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工艺能力

磐信持续创新和提高电路板的生产设备和工艺技术,提高磐信的电路板加工和制作水平,来满足客户对高端技术产品的需求,比如要求高密度,高多层,更大的横纵比,更好的阻抗控制的产品。

工艺能力(通孔板)

项目20142015
最大层数32L40L
最大板厚7.0mm8.0mm
最大厚径比12:114:1
最大铜厚6OZ10OZ
最大工作板尺寸2000x610mm2000x610mm
最薄4层板0.38mm0.33mm
最小机械孔/焊盘0.20/0.40mm0.15/0.35mm
钻孔精度+/-0.05mm+/-0.025mm
PTH孔径公差+/-0.05mm+/-0.03mm
最小线宽/线距0.075/0.075mm0.065/0.065mm
表面处理ENIG/ OSP/ HASL/ Au Plating (soft/hard)/ Immersion Ag/ Immersion Tin/ Bright Tin Plating/Ag Plating/ Carbon Ink


工艺能力(HDI)

项目20142015
最小线宽/线距0.065/0.065mm0.05/0.05mm
关键线/公差0.075/15%0.065/15%
最小盲孔孔径0.10mm0.10mm
盲孔承接PAD尺寸0.25mm0.23mm
PTH & 盲孔大小0.20mm0.20mm
PTH PAD 尺寸0.375mm0.35mm
盲孔厚径比0.8:11:1
HDI 阶数2+N+23+N+3
最薄8层板厚度0.8mm0.8mm
最小焊盘单边开窗0.05mm0.038mm
最小绿油桥0.075mm0.065mm
最小CSP/BGA间距0.50/
阻抗控制公差%± 8± 5
表面处理ENIG/ OSP/ HASL/ Au Plating (soft/hard)/ Immersion Ag/ Immersion Tin/ Bright Tin Plating/Ag Plating/ Carbon Ink


工艺能力(FPC)

项目20142015
最大板尺寸1800*240mm2000*240 mm
最大层数810
最小线宽/线距 (1/4OZ)0.05mm0.04mm
最小线宽/线距 (1/3OZ)0.055mm0.05mm
最小线宽/线距 (1/2OZ)0.06mm0.055mm
最小过孔0.15mm0.15mm
最小过孔焊盘0.30mm0.25mm
最小激光孔0.10mm0.10mm
最小激光孔焊盘0.25mm0.25mm
覆盖膜对位公差0.20mm0.15mm
外型公差0.05mm0.05mm
最小冲槽孔宽度0.80mm0.60mm
Pitch公差± 0.05mm± 0.05mm
软硬结合(Yes/No)YesYes
Air Gap 能力(Yes/No)YesYes
表面处理ENIG/ OSP/ Au Plating (soft/hard)

 

不断更新的电路板生产设备以提升电路板加工的能力,不断采用业界先进的设备可以有效的提升电路板制作和加工的水平。电路板生产是一个包含机械加工,物理电镀,化学分析的多行业多学科交叉的电子基础行业,随着工艺的日趋成熟,设备也持续的升级中。以提升电路板制作的工艺能力。

全自动电镀设备确保电路板工艺稳定可靠

                                       图1:全自动电镀设备确保电路板工艺稳定可靠

 

 持续的电路板制作工艺的研究,提升我们的工艺水平能力。

高速电路板数控钻机保证电路板工艺精密

                                                 图2:高速电路板数控钻机保证电路板工艺精密

 

实时的质量检测监控电路板加工过程中的波动,保持电路板制作长久稳定。

实时生产过程显示及时发现电路板工艺问题

                                               图3:实时生产过程显示及时发现电路板工艺问题

电路板小知识问答(1):

问:如何做出电路板允收判断?

答:电路板允收性必须依据各单一电路板设计功能而定,产品生命周期中的功能表现应该是产品允收的最重要目标。一片电路板应该依据使用环境状态订定允收标准,并非所有产品都采取同样检验标准。

多数订定的允收检验特性,都是为了增加对电路板与材料的信心度而设。检验结果会用来评定质量等级,应该尽量避免过度严苛导致的不必要质量成本。如果检验工作涉及报废良品,可以想象一定会冲击到制造花费。

电路板被判定不符合允收规格,以职务功能而巨必须要经由产品质量检讨团队(Material Review Board )进行检讨。允收规格应该由各家电路板厂订定,它们是依据电路板所要面对的功能特性来设定。

IPC有建立一些相关允收指引,是依据产品使用领域、种类等因素将规格分为三个等级, 

它们的一般性定义如附表所示。

每一个产品群又可细分为三种允收类型,它们各是:

⑴达成目标规格⑵允收⑶运作不良

如果不需要如此仔细区分,则一般只分为达成目标规格与运作不良两型。这些特性的常 用参考标准,以IPC-A-600系列规范的目标规格与允收特性较具代表性。

 

电路板小知识问答(2):

问:要如何制作部分安装通孔零件的电路板?需要制作治具吗?如何作?
答:面对电子产品的零件密度提高,电路板组装的设计也必需要叠床架屋来配合演出,最典型的作法之一就是采用双面SMT与单面通孔零件的组装设计。解决这种结构的组装,半自动烙铁焊接、选择性焊锡填充当然是一种选择,某些状况下在电路板底部的特定区域进行遮蔽,这样也可以避开焊锡波的热与焊锡本身,这样就可以在不损及周边零件的状况下进行波焊。典型的波焊拖盘治具或遮蔽板治具如附图所示。

拖盘治具切割区域开口要够大才不会干扰焊锡波,同时可以确保良好底部焊锡区域获得良好覆盖。当需要焊接零件过份靠近拖盘治具,治具本身可能成为散热机构,这样会让接点无法获得足够的热而影响润湿。
拖盘治具一般是用耐高温的环氧树脂与玻纤复合材料所制作,在加工方面有一定的难度,目前已经有专业的厂商制作这类的波焊治具。拖盘治具的材料必须要与制程兼容,在制造前应该进行产品需求的检讨,包含电路板波焊时的固定结构在内。特定固定机构,也可以辅助固定连结器以及其它的未固定零件,这样可以避免在接触焊锡波时漂浮起来。对于波焊治具设计有一些通用的规则需要考虑^简单整理如后:
(1)复杂电路板组装,如果有BGA、细间距SMT零件板面,厚度过大可能就不适合波焊制程。因为厚而高密度的电路板组装,需要大的热量可能导致板上SMT零件再度回焊,或者毛细现象不足焊锡无法升商。
(2)治具要小心遮蔽金手指、安装压入适配零件的通孔、手工焊接区、手工组装区,金手指、压入适配孔一旦沾锡很难再进行清洁,这可以使用拖盘治具、聚酰亚胺胶带、可剥离止焊漆来保护这些区域,避免接触焊锡波。
(3)在电路板内部设计适当的热缓解孔,IPC有相关的设计建议尺寸`形状以及如何应用这些缓解热的结构特征。

 

电路板小知识问答(3):

问:电路板安装零件为何称为打件?有何特别之处?未来技术走向为何? 
答:电路板组装印刷锡膏后,会传送到下站进行零件抓取、贴片的步骤。虽然以往有许多不同的设备设计分类,但是由于零件逐渐小型化,许多传统的设计方式目前都已经不适合使用。
电路板上的被动元件数量庞大,因此安装零件的工作有相当比例是进行这些小零件安装。由于这类元件多数形状固定有一定的尺寸,因此可以用高速置放的设备进行安装,以往最典型的机械设计以连发炮式的零件安装机最受到业者亲睐,其典型结构如右图所示。

这种设备在载入零件的时候比较费事,但是一旦载入完毕所能发挥的产能取相当惊人,因为动作像将零件打在电路板上而被称为打件机(Chip Shooter),多年来这个工作就被称为打件。尽管目前多数的新设备已经不再使用这种工作模式,但是打件这个称呼仍然存在。
对于非常小而简单的颗粒零件如果继续使用打件机安装,高速移动的电路板很容易会将零件抛离异位,因此传统的打件机除了既有旧机种仍在运作外,多数的新零件组装设备都已经改为高速贴片设计。这种设备以抓取置放(Pick & Place )的方式往复运作,多头、高速对位的机构仍然能够符合大量生产的需求。典型的中型贴片设备如右图所示。

这类设备可以符合高速稳定的需求,目前多数都能操作0201甚至01005的被动元件,比较知名的厂牌如:Panasonic、」uki、Yamaha、Fuji等,欧美也有一些电路板厂商从事这方面的设备生产。而其供料匣的设计,可以让零件补充分离处理,对更换产品料号提升产出大有帮助。

 

电路板小知识问答(4):

问:电路板阵列构装焊接空洞问题如何产生?要如何改善?
答:电路板典型的BGA焊点空洞如左下图所示。会产生应力集中影响焊点的机械性能,让焊点强度、延展性、潜变、疲劳寿命都下降,也会造成局部过热从而降低焊点可靠性。

特定的研究针对锡膏中的助焊剂沸点与空洞比例进行研究,其溶剂沸点对空洞影响关系如右上图所示。

实验使用不同沸点黏性助焊剂和锡膏组成,图中显示随溶剂沸点降低空洞含量不断增高?斩葱纬汕魇瓶捎弥讣琉ざ扔胍绯鏊俾式馐,助焊剂越容易挥发残留助焊剂黏度越大,高黏度残留很难从焊料排出而包裹在内形成空洞。溶剂挥发对产生空洞的影响在于黏度变化大小而不是溶剂直接排放,溶剂挥发性越高助焊剂残留越容易包裹在内形成空洞。
回焊曲线对电路板BGA焊点空洞的影响如下图所示。峰温较低的回焊曲线比典型曲线空洞要少、,两种回焊曲线所产生空洞差异量随溶剂沸点的增高而明显减少,这种关系同样可以用黏度与助焊剂排出的关系来解释。

相较于典型曲线,使用峰温较低曲线溶剂挥发会比较慢,而剩下未挥发溶剂可以有效降低残留物黏度,进而使助焊剂从熔融焊料中排出,这样当然空洞就会少。随着溶剂沸点增加挥发会更加缓慢,同时残留在焊料中的溶剂含量减少,对回焊温度的敏感性也相对降低电路板在典型回焊曲线与空气环境下,空洞含量会随金属含量增加而增加。当焊粉氧化物增加会加剧助焊剂反应并增加排气量,助焊剂很难从密实的金属粉与高黏度金属盐中排除,这种推论也符合助焊剂溢出减缓的解释模式。同样体积焊粉数目的增加,代表着直径的
减小与表面积的增加,这也意味着锡膏的氧化物会随之增加。氧化物增加会增加更多排气机会并形成更高黏度的金属盐,这样就会有更多的机会产生空洞问题。
回焊中氧的存在会加重金属氧化程度也会导致电路板可焊性降低,当在某些稳定金属(如:Qj、Ni)上进行电路板焊接时这种现象尤其明显。如前所述由于在润湿不良的位置更容易包裹助焊剂,因此更容易产生空洞的问题。

 

电路板小知识问答(5):

问:温时曲线高、低、峰温对电路板回焊效果有何影响?
答:电路板回焊温时曲线的峰温,通常决定于焊料的熔点温度及组装零件所能承受的温度。因为实务上的差异,锡膏融熔结合所需要的时间,比实际润湿平衡测试所显示的时间要长。右图所示,为超过可承受温度产生的零件表面损伤。

操作的最低峰温应该比锡膏正常熔点温度要高出约25~30度,才能比较顺利的完成电路板焊接作业。如果在低于此温度下进行回焊,极有可能会造成冷焊与润湿不良。对于锡铅共融焊锡而言,建议的最低峰温值大约是210度以上。
理想的最低峰温大约是在235度,若超出此温度就可能必需要面对树脂电路板与塑胶零件的碳化、分层问题。另外还有可能产生形成过多的介金属化合物,这样将会增加焊点的脆性而可能损及信赖度。下图所示,为基材受热碳化的现象。

如果电路板焊垫上的金属处理层有可能被大量的融入焊料中,此时就应该要考虑到浸析的问题。浸析的程度是由峰温所决定,如果使用较低的峰温应该可以减少浸析的程度,另外缩短高于液相温度的时间也有减少浸析的效用。

 

电路板小知识问答(6):

问:电路板组装完成后应该进行何种检测?会面对甚么问题?如何进行故障分析? 
答:一般电路板组装完毕后的测试,会选择用线路内测试(ict)来验证产品的状况。在电路板焊接后进行线路内测试是为了确认产品的功能性,免洗制程如果存在过多的助焊剂残留物会阻碍探针的电气性接触,此时假性断路就会干扰测试的正常运作,如果助焊剂堆积在探针头处问题会更严重。
虽然增强探针压力可减低问题的程度,但是要确切降低假断路率,必需要进行持续的针头清洁工作。当然有部分的业者在使用助焊剂时就考虑到这种问题,因此这方面的现象发生比率比较低。
存在于SMT的潜在问题,可分为回焊前与回焊后两个阶段来讨论。所有的问题几乎都可以回溯到三种主要的因素:材料、制程、设计,当然还是有一些例外的状况,但是多数的问题几乎都可以经由这三个方向找到问题的方向。

回焊故障处理的第一步,是确认产生问题的根源,然后才进行调整校正产生的根源。但是某些时候产生的根源不在制造者可控制的范围内,这种状况 多数应该先确认问题,然后可以经过最佳化的调整降低问题的程度。
或许这种做法效果并不彻底,但是多数可以有效降低问题的伤害性,彻底改进要靠改善设计或从电路板厂家处着手。例如:焊垫尺寸设计不一致,会在一些电路板组装制程中产生颗粒电容的立碑效应就是一个例子。对于电子组装服务的契约商而言,要求电路板OEM厂商改变焊垫的设计并不成问题,但是可能会耗用比较多的时间。但是在改变削完全停止生产或退回成品未必恰当,对于贯际的生产运作也未必有利。
这种状况下问题仍然有解决的方法,经由控制焊料熔点的速度采用缓慢升温的温时曲线,有机会可以降低问题的程度。也可以采用调整材料的方法,采用不同的糊状区域合金锡膏来解决。这两种方法当然都没有考虑处理产生问题的根源,但暂时可以有效消除立碑效应的问题。
由于氧化的考虑,必须延长浸润区段的停留时间,这是由于空气中如果含氧可能造成的问题。但是如果在氮气保护下进行回焊操作,则在最佳化的回焊温时曲线时,就可以不必太在意氧化因素甚至可以忽略。
在气体流量方面,一些强制对流炉在电路板设计上采用很高的气流量来增加传热效率,这经常会加重氧化的程度而导致润湿不良与锡球的问题。但是如果气流量不能减少,也可以经由缩短回焊温时曲线的加热时间来减少这些现象的发生。

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