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凯发k8上ag85856平台_如何提高印制板的可靠性

03月21日作者:黑曼巴


印制板的基础功能之一是承载电旌旗灯号的传输。

钻研印制板的靠得住性便是钻研它的基础功能不丢掉或者它的一些电机能指标不衰退,也便是它的功能维持的持久性。本文拟从印制板下流用户安装后质量、直接用户调试质量和产品应用质量三方面钻研印制板的靠得住性,从而表征出印制板加工质量的好坏并供给临盆高靠得住性印制板的基础道路。

1 印制板的靠得住性阐发

1.1 印制板安装后的质量表征

印制板安装后,其质量的短长直接的反应是:

目测印制板表不雅是否呈现起泡、白斑、翘曲等征象。

此中最令人关注的是冒泡即业内人士称之“爆板或分层”,靠得住性高的印制板安装后不应呈现“起泡”缺陷。为了获取高靠得住性的印制板,则必须从以下几个方面入手。

1.1.1 印制板材料的选择

同一类型的印制板基材,不合的临盆厂家,其机能差异较大年夜,不合类型的印制板基材其机能差异就更大年夜。印制板加工选择基材时既要斟酌材料的耐热机能又要斟酌材料的电气机能,就安装而言,我们更多斟酌材料的耐热机能。材料的耐热机能一样平常以玻璃转化温度(Tg)和热分化温度(Td)作参考。今朝,印制板安装按元器件的焊点成份(有铅、无铅)分为有铅、无铅、混杂安装,响应回流焊峰值温度为215 ℃、250 ℃、225 ℃。是以,针对不合的安装要领,印制板材料应该区分选择。对无铅焊接,选用Tg高于170 ℃的板材;对付混装焊接,选用Tg高于150 ℃的板材。

对付有铅焊接,所有材料均适用,但平日选用Tg高于130 ℃的板材。除了斟酌Tg外,一样平常还要关注厂家品牌和型号,今朝,机能较稳定常用板材有Tuc 、IsoIa、Hitachi、 Neleo等。

1.1.2 临盆历程的节制

印制板出厂前都要抽样进行交收态和热应力实验,其目的便是要包管安装不分层等。只管交收态和热应力实验完全合格的产品不能包管安装完好陷,但交收态出缺陷的产品安装时肯定存在隐患。是以,交收态和热应力试验是安装质量的前期预报。这样,交收态和热应力合格是印制板交付的需要前提。为此,在印制板的加工历程中该当关注以下几个方面,以确保交收态和热应力试验合格,提升安装后的质量。

1.1.2.1 明确印制板的加工要求

印制板的层数、厚度、BGA的节距(或孔壁间的最小中间距),导体铜厚等影响印制板热应力试验结果。层数跨越1凯发k8上ag85856平台2层,厚度大年夜于3.0 mm的板,因为Z轴胀缩值大年夜,轻易在热应力后孕育发生微裂,孕育发生孔壁缺陷。

BGA节距小凯发k8上ag85856平台于0.8 mm或孔壁中间距小于0.5 mm,因为热容大年夜,安装时受热集中,轻易引起介质层分层。是以,对付这类印制板加工应选择Tg大年夜于170 ℃的基材。

导体厚度大年夜于35 m,热容大年夜,树脂流动阻力大年夜,层压时只管即便使用多张高流动度的半固化片。孔径小于0.3 mm的印制板,钻孔的质量直接影响孔化孔壁质量,应严格节制钻孔参数,确保孔壁洁净、平整、撕裂小。

1.1.2.2 精细化的工艺节制

交收态和热应力实验呈现分层,究其缘故原由主如果内层导体氧化处置惩罚质量缺陷造成铜与半固化片结协力差或者半固化片传染或吸潮所致。氧化处置惩罚因材质不合其工艺也不尽凯发k8上ag85856平台相同,高Tg材料因质硬而脆,采纳绒状的棕氧化,而老例材料可能为晶状的黑氧化[2]当然,导体外面的粗拙度直接影响铜与半固化片的结协力。是以,不管何种氧化处置惩罚必须明确规定氧化的外面粗拙度。同时,在层压历程中,要只管即便避免材料的沾污和吸潮。为此,单片必须定量节制其烘烤前提,半固化片必须去潮,叠板中必须节制情况的清洁度和操作规范性。在层压工艺节制中,必须根据板类和板量确立有效的层压参数,确保树脂充分潮湿和流变速率,避免空洞的孕育发生。

1.2 印制板调试质量的表征

印制板调试质量短长主要依据调试结果是否顺利满意设计要求,而安装后印制板调试是否顺利,涉及印制板的加工质量,也是印制板靠得住性表征的一个紧张信息。一样平常地,调试顺利的板,其靠得住性就高;相反,调试不顺利的板,其靠得住性一定存在隐患,究其印制板的加工质量,主要涉及印制板的线、盘、介质层。

1.2.1 印制板导线对印制板质量的影响

跟着电子产品的精细化成长,伴随印制板加工工艺的赓续提升,印制板的导线不再是简单的旌旗灯号传输,而是辅以许多功能化的要求如阻抗线、等长线、电抗线等。是以,导线的缺陷如缺口、毛刺、外形拐角等对印制板机能的影响越来越显着(3),线宽10%的误差带来阻抗变更可能达20%,导线的缺口、毛刺使旌旗灯号的延迟可达0.1 ns,导线的外形差异孕育发生反射、噪声等滋扰影响旌旗灯号传输的完备性。可见,线的质量在印质板制作历程中不容漠视。这一方面必要严格的历程节制,另一方面必要高精度临盆设备和适当的工艺技巧(如半加成法和加成法),以确保线的精度满意设计要求。

1.2.2 印制板连接盘对印制板质量的影响

连接盘一样平常孔径大年夜,设计时斟酌了环宽的要求,质量可以包管,但过孔的质量却因厂家和工艺技巧的不合差异较大年夜。孔径大年夜于∮0.6 mm,采纳开窗涂覆Pb/Sn,问题发生的可能性不大年夜,但对小于∮0.3 mm的过孔,因为孔小钻孔参数节制不合、溶液互换不顺畅等身分,导致孔壁粗拙程度不一,撕裂的深浅不一,孔壁厚度和平均性不相同。只管即便后续采纳不合过孔覆凯发k8上ag85856平台涂工艺,如覆盖阻焊油墨以致塞孔,但因为塞孔对孔电阻影响不大年夜。是以,孔电阻差异依然存在。表1枚举了不合厂家∮0.25 mm孔电阻测试结果。

表1 孔电阻差异

孔电阻偏大年夜,影响电旌旗灯号传输质量,同时,也折射出孔壁存在不导电性杂质或空洞或裂纹。这样的孔,颠末高温冲击,一定孕育发生断裂或裂纹,酿成印制板的功能完全丢掉。是以,印制板的加工历程中,必须分外关注过孔的孔电阻值的大年夜小。

1.2.3 印制板的层对印制板质量的影响

印制板的层涉及印制板的加人为料和层间介质层的厚度及平均性,加人为料前面已经阐述,这时重点阐明介质层的厚度和平均性。

介质层的厚度影响印制板的层间绝缘性,其表征参数是击穿电压。击穿电压越高其绝缘性越好。不合领域应用的印制板其击穿电压可能要求不一样,但介质层薄,击穿电压肯定低,同样厚度的介质层,介质层中增强材料粗其击穿电压也低,是以,介质层厚度的节制以击穿电压为依据兼顾半固化片的类型。介质层厚度的平均性,影响旌旗灯号传输的稳定性。厚度误差10%,特点阻抗值误差可达20%。厚度平均性,一方面与材料的机能参数相关如凝胶光阴、树脂流动度等;另一方面与层压的工艺参数及设备的精度亲昵相关。是以,介质层厚度的平均性的节制需借助于高精度设备和优化的层压工艺参数进行节制。

1.3 印制板应用质量的表征

电子产品应用历程中机能是否稳定涉及印制板的应用质量。应用中常碰见印制板的缺陷有:离子迁移(CAF)和焊点质量(Joint)等。铜离子迁移系透过玻纤纱束或纱束与树脂之细缝,造成两导编制如(孔壁到孔壁)间呈现金属铜的迁移,其产活力理是:印制板通电后因为电位差,高压极(阳极)铜金属在水气中首先呈现腐蚀而氧化成铜Cu2+,于是铜离子会沿着通道渐渐向另一端低压极进行迁移,同时,低压端也会往阳极移动,于是两者在通道途中蒙受后即可还原出金属铜,形成两地间的连通即泄电短路,一旦呈现短路,电阻颇高的发烧将CAF烧断,尔后又开始新的CAF。这样周而复始发生,造成电子产品功能时无意偶尔无。如下图CAF发生的几种情形。

可见,孕育发生CAF必须具备下列五种前提:暴露的铜导体、水气、电解质、电位差和通道。前四项在电子产品的应用中弗成避免。通道是独一可节制孕育发生CAF的道路,而通道的形成主要与印制板的临盆历程中材料、钻孔、去沾污等身分相关。一样平常地来说材料的玻纤越细,树脂含量越高,韧性越好,钻孔撕裂的机率较低,是以,对付高密度的印制板或湿润情况中应用的印制板尽可能采纳细玻纤的材料。不合的材质的钻头,不合钻孔数量,不合的钻孔参数,钻孔时,钻头对增强材料的冲击不合,孔壁质量的差异较大年夜,对孔壁的损伤也不尽同等,芯吸程度不一。是以,为了杜绝通道的发生,该当严格节制钻孔质量,确保孔壁滑腻平整。去沾污主要目的是去除内层导体钻孔时吸附树脂,凯发k8上ag85856平台当然,也咬蚀孔壁绝缘层中的树脂,无意偶尔为了形成负凹蚀,孔壁绝缘层树脂以致咬蚀更多。这时,咬蚀量需严格节制。否则,极易形成“通道” 。

如下图树脂咬蚀过量情形。

印制板与元器件系经由过程焊接的焊点来连接,其焊点在电子产品应用中因情况的影响无意偶尔也会呈现非常环境。这主要与印制板外面涂覆工艺亲昵相关。今朝,印制板外面涂覆有:热风整平、镀锡、化学镍金、有机防氧化保护、化银等。热风整平或镀锡焊接时对形成Cu6Sn5IMC,经久应用不会发生变更,焊点牢靠,其靠得住性高;化学镍金因布线不平均性弗成避免孕育发生“氧化镍”黑垫,同时,焊接时形成Ni3Sn4 IMC ,又有金、磷的渗入,经久应用,焊点脆弱,靠得住性下降;OSP焊接结形成Cu6Sn5 IMC,而且没有其它金属(如Au、Ag)污染,强度较好,靠得住性高;浸银焊点形成Cu6SnIMC,强度好但不耐老化,而且因银的渗入焊点可能形成微空洞;浸锡焊点边形成Cu6Sn5,但浸锡层会徐徐被底铜所接受成为IMC,外不雅由亮白色转为灰白色焊点强度发生变更;电镀Ni-Au,虽然少了磷和黑垫的干拢,焊点强度高,但金的渗入也会徐徐影响焊点的质量。是以,印制板外面涂覆的选择,影响着焊点的质量,涉及电子产品的应用效果。是以,在高靠得住性产品设计时,印制板外面涂覆优选热风整平或OSP。

2 结论

(1)印制板靠得住性可以从安装后质量、调试质量、应用质量等三方面给予表征;(2)安装质量涉及材料的选择和历程节制。(3)调试质量主要与印制板基础要素精度节制亲昵相关;(4)应用质量与情况和外面涂覆选择有关。

责任编辑;zl

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