线路板打样小批量生产厂商
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面议
能够应用和生产,继而成为一个正式的有效的产品才是PCB layout终目的,layout的工作才算告一个段落。
那么在layout的时候,应该注意哪些常规的要点,才能使自己画的文件有效符合一般PCB加工厂规则,不至于给企业造成不必要的额外支出?
文章为大家总结了PCB layout一般要遵行的七大规则:
一
外层线路设计规则:
(1)焊环(Ring环):PTH(镀铜孔)孔的焊环比钻孔单边大8mil,也就是直径必需比钻孔大16mil.Via孔的焊环比钻孔单边大8mil,直径必需比钻孔大16mil.总之不管是通孔PAD还是Via,设置内径大于12mil,外径大于28mil,这点很重要!
(2)线宽、线距大于等于4mil,孔与孔之间的距离不要小于8mil。
(3)外层的蚀刻字线宽大于等于10mil.注意是蚀刻字而不是丝印。
(4)线路层设计有网格的板子(铺铜铺成网格状的),网格空处矩形大于等于10*10mil,就是在铺铜设置时line spacing不要小于10mil。
网格线宽大于等于8mil.在铺设大面积的铜皮时,很多资料都建议将其设置成网状。
但是一些攻城狮认为在散热方面不能以网格铺铜的优点以偏概全,应考虑到局部受热而会导致PCB变形的情况下,以损耗散热效果而保全PCB完整性为条件应采用网格铺铜。
这种铺铜相对铺实铜的好处就是:板面温度虽有一定提高,但还在商业或工业标准的范围之内,对元器件损害有限。
但是如果PCB板弯曲带来的直接后果就是出现虚焊点,可能会直接导致线路出故障,相比较的结果就是采用以损害小为优,真正的散热效果还是应该以实铜佳。
在实际应用中中间层铺铜基本上很少有网格状的,就是因温度引起的受力不均情况不象表层那么明显了,而基本采用散热效果更好的实铜。
(5)NPTH孔与铜的距离大于等于20mil。
(6)锣板(铣刀)成型的板子,铜离成型线的距离大于等于16mil,所以在layout的时候,走线离边框的距离不要小于16mil。同理,开槽的时候,也要遵循与铜的距离大于等于16mil。
(7)模冲成型的板子,铜离成型线的距离大于等于20mil。如果你画的板子以后可能会大规模生产,为了节约费用,可能会要求开模的,所以在设计的时候一定要预见到。
(8)V-CUT(一般在Bottom Mask和Top Mask层画一根线,好标注一下此地要V-CUT)成型的板子,要根据板厚设计;
二
内层线路设计规则:
(1)焊环(Ring环):PTH孔的焊环比钻孔单边大8mil,也就是直径必需比钻孔大16mil.Via孔的焊环比钻孔单边大8mil,直径必需比钻孔大16mil.(2)线宽、线距大于等于4mil。
(3)内层的蚀刻字线宽大于等于10mil。
(4)NPTH孔与铜的距离大于等于20mil。
(5)锣板(铣刀)成型的板子,铜离成型线的距离大于等于30mil(一般40mil)。
(6)内层无焊环的PTH钻孔到铜箔的距离保持在至少10mil(四层板),六层板至少11mil。
(7)线宽小于等于6mil线,且焊盘中有钻孔时,线与焊盘之间加泪滴。
(8)两个大铜面之间的隔离区域为12mil以上。
(9)散热PAD(梅花焊盘),钻孔边缘到内圆的距离大于等于8mil(即Ring环),内圆到外圆的距离大于等于8mil,开口宽度大于等于8mil.一般有四个开口,至少要二个开口以上。
三
钻孔设计规则
(1)PCB板厂原则上把“8”字形的孔设计成槽孔(环形孔)。所以建议在layout的时候尽量做成环形的,实在没有这个功能,可以放N多个圈圈,尽量多的错位叠起。
这样后环形槽就不会出现“狗要齿”了,制板厂也不会因为你的槽孔而断了钻头!
(2)小机械钻孔孔径0.25mm(10mil),一般孔径设计大于等于0.3mm(12mil)。
比这小的话或者刚好0.25mm,制板厂的人肯定会找你的。为什么呢,?【可以在(5)找下你要的答案】
(3)小槽孔孔径0.25mm(10mil),一般孔径设计大于等于0.3mm(12mil)。【同(2)】
(4)一般惯例,只有机械钻孔单位为mm;其余单位为mil.本人画图的习惯是,除了做库因为要量尺寸用mm,其余都用mil为单位,mil的单位小,实在方便。
(5)激光钻孔(镭射)孔径一般为4mil(0.1mm)-8mil(0.2mm)。一般6层以上、又非常密集的板子,才会采用这种技术。
例如手机主板,当然价格肯定会提高一个N个等级了。
埋孔,顾名思义埋在板层中间不见天日的,仅作为导通用的。盲孔,一头露在外面一头躲在里面的,通常也只作为导通用的。
而激光(镭射)钻孔,穿透厚度小于等于4.5mil,而是打出来的是圆台孔。所以别想用激光钻孔(镭射)工艺来打通PAD,Via勉强用用就不错了。所以放置PAD时千万注意,别忘了0.25mm限制。
四
文字设计原则:
文字线宽6mil以上,文字字高32mil以上,文字线框的线宽6mil以上。
五
孔铜与面铜设计原则
(1)一般成品面铜1OZ(35um)的板子,孔铜0.7mil(18um)。
(2)一般成品面铜2OZ(70um)的板子,孔铜0.7mil(18um)-1.4mil(35um)。
六
防焊设计原则
(1)防焊比焊盘大3mil(clearance)。【很多软件是默认设置的,可以自己找找看!】
(2)防焊距离线路(铜皮)大于等于3mil。
(3)绿油桥≥4mil,即IC脚的防焊之间的空隙(dam)。
(4)BGA位开窗和盖线大于等于2mil,设计绿油桥,不足此间距则开天窗制作。
(5)金手指板的金手指部分防焊打开,包含假手指。
(8)防焊形式的文字线径≥8mi,字高≥32mil。
导电孔Via hole又名导通孔,为了达到客户要求,线路板导通孔一般需要塞孔,经过大量的实践,改变传统的铝片塞孔工艺,用白网完成线路板板面阻焊与塞孔。生产稳定,质量可靠。
Via hole导通孔起线路互相连结导通的作用,电子行业的发展,同时也促进PCB的发展,也对印制板制作工艺和表面贴装技术提出更高要求。Via hole塞孔工艺应运而生,同时应满足下列要求:
(一)导通孔内有铜即可,阻焊可塞可不塞;
(二)导通孔内有锡铅,有一定的厚度要求(4微米),不得有阻焊油墨入孔,造成孔内藏锡珠;
(三)导通孔有阻焊油墨塞孔,不透光,不得有锡圈,锡珠以及平整等要求。
随着电子产品向“轻、薄、短、小”方向发展,PCB也向高密度、高难度发展,因此出现大量SMT、BGA的PCB,而客户在贴装元器件时要求塞孔,主要有五个作用:
(一)防止PCB过波峰焊时锡从导通孔贯穿元件面造成短路;特别是我们把过孔放在BGA焊盘上时,就先做塞孔,再镀金处理,便于BGA的焊接。
(二)避免助焊剂残留在导通孔内;
(三)电子厂表面贴装以及元件装配完成后PCB在测试机上要吸真空形成负压才完成:(四)防止表面锡膏流入孔内造成虚焊,影响贴装;(五)防止过波峰焊时锡珠弹出,造成短路。
导电孔塞孔工艺的实现
对于表面贴装板,尤其是BGA及IC的贴装对导通孔塞孔要求平整,凸凹正负1mil,不得有导通孔边缘发红上锡;导通孔藏锡珠,为了达到客户的要求,导通孔塞孔工艺可谓五花八门,工艺流程特别长,过程控制难,时常有在热风整平及绿油耐焊锡实验时掉油;固化后爆油等问题发生。
现根据生产的实际条件,对PCB各种塞孔工艺进行归纳,在流程及优缺点作一些比较和阐述:注:热风整平的工作原理是利用热风将印制电路板表面及孔内多余焊料去掉,剩余焊料均匀覆在焊盘及无阻焊料线条及表面封装点上,是印制电路板表面处理的方式之一。
一 、热风整平后塞孔工艺
此工艺流程为:板面阻焊→HAL→塞孔→固化。采用非塞孔流程进行生产,热风整平后用铝片网版或者挡墨网来完成客户要求所有要塞的导通孔塞孔。塞孔油墨可用感光油墨或者热固性油墨,在湿膜颜色一致的情况下,塞孔油墨采用与板面相同油墨。此工艺流程能热风整平后导通孔不掉油,但是易造成塞孔油墨污染板面、不平整。客户在贴装时易造成虚焊(尤其BGA内)。所以许多客户不接受此方法。
二 、热风整平前塞孔工艺
2.1 用铝片塞孔、固化、磨板后进行图形转移
此工艺流程用数控钻床,钻出须塞孔的铝片,制成网版,进行塞孔,导通孔塞孔饱满,塞孔油墨塞孔油墨,也可用热固性油墨,其特点硬度大,树脂收缩变化小,与孔壁结合力好。工艺流程为:前处理→ 塞孔→磨板→图形转移→蚀刻→板面阻焊 。用此方法可以导通孔塞孔平整,热风整平不会有爆油、孔边掉油等质量问题,但此工艺要求性加厚铜,使此孔壁铜厚达到客户的标准,因此对整板镀铜要求很高,且对磨板机的性能也有很高的要求,确保铜面上的树脂等去掉,铜面干净,不被污染。许多PCB厂没有性加厚铜工艺,以及设备的性能达不到要求,造成此工艺在PCB厂使用不多。
2.2 用铝片塞孔后直接丝印板面阻焊
此工艺流程用数控钻床,钻出须塞孔的铝片,制成网版,安装在丝印机上进行塞孔,完成塞孔后停放不得超过30分钟,用36T丝网直接丝印板面阻焊,工艺流程为:前处理——塞孔——丝印——预烘——曝光一显影——固化 用此工艺能导通孔盖油好,塞孔平整,湿膜颜色一致,热风整平后能导通孔不上锡,孔内不藏锡珠,但容易造成固化后孔内油墨上焊盘,造成可焊性不良;热风整平后导通孔边缘起泡掉油,采用此工艺方法生产控制比较困难,须工艺工程人员采用特殊的流程及参数才能确保塞孔质量。
2.3 铝片塞孔、显影、预固化、磨板后进行板面阻焊
用数控钻床,钻出要求塞孔的铝片,制成网版,安装在移位丝印机上进行塞孔,塞孔饱满,两边为佳,再经过固化,磨板进行板面处理,其工艺流程为:前处理——塞孔一预烘——显影——预固化——板面阻焊由于此工艺采用塞孔固化能HAL后过孔不掉油、爆油,但HAL后,过孔藏锡珠和导通孔上锡难以完全解决,所以许多客户不接收。
2.4 板面阻焊与塞孔同时完成
此方法采用36T(43T)的丝网,安装在丝印机上,采用垫板或者钉床,在完成板面的同时,将所有的导通孔塞住,其工艺流程为:前处理--丝印--预烘--曝光--显影--固化此工艺流程时间短,设备的利用率高,能热风整平后过孔不掉油、导通孔不上锡,但是由于采用丝印进行塞孔,在过孔内存着大量空气,在固化时,空气膨胀,冲破阻焊膜,造成空洞,不平整,热风整平会有少量导通孔藏锡。目前,我公司经过大量的实验,选择不同型号的油墨及粘度,调整丝印的压力等,基本上解决了过孔空洞和不平整,已采用此工艺批量生产。
一、PCB高频板的定义
高频板是指电磁频率较高的特种线路板,用于高频率(频率大于300MHz或者波长小于1米)与微波(频率大于3GHZ或者波长小于0.1米)领域的PCB,是在微波基材覆铜板上利用普通刚性线路板制造方法的部分工序或者采用特殊处理方法而生产的电路板。一般来说,高频板可定义为频率在1GHz以上线路板。
随着科学技术的快速发展,越来越多的设备设计是在微波频段(>1GHz)甚至与毫米波领域(30GHz)以上的应用,这也意味着频率越来越高,对线路板的基材的要求也越来越高。比如说基板材料需要具有优良的电性能,良好的化学稳定性,随电源信号频率的增加在基材上的损失要求非常小,所以高频板材的重要性就凸现出来了。
二、PCB高频板应用领域
2.1 移动通讯产品,智能照明系统
2.2 功放、低噪声放大器等
2.3 功分器、耦和器、双工器、滤波器等无源器件
2.4 汽车防碰撞系统、卫星系统、无线电系统等领域,电子设备高频化是发展趋势。
三、高频板的分类
3.1粉末陶瓷填充热固性材料
A、生产厂家:
Rogers公司的4350B/4003C
Arlon公司的25N/25FR
Taconic公司的TLG系列
B、加工方法:
和环氧树脂/玻璃编织布(FR4)类似的加工流程,只是板材比较脆,容易断板,钻孔和锣板时钻咀和锣刀寿命要减少20%。
3.2 PTFE(聚四氟乙烯)材料
A:生产厂家
1 Rogers公司的RO3000系列、RT系列、TMM系列
2 Arlon公司的AD/AR系列、IsoClad系列、CuClad系列
3 Taconic公司的RF系列、TLX系列、TLY系列
4 泰兴微波的F4B、F4BM、F4BK、TP-2
B:加工方法
1.开料:保留保护膜开料,防止划伤、压痕
2.钻孔:
2.1用全新钻咀(标准130),一块一迭为佳,压脚压力为40psi
2.2铝片为盖板,然后用1mm密胺垫板,把PTFE板加紧
2.3钻后用风枪把孔内粉尘吹出
2.4用稳定的钻机,钻孔参数(基本上是孔越小,钻速要快,Chip load越小,回速越小)
3.孔处理
等离子处理或者钠萘活化处理利于孔金属化
4.PTH沉铜
4.1微蚀后(已微蚀率20微英寸控制),在PTH拉从除油缸开始进板
4.2如有需要,便过第二次PTH,只需从预计㓎缸开始进板
5.阻焊
5.1 前处理:采用酸性洗板,不能用机械磨板
5.2 前处理后焗板(90℃,30min),刷绿油固化
5.3 分三段焗板:一段80℃、100℃、150℃,时间各30min(如有发现基材面甩油,可以返工:把绿油洗掉,重新活化处理)
6.锣板
将白纸铺在PTFE板线路面,上下用厚度为1.0MM蚀刻去铜的FR-4基材板或者酚醛底板夹紧:如图:
锣板后板边毛边需要用手工细心修刮,严防损伤基材和铜面,再用相当尺寸无硫纸分隔,并目视检测,要减少毛刺,是锣板过程去肖效果要良好。
四、工艺流程
1.NPTH的PTFE板加工流程
开料-钻孔-干膜-检验-蚀刻-蚀检-阻焊-字符-喷锡-成型-测试-终检-包装-出货
2.PTH的PTFE板加工流程
开料-钻孔-孔处理(等离子处理或者钠萘活化处理)-沉铜-板电-干膜-检验-图电-蚀刻-蚀检-阻焊-字符-喷锡-成型-测试-终检-包装-出货
五、总结
高频板加工难点
1.沉铜:孔壁不易上铜
2.图转、蚀刻、线宽的线路缺口、沙孔的控制
3.绿油工序:绿油附着力、绿油起泡的控制
4.各工序出现严格控制板面刮伤,等