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二.
钻孔主要考虑孔径大小公差、钻孔的预大,孔到板边线边、非金属化孔的处理问题及定位孔的设计:
目前机械钻孔的加工钻嘴为0.2mm,但由于孔壁铜厚及保护层厚,生产时需要将设计孔径加大制作,喷锡板需要加大0.15mm
金板需要加大0.1mm,这里的关键问题是,如果孔径加大以后,此类孔到线路、铜皮的距离是否达到加工要求?本来设计的线路焊盘的焊环够不够?例如,设计时过孔孔径为0.2mm,焊盘直径为0.35mm,理论计算可知,焊环单边有0.075mm是完全可以加工的,但按锡板加大钻嘴后生产,就已经没有焊环了。如果焊盘由于间距问题,CAM工程人员无法再加大的话,此板就无法加工生产。
孔径公差问题:目前国内钻机大部分钻孔公差控制在±0.05mm,再加上孔内镀层厚度的公差,金属化孔公差控制在±0.075mm,非金属化孔公差控制在±0.05mm。
另外容易忽略的一个问题是钻孔到多层板内层铜皮或线的隔离距离,由于钻孔定位公差为±0.075mm,层压时内层压板后图形伸缩变形有±0.1mm的公差变化。因此设计时孔边到线或铜皮的距离4层板保证在0.15mm以上,6层或8层板保证在0.2mm以上的隔离才可方便于生产。
非金属化孔制作常见有以下三种方式,干膜封孔或胶粒塞孔,使孔内镀上的铜因为无蚀阻保护,可在蚀刻时除去孔壁铜层。注意干膜封孔,线路板电阻片,孔径不可大于6.0mm,胶粒塞孔不可小于11.5mm。另外就是采用二次钻孔制作非金属化孔。不管采取何种方式制作,非金属化孔周围必须保证0.2mm范围内无铜皮。
定位孔的设计往往也是容易忽略的一个问题,线路板加工过程中,测试,外形冲板或电铣均需要使用大于1.5mm的孔做为板固定的定位孔。设计时需考虑尽量成三角形将孔分布于线路板三个角上。
五. 字符处理时主要考虑字符上焊盘及相关标记的添加。
由于元件布局越来越密,并且要考虑字符印刷时不可上焊盘,至少保证字符到焊盘在0.15mm以上距离,元件框和元件符号有时根本无法完整分布在线路板上,节气门线路板,好在现在贴片大部分由机器完整,因此设计时如果实在无法调整,可以考虑只印字符框,不印元件符号。
标记添加的内容常见有,供应商标识、UL论证标识、阻燃等级、防静电标志、生产周期,客户指定标识等等。必须弄清楚各标识的含意,留出并指定加放位置。
六.
PCB的表面涂(镀)层对设计的影响:
目前应用比较广泛的常规表面处理方式有
OSP 镀金 沉金 喷锡
我们可以从成本、可焊性,耐磨性、耐氧化性和生产制作工艺不同,深圳线路板厂,钻孔及线路修改等几个方面比较各自优缺点。
OSP工艺:成本低,导电性和平整性较好,但耐氧化性差,不利于保存。钻孔补偿常规按0.1mm制作,HOZ铜厚线宽补偿0.025mm。考虑到极易氧化和沾染灰尘,OSP工序加工放在成形清洗以后完成,当单片尺寸小于80MM时须考虑拼连片形式交货。
电镀镍金工艺:耐氧化性、耐磨性好,用于插头或接触点时,金层厚度大于或等于1.3um,用于焊接的金层厚度常规在0.05-0.1um,但相对可焊性较差。钻孔补偿按0.1mm制作,线宽不做补偿,注意铜厚1OZ以上制作金板时,表面金层下的铜层极易造成蚀刻过度而塌陷造成可焊性的问题。镀金因需要电流辅助,镀金工序设计在蚀刻前,完整表面处理的同时也起到蚀阻的作用,蚀刻后减少了退除蚀阻的流程,这也是线宽不做补偿的原因。
化学镀镍金(沉金)工艺:耐氧化性、可悍性好,镀层平整广泛用于SMT板,吉林线路板,钻孔补偿按0.15mm制作,HOZ铜厚线宽补偿0.025mm,因为沉金工序设计在阻焊以后,蚀刻前需要使用蚀阻保护,蚀刻后需要退除蚀阻,因此线宽补偿比镀金板多,同时由于是在阻焊后沉金,大部分线路有阻焊覆盖不需要沉金,相对于大面积铜皮的板,沉金板消耗的金盐量要明显低于镀金板。
喷锡板(63锡/37铅)工艺:耐氧化性、可悍性相对,平整度较差,钻孔补偿按0.15mm制作,HOZ铜厚线宽补偿0.025mm,工序与沉金基本一致,目前为最常见的一种表面处理方式。
由于欧盟提出ROHS指令,拒绝使用含有铅、汞、镉、六价铬、多溴二苯醚(PBDE)和多溴联苯(PBB)六种有害物质,表面处理推出了喷纯锡(锡铜<镍>)、喷纯锡(锡银铜)、沉银和沉锡等新工艺来替代喷铅锡工艺。
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