,其油墨在刮压之作用下具有透过网布之露空部分,而顺利漏到板上的能力。
   Screen Printing ——网版印刷,是指在已有图案的网布上,用刮刀刮挤压出油墨,将要转移地图案转移到板面上,也叫“丝网印刷”。
   Secondary Side ——第二面,即线路板的焊锡面,Solder Side。
   Shank ——钻咀的炳部。
   Shoulder Angle ——肩斜角,指钻头的柄部与有刃的部分之间,有一种呈斜肩式的外形过渡区域,其斜角即称为肩斜角。
   Silk Screen ——网板印刷,用聚酯网布或不锈钢网布当载体,将正负片的图案以直接乳胶或间接版膜方式转移到网框的网布上形成的网版,作为对线路板印刷的工具。
   Skip Printing,Plating ——漏印,漏镀。
   Sliver ——边条,版面之线路两侧,其最上缘表面出,因镀层超过阻剂厚度,常发生在两侧横向伸长的情形,此种细长的悬边因下方并无支撑,常容易断落在板上,将可能发生短路的情形,而这种·悬边就叫“Sliver”。
   Smear ——胶渣,在线路板钻孔时,其钻头与板材在快速摩擦的过程中,会产生高温高热,而将板材中的树脂予以软化甚至液化,以致涂满了孔壁,冷却后即成为一层胶渣。
   Solder ——焊锡,是指各种比例的锡铅合金,可当成电子零件焊剂所用的焊料,其中,线路板以63/37的锡铅比例的SOLDER最为常用,因为这种比例时,其熔点最低(183°C),而且是由固态直接转化为液态,反之亦然,其间并无经过浆态。
   Solder ability ——可焊性,各种零件的引脚和线路板的焊垫等金属体,其接受銲锡的能力。
   Solder Ball ——锡球,当板面的绿漆或基材上树脂硬化情形不好时,又受助焊剂的影响或发生溅锡的情形时,在焊点的附近板面上,常会附有一些细小的颗粒状的焊锡点,称为锡球。
   Solder Bridge ——锡桥,指组装之线路板经焊接后,在不该有通路的地方,常会出现不当地銲锡导体,而着成错误的短路。
   Solder Bump ——銲锡凸块,为了与线路板的连接,在晶片的连接点处须做上各种形状的微“銲锡凸块”。
   Solder Side ——焊锡面,见“Secondary Side”。
   Spindle ——主轴,指线路板行业使用的钻机的主轴,可夹紧钻咀高速运转。
   Static Eliminator ——静电消除装置,线路板是以有机树脂为基材,在制程中的某些磨刷工作将会产生静电。故在清洗后,还须进行除静电的工作,才不致吸附灰尘及杂物。一般生产线上均应设置各种消除静电装置。
   Substrate ——底材,在线路板工业中专指无铜箔的基材板而言。
   Substractive Process ——减成法,是指将基材上部分无用的铜箔减除掉,而达成线路板的做法称为“减成法”。
   Support Hole (金属)——支撑通孔,指正常的镀通孔,即具有金属孔壁的孔。
   Surface-Mount Device(SMD) ——表面装配零件,不管是具有引脚,或封装是否完整的各式零件,凡能够利用锡膏做为焊料,而能在板面焊垫上完成焊接组装者皆称为SMD。
   Surface Mount Technology ——表面装配技术,是利用板面焊垫进行焊接或结合的组装技术,有别于采用通孔插焊的传统的组装方式,称为SMT。

  T
   Tab ——接点,金手指,在线路板上是指板边系列接点的金手指而言,是一种非正规的说法。
   Tape Automatic Bonding (TAB) ——卷带自动结合。
   Tenting ——盖孔法,是利用干膜在外层板上作为不镀锡铅之直接阻剂,可同时能将各通孔自其两端孔口处盖紧,能保护孔壁不致受药水的攻击,同时也能保护上下板面的焊环,但对无环的孔壁则力有所不及。
   Tetrafuctional Resin ——四功能树脂,线路板狭义是指有四个反应基的环氧树脂,这是一种染成黄色的基材,其Tg可高达180°,尺寸安定性也较FR-4好。
   Thermo-Via ——导热孔,在线路板上大型IC等高功率零件,在工作中慧产生大量的热,必须要将此热量予以排散,以免损及电子设备的寿命,其中一个简单的方法,就是利用 IC的底座空地,刻意另行制作PTH将热量直接引至背面的大铜面上,进行散热,这种用于导热而不导电的通孔称为导热孔。
   Thief ——辅助阴极,见 “Robber”。
   Thin Copper Foil ——铜箔基材上所附的铜箔,凡其厚度低于0.7mil的称为Thin Copper Foil。
   Thin Core ——薄基材,多层板的内层是由薄基材制作。
   Through Hole Mounting ——通孔插装,是指早期线路板上各零件之组装,皆采用引脚插孔及填锡方式进行,以完成线路板上的互连。
   Tie Bar ——分流条,在线路板工业中是指板面经过蚀刻得到独立的线路后,若还需进一步电镀时,需预先加设导电的路径才能继续进行,例如镀金导线。
   Touch Up ——修理。
   Trace ——线路 指线路板上的一般导线或线条而言,通常并不包括通孔,大地,焊垫及焊环 。
   Twist ——板翘,指板面从对角线两侧的角落发生变形翘起,称为板翘。其测量的方法是将板的三个叫落紧台面,再测量翘起的角的高度 。


  W
   Wicking ——灯芯效应,质地疏松的灯芯或烛心,对油液会发生抽吸的毛细现象,称为WICKING.电路板之板材经过钻孔后,其玻璃纤维切断处常呈松疏状,也能吸入PTH的各种槽液,以致造成一小段化学铜层存留在其中,此种渗也称为“灯芯效应”。


  X
   X-Ray ——X光。


Y
   Yield ——良品率,生产批量中通过品质检验的良品,其所占总产量的百分率。

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8

数控钻床-垫板

印制板钻孔,使用上、下垫板是为了阻止线路板表面和底面铜箔开花产生毛刺,使线路板钻孔表面光滑提高印制板的质量、提高成品率。由于使用这种辅助材料有一定花费,但由于上述原因事实上是必需使用的,可大幅度提高产品的合格率降低了成本。    

线路板钻孔用上垫板的要求是:有一定表面硬度防止钻孔上表面毛刺。但又不能太硬而磨损钻头。要求上下垫板本身树脂成分不能过高,否则钻孔时将会形成熔融的树脂球黏附在孔壁。导热系数越大越好大,以便能迅速将钻孔时产生的热量带走,降低钻孔孔时钻头的温度,防止钻头退火。要有一定的刚性防止提钻时板材颤动,又要有一定弹性当钻头下钻接触的瞬间立即变形,使钻头精确地对准被钻孔的位置,保证钻孔位置精度。材质要均匀不能有杂质产生软硬不均的节点,否则容易断钻头。如果上垫板表面又硬又滑,小直径的钻头可能打滑偏离原来的孔位在线路板上钻出椭圆的斜孔。

国内使用的上垫板主要时0.2~0.5mm厚的酚醛纸胶板环氧玻璃布板和铝箔如厚度0.3mm的LF2Y2(2号防锈铝半冷作硬化状态或LF21Y(21号防锈铝冷作硬化状态)作为普通双面板钻孔的上垫板效果较好,达到硬度适宜可以防止钻孔上表面毛刺。因铝的导热性好有刚性弹性,对钻头有一定散热作用,铝箔的材质较酚醛板均匀没有杂质引起断钻头和偏孔的机率大大小于酚醛板。能降低钻孔温度且是一种环保材料,应用日益广泛许多厂已使用铝箔作为上垫板,同时与酚醛板、环氧板相比较,不会因为所含树脂而可能使孔受到树脂污染,在使用过程中常用铝箔的厚度选择为0.15、0.20、0.30毫米三种在实际使用过程中 0.15与板材表面的接触最好但是在裁切中及运送过程和使用中工艺不易控制,0.30价格又较高了一点,一般都折中使用0.20毫米的铝箔,实际厚度一般为0.18毫米。

国外有一种复合上垫板,其上、下两层是0.06mm的铝合金箔,中间层是纯纤维质的芯,总厚度是0.35mm。不难看出,这种结构和材质能满足印制板钻孔上垫板的要求,用于高质量多层板的上垫板,与铝箔相比其优点是:钻孔质量高,孔位精度高,因磨损小钻头寿命提高,同时板材受外力后回复原来形状比铝箔好得多,重量也轻很多,特别适宜钻小孔。

国内使用的下垫板有酚醛纸质板、纸板、木屑板。纸板较软容易产生毛刺,但质地均匀不易断钻头和咬钻头,但价格便宜,可在铜箔较薄或单面板中使用。木屑板质地均匀度较差,硬度好于纸质板但如钻孔的线路板铜箔大于35微米以上会产生毛刺,我试过使用该板钻70微米铜箔的双面板,结果全部无法通过。酚醛纸质板硬度最好均匀度在前二者之间,使用效果最好但是较贵且不环保。

同样国外有一种复合下垫板,其上、下两层是0.06mm的铝合金箔,中间层是纯纤维质的芯,总厚度是1.50mm。当然性能十分出众又环保,大大超过酚醛纸质板,特别是钻多层板和小直径孔时可充分体现其优点,缺点当然是价格贵。

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发表于:2006-11-25 16:37:59
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解析特征阻抗

近年来,高速设计领域一个越来越重要也是越来越为设计工程师所关注议题就是受控阻抗的电路板设计以及电路板上互联线的特征阻抗。然而,对于非电子的设计工程师来说,这也是一个最容易混淆也最不直观的问题。甚至很多的电子设计工程师对此也同样感到困惑。这篇资料将对特征阻抗作一个简要而直观的介绍,希望帮助大家了解传输线最基本的品质。

什么是传输线?

什么是传输线?两个具有一定长度的导体就构成传输线。其中的一个导体成为信号传播的通道,而另外的一个导体则构成信号的返回通路(在这里我们提到信号的返回通路,实际上就是大家通常理解的地,但是为了叙述的方便,暂且忘掉地这一概念。)。在一个多层的电路板设计中,每一个PCB互联线都构成传输线中的一个导体,该传输线都将临近的参考平面作为传输线的的第二个导体或者叫做信号的返回通路。什么样的PCB互联线是一个好的传输线呢?通常如果在同一个PCB互联线上特征阻抗处处保持一致,这样的传输线就成为高质量的传输线。什么样的电路板叫做受控阻抗的电路板?受控阻抗的电路板是指PCB板上所有传输线的特征阻抗符合统一的目标规范,通常是指所有传输线的特征阻抗的值在25Ω到70Ω之间。

从信号的角度来考察

考虑特征阻抗最行之有效的办法是考察信号沿着传输线传播时信号本身看到了什么。为简化问题的讨论起见,假定传输线为微波传输带(microstrip)类型,并且信号沿传输线传播时传输线各处的横断面保持一致。

给该传输线加入幅度为1V的阶跃信号。阶跃信号是一个1V的电池,由前端接入,分别连接在信号线和返回通路之间。在接通电池的瞬间,信号电压波形将以光速在电介质中行进,速度通常约为6英寸/ns(信号为什么行进如此快速,而不是接近电子传播的速度大约1cm/s,这是另外一个话题,这里不做进一步介绍)。当然在这里信号仍然具有常规的定义,信号定义为信号线与返回通路上的电压差,总是通过测量传输线上任何一点与之临近的信号返回通路之间的电压差值来获得。

信号沿传输线方向以6英寸/ns的速度向前传输。在传输的过程中信号会遇到什么样的情况呢?在最开始的10ps时间间隔内,信号沿传输线方向行进了0.06英寸的距离。假定锁定时间在这一时刻,来考虑传输线发生的情况。在行进的这一段距离上,信号的传输为这一段传输线和相应临近的信号返回通道之间建立起了稳定的幅度为1V的常量信号。这意味着在行进的这一段传输线和对应的返回路径上已经积聚起了额外的正电荷和额外的负电荷来建立这一稳定的电压。也正是这些电荷的差异在这两个导体之间建立并维持了一个稳定的1 V 电压信号,而导体之间稳定的电压信号就为两个导体之间建立了一个电容。

传输线上位于这一时刻信号波前后面的传输线段并不清楚会有信号要传播过来,因而仍然维持信号线同返回通路之间的电压为零。在接下来的10ps时间间隔内,信号又会沿传输线行进一定的距离,信号继续传播的结果是又会在另一段长度为0.06英寸的传输线段同对应的信号返回通路之间的建立起 1V的信号电压。而为了做到这一点,必须为信号线注入一定量的正电荷,同时为信号的返回通路注入同等数量的负电荷。信号沿传输线每传播0.06英寸的长度,都会有更多的正电荷注入该信号线,也会有更多的负电荷注入信号返回通路。每隔10ps时间间隔,就会有另外一段传输线被充电到1 V,同时信号也会沿传输线方向继续向前传播。

这些电荷从何而来?答案是来自信号源,也就是我们用来提供阶跃信号、连接在传输线前端的电池。随着信号在传输线上的传播,信号不断地为传播经过的传输线段充电,确保信号传输过程中所到之处信号线与返回路径之间建立并维持起1 V的电压。每隔10ps时间间隔,信号会在传输线上传播一定的距离,并且从电源系统中汲取一定数量的电荷δQ。电池在一段时间间隔δt内的向外提供一定数量的电荷δQ,就形成了恒定的信号电流。正的电流会从电池流入信号线,而与此同时同样大小的负电流会流经信号的返回路径。

流经信号返回通路的负电流同流入信号线的正电流大小完全一致。而且,就在信号波前的位置,AC电流流经由信号线和信号返回通路构成的电容,完成了信号环路。


传输线的特征阻抗

从电池的角度来看,一旦设计工程师将电池的引线连入传输线的前端,就总有一个常量值的电流从电池中流出,并且保持电压信号的稳定不变。也许有人会问,是什么样的电子元器件具有这样的行为?加入恒定不变的电压信号时会维持恒定不变的电流值,当然是电阻。

而对电池来说,信号沿传输线向前传播时,每隔10ps时间间隔,会新增加0.06英寸的传输线段被充电至1V,从电池中获得的新增加的电荷确保从电池中维持一个稳定的电流,从电池吸收恒定的电流,传输线就等同于一个电阻,并且阻值恒定。我们称之为传输线的浪涌阻抗。

同样,当信号沿传输线向前传播时,每传播一定的距离,信号会不断地探查信号线的电环境,并且试图确定信号进一步向前传播时的阻抗。一旦信号已经加入到传输线上并且沿传输线向前传播,信号本身就一直在考查到底需要多大的电流来充电10ps 时间间隔内所传播的传输线长度,并保持将这一部分的传输线段充电到1V。这正是我们要分析的瞬间阻抗值。

从电池本身的角度来看,如果信号以恒定的速度沿传输线方向传播,而且假定传输线具有一致的横断面,那么信号每传播一个固定的长度(比如10ps时间间隔内信号传播的距离),那么需要从电池中获取同等数量的电荷来确保将这一段传输线充电到同样的信号电压。信号每传播一个固定的距离,都会从电池获取同样的电流,并且保持信号电压一致,在信号传播过程中,传输线上各处的瞬间阻抗都是一致的。

信号沿传输线传播过程当中,如果传输线上各处具有一致的信号传播速度,并且单位长度上的电容也一样,那么信号在传播过程中总是看到完全一致的瞬间阻抗。由于在整个传输线上阻抗维持恒定不变,我们给出一个特定的名称,来表示特定的传输线的这种特征或者是特性,称之为该传输线的特征阻抗。特征阻抗是指信号沿传输线传播时,信号看到的瞬间阻抗的值。如果信号沿传输线在传播的过程当中,任何时候信号看到的特征阻抗都保持一致的话,那么这样的传输线就称为受控阻抗的传输线。

传输线特征阻抗是设计中最重要的因素

传输线的瞬间阻抗或者是特征阻抗是影响信号品质的最重要的因素。如果信号传播过程中,相邻的信号传播间隔之间阻抗保持一致,那么信号就可以十分平稳地向前传播,因而情况变得十分简单。如果相邻的信号传播间隔之间存在差异,或者说阻抗发生了改变,信号中能量的一部分就会往回反射,信号传输的连续性也会被破坏。

为了确保最佳的信号质量,信号互联设计的目标就是要确保信号在传输过程中看到的阻抗尽可能地保持恒定不变。这里主要是指要保持传输线的特征阻抗为常量。所以设计生产制造受控阻抗的PCB板就变得越来越重要。而至于任何其它的设计诀窍诸如最小化金手指长度、终端匹配、菊花链连接或者是分支连接等等都是为了确保信号能够看到一致的瞬间阻抗。

特征阻抗的计算

从上述简单的模型中我们可以推算出特征阻抗的值,即信号在传输过程中看到的瞬间阻抗的值。信号在每一个传播间隔里看到的阻抗Z有同基本的关于阻抗的定义一致

Z=V/I

这里的电压V是指加入到传输线上的信号电压,而电流I是指在每一个时间间隔δt内从电池中得到的电荷总量δQ,所以

I=δQ/δt

流入传输线中的电荷(这些电荷最终来自信号源),用于将信号在传播过程中新增的信号线与返回通路之间构成的电容δC充电至电压V,所以

δQ=VδC

我们可以将信号在传播过程中每行进一定的距离而导致的电容同传输线单位长度上的电容值CL以及信号在传输线上传播的速度U联系起来。同时信号传播的距离是速度U乘以时间间隔δt。所以

δC= CL U δt

将以上所有的等式结合起来,我们可以推导出来瞬间阻抗为:

Z=V/I=V/(δQ/δt)=V/(VδC/δt)=V/(V CL U δt /δt)=1/(CL U)

可以看到瞬间阻抗同单位传输线长度上的电容值以及信号传输的速度有关。同样也可以人为这就是传输线特征阻抗的定义。为了将特征阻抗从实际阻抗Z中区分开来,特意为特征阻抗加入一个下标0,从上面的推导中已经得到了信号传输线的特征阻抗:

Z0=1/(CL U)

如果传输线上单位长度的电容值以及信号在传输线上传播的速度保持为常量,那么该传输线就在其长度范围内具有恒定不变的特征阻抗,这样的传输线就称之为受控阻抗的传输线。

从以上简要的说明中看出,关于电容的一些直观的认识可以同新发现的特征阻抗的直观的认识联系起来。换句话说,如果把PCB中的信号连线拓宽,那么传输线单位长度上的电容值就会增大,而传输线的特征阻抗就可以降低。

耐人寻味的话题

经常可以听到有关传输线特征阻抗的一些混淆的说法。通过上面的分析知道,将信号源连接到传输线上之后,应该可以看到某一个值的传输线特征阻抗,举例来说50Ω,然而如果将一个欧姆表同一段3英尺长的RG58线缆连接时,测量到的阻抗却是无穷大。

问题的答案在于从任何传输线前端看过去的阻抗值是随时间变化的。如果测量线缆阻抗的时间短到可以和信号在线缆中来回往返一次的时间可以比拟时,你就可以测量到该线缆的浪涌阻抗或者又称为线缆的特征阻抗。然而如果等待足够的时间的话,就会有一部分能量反射回来并且为测量仪器检测到,这时就可以检测到阻抗的变化,通常情况下,在这一过程中,阻抗会来回变化,直到阻抗值达到一个稳定的状态:如果线缆的末端是开路,最终的阻抗值为无穷大,如果线缆的末端是短路,最终的阻抗值为零。

对于3英尺长的RG58线缆来说,必须在小于3ns的时间间隔内完成阻抗的测量过程。这就是时域反射计(TDR)要完成的工作。TDR可以测量传输线的动态阻抗。如果需要花1s的时间间隔来测量3英尺长的RG58线缆的阻抗,那么在这一段时间间隔内信号已经来回反射了几百万次,那么你可能从阻抗的巨大的变动中得到完全不同的阻抗的值,最终得到的结果是无穷大,因为线缆的终端是开路。

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