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正在PCB设想是需求思索的七个题目

作者: 泉源: 日期:2017/11/22 15:57:24 人气:1116
跟着PCB行业的兴旺生长,愈来愈多的工程技术人员到场PCB的设想和制造中去,但因为PCB制造触及的范畴较多,且相称一部分PCB设想工程职员(Layout职员)没有处置或到场过PCB的消费制造历程,致使正在设想历程中着重思索电气机能及产物功用等方面的内容,但下流PCB加工厂正在接到定单,现实生产过程中,有许多题目因为设想没有思索形成产物加工难题,加工周期延伸或存在产物隐患,现就此类不利于加工消费的题目,深圳捷多邦科技有限公司的工程师做出以下几点剖析,供PCB设想和建造工程职员参考:
为便于表达,从开料、钻孔、线路、阻焊、字符、外面处置惩罚及成形七个方面剖析:
一、 开料重要思索板薄及铜薄题目:
板料厚度大于0.8MM的板,尺度系列为:1.0 1.2 1.6 2.0 3.2 MM,板料厚度小于0.8MM不算尺度系列,厚度能够凭据需求而定,但常常用到的厚度有:0.1 0.15 0.2 0.3 0.4 0.6MM,那此质料重要用于多层板的内层。
外层设计时板薄挑选注重,消费加工需求增添镀铜厚度、阻焊厚度、外面处置惩罚(喷锡,镀金等)厚度及字符、碳油等厚度,现实消费板金板将偏厚0.05-0.1MM,锡板将偏厚0.075-0.15MM.比方设计时制品要求板薄2.0 mm时,一般选用2.0mm板料开料时,考虑到板材公役及加工公役,制品板厚将到达2.1-2.3mm之间,若是设想一定要供制品板薄弗成大于2.0mm时,板材应挑选为1.9mm非通例板料建造,PCB加工厂需求从板材生产商暂时订购,交货周期就会变得很少。
内层建造时,能够经由过程半固化片(PP)的厚度及构造设置调解层压后的厚度,芯板的挑选局限可天真一些,比方制品板薄要求1.6mm,板材(芯板)的挑选能够是1.2MM也能够是1.0MM,只要层压出来的板薄掌握在一定范围内,便可知足制品板薄要求。
别的就是板薄公役题目,PCB设计人员正在思索产物装配公役的同时要思索PCB加工后板厚公役,影响制品公役重要是三个方面,板材来料公役、层压公役及外层加厚公役。现供应几种通例板材公役供参考:(0.8-1.0)±0.1 (1.2-1.6)±0.13 2.0±0.18 3.0±0.23 层压公役凭据差别层数及板薄,公役掌握正在±(0.05-0.1)MM 之间。特别是有板边沿连接器的板(如印制插头),需求凭据取连接器婚配的要求肯定板的厚度和公役。
外面铜薄题目,因为孔铜需求经由过程化学沉铜及电镀铜完成,若是不做特别处置惩罚,正在加厚孔铜时外面铜厚会跟着一同加厚。凭据IPC-A-600G尺度,最小铜镀层厚度,1、2级为20um ,3级为25um.因而正在线路板建造时,若是铜薄要求1OZ(最小30.9um)铜厚时,开料偶然会凭据线宽/线距挑选HOZ(最小15.4um)开料,撤除2-3um的许可公役,最小可达33.4um,若是挑选1OZ开料,制品铜厚最小将到达47.9um.别的铜薄盘算可顺次类推。
二、 钻孔重要思索孔径大小公役、钻孔的预大,孔到板边线边、非金属化孔的处置惩罚题目及定位孔的设想:
现在机器钻孔最小的加工钻嘴为0.2mm,但因为孔壁铜厚及保护层薄,消费时需求将设想孔径加大建造,喷锡板需求加大0.15mm 金板需求加大0.1mm,这里的要害问题是,若是孔径加大今后,此类孔到线路、铜皮的间隔是不是到达加工要求?正本设想的线路焊盘的焊环够不敷?比方,设计时过孔孔径为0.2mm,焊盘直径为0.35mm,实际盘算可知,焊环单边有0.075mm是完整能够加工的,但按锡板加大钻嘴后生产,便曾经没有焊环了。若是焊盘因为间距题目,CAM工程职员没法再加大的话,此板便没法加工消费。
孔径公役题目:目前国内钻机大部分钻孔公役掌握正在±0.05mm,再加上孔内镀层厚度的公役,金属化孔公役掌握正在±0.075mm,非金属化孔公役掌握正在±0.05mm.
别的轻易疏忽的一个问题是钻孔到多层板内层铜皮或线的断绝间隔,因为钻孔定位公役为±0.075mm,层压时内层压板后图形伸缩变形有±0.1mm的公役转变。因而设计时孔边到线或铜皮的间隔4层板包管正在0.15mm以上,6层或8层板包管正在0.2mm以上的断绝才可方便于消费。
非金属化孔建造常见有以下三种体式格局,干膜封孔或胶粒塞孔,使孔内镀上的铜由于无蚀阻珍爱,可正在蚀刻时撤除孔壁铜层。注重干膜封孔,孔径弗成大于6.0mm,胶粒塞孔弗成小于11.5mm.别的就是接纳二次钻孔建造非金属化孔。不管接纳何种体式格局建造,非金属化孔四周必需包管0.2mm范围内无铜皮。
定位孔的设想每每也是轻易疏忽的一个题目,线路板加工历程中,测试,形状冲板或电铣均需求运用大于1.5mm的孔做为板流动的定位孔。设计时需思索只管成三角形将孔散布于线路板三个角上。
三、 线路建造重要思索线路蚀刻形成的影响
因为侧蚀的影响,消费加工时思索铜薄及差别加工工艺,需求对线路停止肯定预粗,喷锡和沉金板HOZ铜通例赔偿0.025mm,1OZ铜薄通例赔偿0.05-0.075mm,线宽/线距消费加工才能通例0.075/0.075mm.因而正在设计时正在思索最线宽/线距布线时需求思索消费时的赔偿题目。
镀金板因为蚀刻后不需要退除线路上面的镀金层,线条宽度没有减小,因而不需要赔偿。但需注重因为侧蚀仍旧存在,因而金层上面铜皮线宽会小于金层线宽,若是铜薄过薄或蚀刻过量极易形成金里陷落,从而致使焊接不良的征象发作。
关于有特性阻抗要求的线路,其线宽/线距要求会越发严厉。
四、 阻焊建造对照贫苦的就是过电孔上的阻焊处置惩罚体式格局上面:
因为过电孔除导电功用中,许多PCB设想工程师会将它设想成装配元件后的制品在线测试点,以至极少数借设想成元件插件孔。通例过孔设计时为防备焊接时沾锡会设想成盖油,若是做测试点或插件孔则必需开窗。
但喷锡板过孔盖油极易形成孔内藏锡珠,因而相称局部产品设计成过孔塞油,为便于封装BGA位置也是按塞油处置惩罚。但当孔径大于0.6mm时,会增添塞油难度(塞不丰满),因而也有将喷锡板设想成开比孔径大单边0.065mm的半开窗情势,孔壁及孔边0.065mm范围内喷上锡。
五、 字符处置惩罚时重要思索字符上焊盘及相干符号的增加。
因为元件结构愈来愈稀,而且要思索字符印刷时弗成上焊盘,最少包管字符到焊盘正在0.15mm以上间隔,元件框和元件标记偶然基础没法完好散布正在线路板上,幸亏如今揭片大部分由机械完好,因而设计时若是着实没法调解,能够思索只印字符框,不印元件标记。
符号增加的内容常见有,供应商标识、UL论证标识、阻燃品级、防静电标记、消费周期,客户指定标识等等。必需弄清楚各标识的含义,最好留出并指定加放位置。
六、 PCB的外面涂(镀)层对设想的影响:
现在运用对照普遍的通例外面处置惩罚体式格局有 OSP 镀金 沉金 喷锡
我们能够从本钱、可焊性,耐磨性、耐氧化性和消费建造工艺差别,钻孔及线路修正等几个方面对照各自优缺点。
OSP工艺:本钱低,导电性和平整性较好,但耐氧化性差,不利于生存。钻孔赔偿通例按0.1mm建造,HOZ铜厚线宽赔偿0.025mm.考虑到极易氧化和感染尘土,OSP工序加工放正在成形洗濯今后完成,当单片尺寸小于80MM时须思索拼连片情势交货。
电镀镍金工艺:耐氧化性、耐磨性好,用于插头或打仗点时,金层厚度大于或即是1.3um,用于焊接的金层厚度通例正在0.05-0.1um,但相对可焊性较差。钻孔赔偿按0.1mm建造,线宽不做赔偿,注重铜薄1OZ以上建造金板时,外面金层下的铜层极易形成蚀刻过分而陷落形成可焊性的题目。镀金果需求电流辅佐,镀金工序设想正在蚀刻前,完好外面处置惩罚的同时也起到蚀阻的感化,蚀刻后削减了退除蚀阻的流程,那也是线宽不做赔偿的缘由。
化学镀镍金(沉金)工艺:耐氧化性、可悍性好,镀层平整普遍用于SMT板,钻孔赔偿按0.15mm建造,HOZ铜厚线宽赔偿0.025mm,由于沉金工序设想正在阻焊今后,蚀刻前需求运用蚀阻珍爱,蚀刻后需求退除蚀阻,因而线宽赔偿比镀金板多,因而正在阻焊后沉金,大部分线路有阻焊掩盖不需要沉金,相对大面积铜皮的板,沉金板斲丧的金盐量要显着低于镀金板。
喷锡板(63锡/37铅)工艺:耐氧化性、可悍性相对最好,平整度较差,钻孔赔偿按0.15mm建造,HOZ铜厚线宽赔偿0.025mm,工序取沉金基本同等,现在为最常见的一种外面处置惩罚体式格局。
因为欧盟提出ROHS指令,谢绝运用含有铅、汞、镉、六价铬、多溴二苯醚(PBDE)和多溴联苯(PBB)六种有害物质,外面处置惩罚推出了喷纯锡(锡铜<镍>)、喷纯锡(锡银铜)、沉银和沉锡等新工艺去替换喷铅锡工艺。
七、 拼板,形状建造也是设计时思索很易周全的题目:
拼板起首要思索便于加工,电铣形状工夫距要按一个铣刀直径(通例为1.6 1.2 1.0 0.8)去拼板,冲板形状时注重孔、线到板边的间隔是不是大于一个板薄,最小冲槽尺寸要大于0.8mm .若是接纳V-CUT贯穿连接时,靠板边线路和铜皮必需包管距V-CUT中央0.3mm.
其主要思索大料利用率的题目,因为大料购置的规格对照流动,常用板料规格有930X1245,1040X1245 1090X1245等几种规格,若是交货单位拼板不合理,极易形成板料的虚耗。
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