隨著電子電路的復雜性不斷增加,新興的新技術提高了這些產品的門檻。 PCB(印刷電路板)作為電子設備的組成部分,其參數也必須符合要求。因此,PCB 設計人員應該了解他們可以使用哪些解決方案,它們的優點和局限性是什么,以及如何最好地使用它們。
保存和保護
PCB通常在惡劣的環境條件下工作,這需要應用額外的涂層(即掩模)來保護產品免受環境因素的影響并提高其可靠性。有時為選定的 PCB 區域提供臨時保護就足夠了,例如僅在組裝階段,尤其適用于PCB線路板經過多次自動焊接循環之后。該區域由可剝離的面具保護。它是一種特殊涂層,其主要功能是保護 PCB(及其孔)中的選定區域免受焊接和直接作用。化學過程,例如在自動化 PCB 組裝過程中。它們在加工后可以很容易地去除,并且沒有殘留物。通過手動控制、鍵盤、液晶顯示器等組裝PCB,通過碳打印,可以提高焊盤的耐用性和導電性。涂層由經過絲網印刷和固化的導電石墨糊制成。一些設計人員將此解決方案用作沿PCB外側放置的附加且簡單的導體層。
PCB線路板中的一些過孔必須永久保護,免受環境影響。例如,在通孔正上方組裝元件時,這樣做是為了防止焊接、短路等,并且會造成污染物或焊料進入的危險。這個問題在 BGA 電路中非常關鍵。設計人員目前可能使用多種方法來覆蓋或填充通孔。正確的方法取決于必須避免的風險類型。最簡單的解決方案是覆蓋過孔,阻焊層將覆蓋它們。但是,這并不能保證正確填充。它只覆蓋環和內壁。這提供了基本級別的保護,主要在焊接期間有效,因為焊料不能潤濕通孔。更先進的方法包括使用在制造過程中固化的特殊填充化合物來構建塞孔,然后使用覆蓋層作為掩膜層。此過程可保護通孔免受上述所有危害。
微孔壓合工藝
PCB 日益復雜,迫使人們使用可確保增加 PCB 面積利用率的技術,例如直徑為 0.15 毫米或更小的微孔。盲孔和埋孔也可以用作微孔。這些過孔的主要優點是它們可以在不增加層數或增加 PCB 尺寸的情況下增加互連密度。由于設計設備所需的 EMC,有時需要這種封裝密度。
電子設備通常具有提供與其他設備模塊的電氣連接并允許快速更換模塊(例如,出于維護原因)的連接器。如果連接器的耐熱性差,則不能焊接。它們是通過壓裝過程組裝的。該過程涉及通過將連接器壓入專用通孔中來安裝連接器,這些通孔的直徑公差減小(標準值為±0.05 mm)。壓配工藝不需要特定的設計方法;盡管如此,設計工程師應確保 PCB 制造商確切知道哪些孔必須專用于壓裝裝配。
加工
FR4層壓板的非標準加工方法之一是z布線,即將特定層壓板區域銑削到指定深度。 Z 形接線允許組裝非典型高部件、沉頭螺釘的沉孔或將 PCB 安裝在非標準(低)外殼中。在訂購需要 Z 線布線的 PCB 時,必須向 PCB制造商提供明確指定的層壓板加工表面和深度。請注意,z 路徑有其自身的加工公差,這通常與傳統銑削相似。默認情況下,Techno-Service 使用±50μm 的容差。
另一種非標加工方法是對PCB的邊緣進行金屬化。與通孔類似,邊緣可以電鍍形成永久可靠的導電層。該解決方案主要用于提高電子設備的EMC。該工藝還用于在主PCB和非標準組件(例如,更高版本)或其他PCB(無法通過標準工藝組裝)之間構建適配器。在這種情況下,電鍍邊緣被制成為下游組裝保留的半孔。此過程的另一個應用是其自定義邊緣連接的能力。
依靠品質提供可靠的PCB
許多電子設備必須提供高可靠性。這些要求轉化為高質量的應用組件、組件和 PCB。在這種情況下,質量由各種行業標準定義,其中最相關的是 IPC 標準系列(A-600、6010、6012、6013 等)。這些文件提供了 PCB 的標準化和公認標準。這些標準將PCB分為性能(制造)質量類別,考慮了許多參數:最小孔鍍層厚度、最小導體寬度、尺寸公差等。大多數PCB制造商將IPC類PCB制定為二級標準。PCB制造商很少有包括技術服務,提供更高性能和質量的PCB:III類。如果設計師需要這樣的PCB,需要在采購訂單中注明。
PCB的質量也可以通過UL證書來證明,該證書聲明了成品PCB及其材料的不燃等級。最高不燃等級為94V-0,這意味著從火中取出的試樣會在10秒內自動熄滅,滴下的熔料不會燃燒。
由于話題廣泛,本文僅介紹市場上最常見的非標技術,以及對PCB質量的基本介紹。雖然使用非標準技術可能會增加PCB的成本,但通常可以避免成品設備的組裝困難和操作問題。如果您想要高質量的 PCB,最好選擇具有此處討論的技術和質量參數的制造商。與PCB廠商的合作,尤其是在其豐富經驗的支持下,無疑會避免很多設計錯誤,從而節省時間和金錢。此外,設計者還應充分了解所選供應商的加工能力,跟蹤其范圍內的所有變化,同時在需要時提出更多加工方案。