EIPC技術快訊:PCB表面處理
EIPC Technical Snapshot: PCB Surface Finishes
EIPC的一次網絡研討會主題是PCB的表面涂飾,重點考慮耐腐蝕性和對高頻損耗。導致PCB表面腐蝕的污染物可能來自多種來源,如氯、氯氣或氯化鈉,如硫、二氧化硫或硫化氫以及二氧化氮,再加上高濕度來支持,不同的金屬層對各種腐蝕物的敏感性不同的。研究結果表明,沒有一種單一的表面涂飾能夠抵抗所有的腐蝕物。表面涂飾又有接合要求,包括多種焊接、不同金屬線鍵合、觸點接觸、壓接和粘合等。基于高速電路中鎳的導電性和鐵磁性較差,化學鍍鎳的表面涂飾不是理想選擇。目前可用的如化學鍍鈀浸金(EPIG)、化學鍍鈀自催化金(EPAG)和直接浸金(DIG),現有一種在銅上沉積一個專有的50 nm無氰金層作為屏障的無鎳方法。涂飾層的選擇應體現成本和應用需求之間的平衡。
(By Pete Starkey pcb007.com,2020/12/28,共4頁)
蝕刻效果說明
Etch Effects Explained
一般都認為PCB的銅導線橫截面是矩形,而減去法蝕刻形成的內層線路截面基本是梯形,下面(W1)大于上面(W2);對于外層線路由于有電鍍層就不一定是梯形了。蝕刻的效果可以用側蝕(undercut)、凹蝕(etch back)和蝕刻因子(etch factor)這幾個數據來表達。對于傳輸線阻抗在設計時是按矩形線路計算的,實際線路是梯形就會使阻抗變大,需要考慮其誤差。
(By Bill Hargin,PCD&F,2020/12,共5頁)
大批量生產的精確微切片
Accurate Micro sectioning for high Volume Production
PCB微切片顯示了一個選擇平面上微觀結構的橫截面圖。該測試樣本是特定設計的標準樣本,將其包含在每個PCB在制板中,可以在任何生產階段移除試樣進行橫截面切割。而試樣制作好壞會得出不同截面圖,會影響到判斷結果;研磨拋光應有四個步驟,研磨不當會損傷樣板。本文介紹一種半自動研磨拋光設備,可以精準裝載多個試樣,可縮短試樣加工時間,非常適合大量樣品的同時測試。
(By Tim Weber,PCD&F,2020/12,共5頁)
高可靠性第四代低溫焊錫合金
High-Reliability,Fourth-Generation Low Temperature Solder Alloys
低溫焊料因為較低的加工溫度可以使用更便宜的PCB和組件。第一代低溫焊料42 Sn 58 Bi合金在138 ℃下的熔點很有吸引力,但需要熱可靠性和機械可靠性相平衡。低溫焊料的性能取決于其多種添加劑的單獨作用和組合效應,經多次改進,第四代SnBi低溫焊料為含有56~58 wt.%Bi和約2 wt.%添加劑,在較低回流焊峰值溫度(165 ℃)下具有良好的焊點形成,與以前的SnBi和SAC305焊料進行了性能比較,綜合評價都有良好。
(By Morgana Ribas,Anil Kumar等,PCD&F 2020/12,共12頁)
航天應用中的高密度PCB技術評估
High-Density PCB Technology Assessment for Space Applications
歐洲航天局(ESA)正在進行HDI PCB評估。把HDI技術分為交錯微孔(基本類)和疊層微孔(復雜類),以聚酰亞胺(PI)為介質材料,基本類HDI層數不大于20,線寬/線距75 μm,埋孔孔徑/盤徑300 μm/600 μm;復雜類HDI層數不大于26,線寬/線距50 μm,埋孔孔徑/盤徑250 μm/550 μm。按照歐洲航天的HDI技術鑒定規范,進行試驗得出了不同基材的室溫到高溫的熱循環、高溫到低溫的熱循環、互連熱應力測試(IST)和導電陽極絲(CAF)測試的結果。
(By Maarten Cauwe,et al.SMT magazine,2020/12,共13頁)
了解材料與PCB制造工藝的相互作用
Understanding Material Interactions With PCB Fab Processes
對于PCB基材,設計師只考慮材料Dk和Df特性是不夠的,材料數據表上的Dk和Df值通常采用非電路測試方法生成,如果用電路形式評估相同的材料,則通常Dk和Df值會不同,因為電路上的傳播波可能會產生不同的影響。銅表面粗糙度指標,除了銅箔與基材的銅界面外,銅外表面粗糙度對電路性能也有影響。另外,加工中鍍銅厚度、最終涂飾層也會對電路特性產生重大影響。設計者了解材料特性、測試方法以及電路制造等影響,以確保新設計的電路最優化。
(By John Coonrod,PCB design,2020/12,共3頁)