Viacvrstvové PCB, ako hlavný nosič pre miniaturizáciu a vysoký výkon elektronických zariadení, majú zložité štruktúry a početné výrobné procesy. Počas výroby, montáže a používania sú náchylné na bežné problémy, ako sú otvorené obvody, skraty a detonácia dosky, ktoré priamo ovplyvňujú stabilitu a životnosť produktu. Nižšie sa budeme venovať týmto trom-problémom s vysokou frekvenciou, rozoberieme ich príčiny a poskytneme praktické riešenia na základe skutočných-scenárov aplikácií. Tieto riešenia nevyžadujú žiadne zložité parametre, pričom sa zameriavajú na praktickosť, aby sa zabránilo súvisiacim rizikám.
Problém s otvoreným obvodom viacvrstvovej dosky plošných spojov: Príčiny a riešenia
Otvorené obvody sú jednou z najbežnejších porúch viacvrstvových dosiek plošných spojov, ktoré sa prejavujú ako prerušované čiary a neschopnosť normálneho prenosu signálov. Často sa vyskytujú na spojeniach medzi vrstvami a na spojoch podložiek a stôp, nielenže ovplyvňujú normálnu prevádzku zariadenia, ale tiež potenciálne poškodzujú komponenty jadra. Príčiny sa sústreďujú najmä do troch etáp: výroba, montáž a používanie. Zodpovedajúce riešenia sú nasledovné:
Hlavné príčiny:Vo výrobnej fáze môžu nesprávne laminovacie procesy, nesprávne zarovnanie vŕtania a nadmerné leptanie viesť k porušeniu medzivrstvových priechodov a odpojeným obvodom. Počas montáže môžu príliš vysoké teploty spájkovania, nedostatočné spájkovanie alebo vonkajšia sila dotýkajúca sa obvodu počas spájkovania spôsobiť odpojenie podložky a čiastočné prerušenie obvodu. Počas používania môžu-dlhodobé vibrácie zariadenia a nadmerná vlhkosť okolia viesť k oxidácii a starnutiu obvodu, čo v konečnom dôsledku spôsobí prerušenie obvodu.
Praktické riešenia:
1. Kontrola fázy výroby: Optimalizujte proces laminácie, aby ste zaistili pevné spojenie medzi vrstvami a zabránili poškodeniu priechodov v dôsledku nerovnomerných tlakových a teplotných výkyvov; prísne kontrolujte presnosť vŕtania, aby ste zabránili poškodeniu obvodu nesprávnym zarovnaním vŕtania; kontrolovať čas leptania a koncentráciu leptacieho roztoku, aby sa zabránilo nadmernému{1}}leptaniu obvodu.
2. Normy procesu montáže: Štandardizujte operácie spájkovania, kontrolujte teplotu a čas spájkovania, aby ste zabránili popáleniu obvodov a podložiek vysokou teplotou; zabezpečiť dostatočné množstvo spájky, aby bol zaručený úplný kontakt medzi plôškami a obvodmi/vývodmi komponentov; vyhnite sa vonkajšiemu silovému kontaktu s obvodmi počas spájkovania, aby ste predišli poškriabaniu alebo rozbitiu.
3. Ochrana pri používaní a údržbe: Zabráňte dlhodobému vystaveniu zariadenia silnému vibračnému prostrediu; to možno zmierniť pridaním vyrovnávacích komponentov na zníženie vplyvu vibrácií na DPS; regulovať vlhkosť okolia, aby sa zabránilo oxidácii obvodov v dôsledku vlhkosti; pravidelne kontrolujte obvody plošných spojov, okamžite vyčistite povrchový prach a nečistoty a okamžite odstráňte akékoľvek známky oxidácie.
Problémy so skratom vo viacvrstvových PCB:Príčiny a riešenia Skraty sú fatálnou chybou vo viacvrstvových PCB, ktorá sa prejavuje ako neočakávaná kontinuita medzi susednými obvodmi alebo medzi vrstvami. To môže priamo zhorieť komponenty, spôsobiť poruchy zariadenia a v závažných prípadoch viesť k bezpečnostným rizikám. Príčiny často súvisia s kontamináciou, výrobnými chybami a chybami pri montáži. Riešenia sa zameriavajú na „prevenciu kontaminácie, kontrolu presnosti a štandardizáciu operácií“.
Hlavné príčiny
Počas výrobného procesu môže nedostatočná vzdialenosť medzi čiarami, neúplné leptanie zanechávajúce zvyšky spájky alebo nečistoty zostávajúce počas laminácie viesť ku skratom medzi vrstvami a čiarami. Počas montáže môže pretečenie spájky, zvyšky spájky alebo nesprávne zarovnané alebo prekrývajúce sa vodiče komponentov spôsobiť kontinuitu medzi susednými vedeniami. Počas používania môže skraty vyvolať aj nahromadenie prachu a oleja na povrchu PCB alebo vlhké prostredie spôsobujúce starnutie a poškodenie izolačnej vrstvy.
Praktické riešenia
1. Optimalizácia výrobného procesu: Navrhnite rozumné usporiadanie obvodu, aby ste zabezpečili, že rozostupy medzi susednými vedeniami budú spĺňať špecifikácie a vyhnú sa nedostatočným rozostupom vedúcim ku kontinuite; optimalizovať proces leptania, aby sa zabezpečilo dôkladné leptanie a odstránili zvyšky spájky a nečistoty; Pred lamináciou dôkladne očistite podklad, aby nečistoty neovplyvňovali izolačný výkon.
2. Kontrola procesu montáže: Štandardizujte operácie spájkovania, kontrolujte množstvo spájky, aby ste zabránili pretečeniu spájky a prekrývaniu medzi susednými čiarami; vyčistite zvyšky spájky ihneď po spájkovaní, aby ste predišli skratom spôsobeným zvyškami spájky; počas montáže skontrolujte polohu vývodov komponentov, aby ste predišli nesprávnemu zarovnaniu alebo prekrytiu vedúcemu ku kontinuite.
3. Používanie a údržba Čistenie: Pravidelne čistite povrch PCB, aby ste odstránili prach, olej a iné nečistoty, aby ste predišli skratom spôsobeným vodivými nečistotami; vyhýbajte sa dlhodobému vystaveniu dosky plošných spojov vlhkému a-prostrediu s vysokou teplotou, aby ste predišli starnutiu a poškodeniu izolačnej vrstvy; v oblastiach náchylných na skraty nainštalujte izolačné ochranné manžety alebo nátery.
Problém s viacvrstvovou delamináciou PCB:
Príčiny a riešenia Delaminácia alebo praskanie substrátu PCB sa často vyskytuje na laminovacích rozhraniach alebo okolo priechodov. Prejavuje sa ako vydutie a delaminácia na povrchu substrátu a v závažných prípadoch môže viesť k prerušeniu obvodu. Súvisí to najmä so zmenami teploty, procesnými chybami a vonkajšími vplyvmi. Riešenia sa zameriavajú na „kontrolu teploty, silné spojenie a prevenciu nárazov“.
Hlavné príčiny Počas výrobného procesu vedie nesprávna regulácia teploty a tlaku laminácie k uvoľnenému spoju medzi vrstvami, čo vedie k vzduchovým bublinám alebo dutinám; nesprávny výber materiálu substrátu s nedostatočnou tepelnou odolnosťou; a neschopnosť rýchlo odstrániť otrepy po vŕtaní, čo vedie ku koncentrácii napätia. Počas montáže alebo používania môžu nadmerne vysoké teploty spájkovania a drastické zmeny teploty spôsobiť nekonzistentnú tepelnú rozťažnosť a kontrakciu vrstiev substrátu, čo spôsobí vnútorné napätie. Vonkajšie vplyvy a tlaky môžu priamo viesť k praskaniu a delaminácii podkladu.
Praktické riešenia
1. Kontrola výrobného procesu: Optimalizujte proces laminácie, presne kontrolujte teplotu, tlak a čas laminácie, aby ste zabezpečili pevné spojenie medzi vrstvami, bez vzduchových bublín a dutín; vyberte podkladové materiály s vhodnou tepelnou odolnosťou podľa aplikačného scenára, aby ste zabránili výbuchu dosky v dôsledku nedostatočnej tepelnej odolnosti materiálu; po vŕtaní okamžite očistite otrepy, aby ste znížili koncentráciu napätia.
2. Štandardizácia procesu montáže: Prísne kontrolujte teplotu a čas spájkovania, aby ste predišli dlhodobému vystaveniu DPS vysokým teplotám a znížili tepelné namáhanie; Vyhnite sa drastickým zmenám teploty počas spájkovania a použite metódu postupného zahrievania a pomalého chladenia na zníženie tvorby vnútorného napätia.
3. Použitie a ochranné opatrenia: Vyhnite sa vonkajším nárazom a tlakom na DPS; prijať ochranné opatrenia počas prepravy a inštalácie a nainštalovať tlmiace a upevňovacie zariadenia; regulujte teplotu okolia zariadenia, aby ste predišli dlhodobému vystaveniu-vysokej teplote a častému striedaniu horúceho a studeného prostredia, čím sa zníži poškodenie spôsobené tepelnou rozťažnosťou a kontrakciou substrátu.
Problémy s otvorenými obvodmi, skratmi a prasknutím dosky vo viacvrstvových doskách plošných spojov v podstate súvisia s neštandardnými výrobnými procesmi, nesprávnymi montážnymi operáciami a nevhodným prostredím používania. Jadro prevencie spočíva v „prevencii pred udalosťou, kontrole počas udalosti a včasnej manipulácii po udalosti“: prísna kontrola detailov procesu počas výroby, aby sa znížili chyby; štandardizovať operácie počas montáže, aby sa predišlo ľudskej chybe; a zabezpečiť správnu ochranu a pravidelnú kontrolu a údržbu počas používania.
Prostredníctvom týchto cielených riešení možno účinne znížiť výskyt bežných problémov s viacvrstvovými doskami plošných spojov, čím sa zlepší stabilita produktu a životnosť. V praktických aplikáciách by sa preventívne opatrenia mali flexibilne upravovať podľa konkrétnych scenárov použitia, pričom by sa mala vyvážiť praktickosť a hospodárnosť, aby sa zabezpečilo, že viacvrstvové PCB budú plne plniť svoje základné funkcie.