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技術資料

電路板設計制造行業的這些話術!

Test Coupon: 俗稱阻抗條

  是用來以 TDR來測量所生產的 PCB 的特性阻抗是否滿足設計的要求,一般要控制的阻抗有單端線和差分對兩種情況,所以 test coupon 上的走線線寬和線距(有差分對時)要與所要控制的線一樣,最重要的是測量時接地點的位置。

金手指

  金手指是用來與連接器彈片之間的連接進行壓迫接觸而導電互連.之所以選擇金是因為它優越的導電性及抗氧化性.你電腦里頭的內存條或者顯卡版本那一排金燦燦的東西就是金手指了。

硬金,軟金

  電鍍軟金是以電鍍的方式析出鎳金在電路板上,它的厚度控制較具彈性。一般則用于COB(Chip On Board)上面打鋁線用,或是手機按鍵的接觸面,而用金手指或其它適配卡、內存所用的電鍍金多數為硬金,因為必須耐磨。

  硬金及軟金的區別,是最后鍍上去的這層金的成份,鍍金的時候可以選擇電鍍純金或是合金,因為純金的硬度比較軟,所以也就稱之為「軟金」。因為「金」可以和「鋁」形成良好的合金,所以COB在打鋁線的時候就會特別要求這層純金的厚度。 

通孔:Plating Through Hole 簡稱 PTH

  銅箔層彼此之間不能互通是因為每層銅箔之間都鋪上了一層絕緣層,所以他們之間需要靠導通孔(via)來進行訊號鏈接,因此就有了中文導通孔的稱號。

  通孔也是最簡單的一種孔,因為制作的時候只要使用鉆頭或激光直接把電路板做全鉆孔就可以了,費用也就相對較便宜。

盲孔:Blind Via Hole(BVH)

  將PCB的最外層電路與鄰近內層以電鍍孔連接,因為看不到對面,所以稱為「盲孔」。為了增加PCB電路層的空間利用,應運而生「盲孔」工藝。

  盲孔位于電路板的頂層和底層表面,具有一定的深度,用于表層線路同下面內層線路的連接,孔的深度一般有規定的比率(孔徑)。

埋孔:Buried Via Hole (BVH)

  埋孔,就是印制電路板(PCB)內部任意電路層間的連接,但沒有與外層導通,即沒有延伸到電路板表面的導通孔的意思。

  下邊來對比一下不同的PCB表面處理工藝的優缺點和適用場景。

裸銅板

·      優點:成本低、表面平整,焊接性良好(在沒有被氧化的情況下)。

·      缺點:容易受到酸及濕度影響,不能久放,拆封后需在2小時內用完,因為銅暴露在空氣中容易氧化;無法使用于雙面板,因為經過第一次回流焊后第二面就已經氧化了。如果有測試點,必須加印錫膏以防止氧化,否則后續將無法與探針接觸良好。 

噴錫板(HASL,Hot Air Solder Levelling,熱風整平)

·      優點:價格較低,焊接性能佳。

·      缺點:不適合用來焊接細間隙的引腳以及過小的元器件,因為噴錫板的表面平整度較差。在PCB加工中容易產生錫珠(solder bead),對細間隙引腳(fine pitch)元器件較易造成短路。使用于雙面SMT工藝時,因為第二面已經過了一次高溫回流焊,極容易發生噴錫重新熔融而產生錫珠或類似水珠受重力影響成滴落的球狀錫點,造成表面更不平整進而影響焊接問題。 

  噴錫工藝曾經在PCB表面處理工藝中處于主導地位。但噴錫工藝對于尺寸較大的元件和間距較大的導線而言,卻是極好的工藝。在密度較高的PCB中,噴錫工藝的平坦性將影響后續的組裝;故HDI板一般不采用噴錫工藝。隨著技術的進步,業界現在已經出現了適于組裝間距更小的QFP和BGA的噴錫工藝,但實際應用較少。

OSP(Organic Soldering Preservative,防氧化)

·      優點:具有裸銅板焊接的所有優點,過期(三個月)的板子也可以重新做表面處理,但通常以一次為限。

·      缺點:容易受到酸及濕度影響。使用于二次回流焊時,需在一定時間內完成,通常第二次回流焊的效果會比較差。存放時間如果超過三個月就必須重新表面處理。打開包裝后需在24小時內用完。 OSP為絕緣層,所以測試點必須加印錫膏以去除原來的OSP層才能接觸針點作電性測試。 

  OSP工藝可以用在低技術含量的PCB,也可以用在高技術含量的PCB上,如單面電視機用PCB、高密度芯片封裝用板。對于BGA方面,OSP應用也較多。PCB如果沒有表面連接功能性要求或者儲存期的限定,OSP工藝將是最理想的表面處理工藝。但OSP不適合用在少量多樣的產品上面,也不適合用在需求預估不準的產品上,如果公司內電路板的庫存經常超過六個月,真的不建議使用OSP表面處理的板子。

沉金(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold)

·      優點:不易氧化,可長時間存放,表面平整,適合用于焊接細間隙引腳以及焊點較小的元器件。有按鍵PCB板的首選??梢灾貜投啻芜^回流焊也不太會降低其可焊性??梢杂脕碜鳛镃OB(Chip On Board)打線的基材。

·      缺點:成本較高,焊接強度較差,因為使用無電鍍鎳制程,容易有黑盤的問題產生。鎳層會隨著時間氧化,長期的可靠性是個問題。 

  沉金工藝與OSP工藝不同,它主要用在表面有連接功能性要求和較長的儲存期的板子上,如按鍵觸點區、路由器殼體的邊緣連接區和芯片處理器彈性連接的電性接觸區。由于噴錫工藝的平坦性問題和OSP工藝助焊劑的清除問題。

沉銀(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold)

  沉銀比沉金便宜,如果PCB有連接功能性要求和需要降低成本,沉銀是一個好的選擇;加上沉銀良好的平坦度和接觸性,那就更應該選擇沉銀工藝。

沉錫(ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold)

  經常發現小伙伴們會對沉金和鍍金工藝傻傻搞不清楚,下邊來對比下沉金工藝和鍍金工藝的區別和適用場景

·      沉金與鍍金形成的晶體結構不一樣,沉金板較鍍金板更容易焊接,不會造成焊接不良;

·      沉金板只有焊盤上有鎳金,趨膚效應中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響;

·      沉金較鍍金晶體結構更致密,不易氧化;

·      沉金板只有焊盤上有鎳金,不會產生金絲造成微短;

·      沉金板只有焊盤上有鎳金,線路上阻焊與銅層結合更牢固;

·      沉金顯金黃色,較鍍金更黃也更好看;

·      沉金比鍍金軟,所以在耐磨性上不如鍍金,對于金手指板則鍍金效果會更好。

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