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印刷電路板的制造

基板壹般以基板的絕緣部分來分類,常見的原料有電木、玻璃纖維板和各種塑料板。PCB廠商壹般采用玻璃纖維、無紡布和樹脂組成的絕緣件,然後用環氧樹脂和銅箔壓制成“預浸料”。

Xgs遊戲機電路設計的常見基板和主要元件有:

FR-1 ──酚醛棉紙,俗稱膠木(比FR-2經濟)。

FR-2 ──酚醛棉紙,

FR-3 ──棉紙、環氧樹脂

FR-4 ──環氧樹脂玻璃纖維織物

FR-5 ──玻璃布與環氧樹脂

FR-6 &磨砂玻璃和聚酯

G-10 ──環氧樹脂玻璃布

CEM-1 ──棉紙和環氧樹脂(阻燃)

CEM-2 ──棉紙和環氧樹脂(非阻燃)

CEM-3 ──玻璃布和環氧樹脂

CEM-4 ──玻璃布和環氧樹脂

CEM-5 ──玻璃布和聚酯

氮化鋁

SiC-SiC金屬鍍層不僅是基板上的布線,也是基板的電路與電子元器件焊接的地方。另外,不同金屬的價格不同,直接影響生產成本。另外,每種金屬的可焊性、接觸性、電阻等都不壹樣,也會直接影響到元器件的性能。

常用的金屬鍍層有:銅、錫(通常厚度為5至15μm)、鉛錫合金(或錫銅合金,即焊料,厚度為5至25μm,錫含量約為63%)、金(通常只鍍在界面上)和銀(通常只鍍在界面上,或整體含銀的合金)。根據技術的不同,可以分為消元和加法兩大類。

減法

減色法是用化學藥品或機械將壹塊空白電路板(即覆蓋有壹整塊金屬箔的電路板)上不需要的部分去掉,剩下的就是方便需要的電路。

絲網印刷:將預先設計好的電路圖做成絲網掩模,絲網上不需要的電路部分會被蠟或不透水的材料覆蓋,然後將絲網掩模放在空白電路板上,在絲網上塗上不會腐蝕的保護劑,將電路板放入腐蝕液中,未被保護劑覆蓋的部分會被腐蝕掉,最後清洗保護劑。

感光板:把預先設計好的電路圖做在透明的薄膜掩膜上(最簡單的方法是用打印機把幻燈片打印出來),然後把需要的部分打印成不透明的顏色,然後在空白的電路板上塗上感光顏料,把準備好的薄膜掩膜放在電路板上用強光照射幾分鐘,去掉掩膜用顯影液把圖案顯示在電路板上,最後像絲網印刷壹樣腐蝕電路。

雕刻:使用銑床或激光雕刻機直接去除空白電路上不需要的部分。

加法過程

在加成工藝中,常見的是用光刻膠(D/F)預先覆蓋壹層薄銅的基板,用紫外光曝光後顯影,露出需要的地方,然後用電鍍將電路板上正式電路的銅厚度加厚到需要的規格,再塗上壹層金屬薄錫,最後去除光刻膠(這個過程叫剝離),再蝕刻掉光刻膠下的銅箔層。

層壓方法

層壓法是制作多層印刷電路板的方法之壹。內層做好之後再包外層,然後用減法或加法工藝加工外層。當使用順序層壓方法時,重復層壓方法的操作,可以獲得多層印刷電路板。

1.內層制造

2.疊層針織(即粘合不同層的動作)

3.層壓完成(減去金屬箔膜的外層;加法過程)

鉆孔

面板法

1.整板電鍍

2.在要保留表面的地方添加抗蝕劑(防止被蝕刻)。

蝕刻

4.移除阻擋層

模式方法

1.在不保留曲面的地方添加壹個阻擋層。

2.將要求的表面電鍍到壹定厚度。

3.移除阻擋層

4.蝕刻直到不需要的金屬箔膜消失。

完全加成過程

1.在不需要導體的地方增加阻擋層。

2.電路由化學鍍銅組成。

添加過程的壹部分

1.用化學鍍銅覆蓋整個PCB。

2.在不需要導體的地方加壹個阻擋層。

3.電鍍銅

4.移除阻擋層

5.蝕刻直到阻擋層下沒有電解銅消失。

ALIVH

Alivh(任意層間歇通孔,任意層IVA)是松下電器開發的加層技術。這是基於芳綸纖維布。

1.將纖維布浸泡在環氧樹脂中成為“預浸料”。

2.激光鉆孔

3.用導電膠填滿這個洞。

4.在外層貼上銅箔

5.通過蝕刻在銅箔上制作電路圖案。

6.將第二步後的半成品貼在銅箔上。

第七步:組合編織

8.重復步驟5至7,直到完成。

B2it

B2it(掩埋凸點互連技術)是東芝開發的加層技術。

1.首先做壹個雙面板或者多層板。

2.在銅箔上印刷錐形銀漿

3.將粘合片放在銀漿上,使銀漿流過粘合片。

4.將上壹步的粘合片粘在第壹步的板上。

5.通過蝕刻將粘合片的銅箔制成電路圖案。

6.重復步驟2-4,直到更密集的PCB、更高的總線速度和模擬RF電路都對測試提出了前所未有的挑戰。在這種環境下的功能測試需要仔細的設計、深思熟慮的測試方法和適當的工具來提供可信的測試結果。

在和夾具供應商打交道的時候,要把這些問題記在心裏,想想產品會在哪裏制造,這是很多測試工程師會忽略的地方。例如,讓我們假設測試工程師在加利福尼亞,但是產品是在泰國制造的。測試工程師會認為產品需要昂貴的自動夾具,因為加州的工廠很貴,需要的測試人員越少越好,使用自動夾具減少高科技高薪操作人員的雇傭。但在泰國,這兩個問題都不存在,所以人工解決這些問題更便宜,因為這裏的人力成本很低,地價也很便宜,大工廠不是問題。所以有時候壹流的設備在壹些國家可能不受歡迎。

工程水平

在高密度UUT中,如果需要校準或診斷,很可能需要人工探查。這是因為針床接觸有限,測試速度更快(用探針測試UUT可以快速收集數據,而不是將信息反饋給邊緣連接器),所以需要操作人員探索UUT上的測試點。無論在哪裏,都要確保考點標註清楚。

探頭類型和普通操作人員還應註意以下問題:

探針是否大於測試點?探針是否有短路幾個測試點並損壞UUT的危險?對操作人員是否有觸電危險?

每個操作人員能否快速找出測試點並進行檢查?考點大嗎,容易識別嗎?

操作員將探針壓在測試點上需要多長時間才能得到準確的讀數?如果時間過長,在小的測試區域會有壹些麻煩,比如操作者的手會因為測試時間過長而打滑,建議擴大測試區域來避免這個問題。

考慮上述問題後,測試工程師應重新評估測試探頭的類型,修改測試文檔以更好地確定測試點的位置,甚至改變對操作人員的要求。

自動檢測

在某些情況下,將需要自動探測,例如,當人工探測PCB很困難時,或由於操作人員的技術水平而大大降低測試速度時,則應考慮自動方法。

自動檢測可以消除人為誤差,減少幾個測試點短路的可能性,加快測試操作。但是,我們應該知道,自動探測可能存在壹些限制,這些限制根據供應商的設計而有所不同,包括:

UUT的面積

同步探測器的數量

兩個考點有多近?

測試探頭的定位精度

系統能探測到兩邊的UUT嗎?

探頭移動到下壹個測試點的速度有多快?

探頭系統要求的實際間距是多少?壹般來說比離線功能測試系統大。

自動檢測通常不使用針床夾具接觸其他測試點,壹般比生產線慢,所以可能需要走兩步:如果檢測儀只用於診斷,可以考慮在生產線上使用傳統的功能測試系統,檢測儀可以放在生產線旁邊作為診斷系統;如果探測器的目的是UUT校準,那麽唯壹真正的解決方案是使用多個系統,這比手動操作要快得多。

如何融入生產線也是必須研究的關鍵問題。生產線上有空間嗎?系統可以連接到傳送帶上嗎?幸運的是,許多新的檢測系統都兼容SMEMA標準,因此它們可以在在線環境中工作。

邊界掃描

這項技術應該早在產品設計階段就進行討論,因為它需要特殊的組件來執行這項任務。在以數字電路為主體的UUT,可以購買到支持IEEE1194(邊界掃描)的器件,這樣大部分診斷問題都可以在很少檢測或不檢測的情況下解決。邊界掃描會降低UUT的整體功能,因為它會增加每個兼容器件的面積(每個芯片4 ~ 5個管腳和壹些線),所以選擇這種技術的原則是成本要提高診斷結果。應該記住,邊界掃描可用於編程UUT上的閃存和PLD設備,這進壹步增加了選擇這種測試方法的理由。

如何應對壹個有限的設計?

如果UUT設計已經完成並最終確定,此時的選擇是有限的。當然,妳也可以要求在下壹次改版或者新產品中進行修改,但是流程改進總是需要壹些時間的,妳還是要應對目前的情況。

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