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PCB变得越来越小,PCB检测也变得越来越难?

2024-04-17 16:27:19 Emily Newton 阅读:
由于含有PCB的产品外形尺寸越来越小,PCB逐渐变得更小将是一种持续的趋势。然而,这些较小的元件通常会带来PCB设计方面的挑战,进而影响检测工作···

由于含有印刷电路板(PCB)的产品外形尺寸越来越小,PCB逐渐变得更小将是一种持续的趋势。客户通常认为较小的产品比较大的同类产品更先进或更优越。PCB小型化还有助于开发用途更广的产品,例如进入人体输送药物的机器人。然而,这些较小的元件通常会带来PCB设计方面的挑战,进而影响检测工作。V5pednc

与小型化相关的主要PCB设计挑战

团队必须为每个项目的PCB设计挑战做好准备。然而,对于小型化元件来说,许多潜在的障碍尤其突出。V5pednc

走线

PCB小型化意味着设计人员必须使用更小的走线几何形状,从而导致宽度和厚度减小。即便如此,与大电流相关的PCB路径仍然需要更宽的走线。V5pednc

过孔和微过孔

此外,由于整个PCB相对较小,因此过孔的直径要小得多。小型化PCB所需的小过孔使得彻底涂覆孔壁成为难题,从而影响性能和功能。设计人员必须考虑PCB的厚度来确定过孔的最小可能直径。V5pednc

有些项目可能需要选择微过孔,这种微过孔非常小,是通过激光钻孔添加到PCB上的。设计人员通常选择微过孔来建立PCB多层之间的连接。盲孔和埋孔还能优化电路板尺寸,使设计保持适当比例,从而支持PCB小型化。盲孔连接一个外层与至少一个内层,而埋孔则连接多个内层。V5pednc

其他考虑因素

小型化使得计算诸如阻焊层所需空间和恰当的焊盘尺寸等因素变得更具挑战性。小型化PCB通常依赖于更薄的柔性材料。此外,设计人员有时还必须选择与大型PCB不同的层压板。V5pednc

幸运的是,先进的计算机辅助设计(CAD)工具可以帮助设计人员将PCB制作得尽可能小,而不会影响其功能或使用寿命。用户可以在软件中看到具体改动的效果,然后再进行实际操作。使用仿真工具和专业软件克服PCB设计挑战,是了解哪些方面运行良好、哪些方面需要进一步优化的绝佳方法。需要记住的主要一点是,小型化电路板的误差范围更小,所以会影响设计和检测。V5pednc

PCB小型化和柔性PCB

尽管刚性PCB首先流行起来,但最近的技术进步使人们能够设计和制造柔性PCB。一些研究人员甚至探索了3D打印是否可以缩短生产时间,并满足对刚性和柔性PCB不断增长的需求。V5pednc

柔性PCB非常适合微型设备、医疗机器或必须贴合人体才能获得准确读数的机器。例如,许多运动爱好者使用的智能手表和家用心率监测器通常都采用柔性PCB。V5pednc

设计柔性PCB还为制造商提供了更多的创作自由,使他们能够为客户提供更小巧的高科技产品。V5pednc

PCB小型化和柔性PCB对检测的影响

不断增长的小型化需求和对柔性PCB日益浓厚的兴趣带来了新的复杂难题,从而改变了检测工作。尺寸是导致缺陷难以发现的一个原因。然而,许多制造商使用高科技工艺来加速质量控制实践并提高准确性。例如,用于PCB检测的X光机分为两类:在线或离线工作的2D和3D检测工具。V5pednc

2D系统可同时显示PCB的两面,类似于检查人体骨骼的X光机。3D系统通过创建一组2D横截面组来完成图像。在线系统需要有效的互联网连接才能工作,但离线系统则不需要。V5pednc

参与PCB检测的人员可能还需要改变他们的基本流程和检查清单。例如,由于小型化PCB通常依赖于更薄的柔性材料,因此缺陷的出现可能与刚性和较厚的电路板不同。V5pednc

小型化PCB比大型PCB具有更高的元件密度。这意味着组件之间存在更大的电磁干扰和信号串扰风险,这可能会增加为确保所有预防措施达到预期效果而采取的质量控制步骤。V5pednc

生产柔性PCB的人员必须使用与制造刚性PCB不同的焊接方法。他们必须使用专门为生产柔性PCB而制造的载板。这些元件通常只有不到50个电气元件,但有些元件只有两个连接器。V5pednc

时刻关注市场需求

这些现实情况会共同增加或改变质量控制阶段需要检测事项的数量和类型。所有参与方都要调整他们的评估方法,并寻找与以往培训所教的不同的缺陷。随着小型化成为常态,PCB工厂员工将学习新的方法,通过调整检测方法来适应市场的要求,从而保持高质量。V5pednc

人们还必须知道PCB小型化应用于不同行业会影响他们的检测方法。例如,用于人体内部设备的PCB的质量控制流程与暴露于极端温度和自然环境的海上采矿设备上使用的产品的质量控制流程大不相同。V5pednc

大多数购买当今包含PCB的产品的客户在解决PCB设计挑战方面几乎没有或根本没有直接经验。然而,这些用户通常最先注意到由于检测过程中未发现的缺陷而导致的性能问题。因此,尽管用户并不了解与设计PCB相关的所有复杂难题,但他们会体验到基于设计的缺陷所造成的结果。V5pednc

然而,在最好的情况下,小型化PCB在设计、制造和检验阶段都会得到精心关注。当在这种情况下,无论产品是刚性的还是柔性的,都有更大的机会实现高性能和无缺陷。V5pednc

工程师、设计师和制造商要记住的最后一件事是,PCB开发是一个快速发展的领域,这主要是由于需要这些元件的产品的技术进步。时刻了解PCB创新、设计改进和新的检测可能性将有助于人们获得最好的结果,并保持严格的质量控制计划。V5pednc

(原文刊登于EDN姊妹网站Embedded,参考链接:How miniaturization impacts PCB inspection,由Ricardo Xie编译。)V5pednc

责编:Ricardo
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