【正文】 39 / 39。 當(dāng)然，所有的印刷問題的仔細考慮有助于制造業(yè)者生產(chǎn)出高質(zhì)量的印刷線路板和改進整個印刷線路板裝配工藝。　　最后，適合的設(shè)備和受過良好訓(xùn)練、有經(jīng)驗的員工可以有效地面對模/鋼板和絲網(wǎng)印刷的挑戰(zhàn)。因此，最好的成本效率解決方法是開始就把事情做正確。針對這些使用無鉛材料的新器件來設(shè)計的新產(chǎn)品，返修能力將是一個重大的挑戰(zhàn)。并行處理能力是一個“具佳”情形，生產(chǎn)高質(zhì)量的板子但又不會有時間的損失?！　∈褂媚芴峁┎⑿刑幚砟芰Φ脑O(shè)備，可以在產(chǎn)出上得到許多優(yōu)勢。　　能夠以并行方式運行必要輔助功能的設(shè)備將優(yōu)化生產(chǎn)周期和產(chǎn)量。因為我們將實際的生產(chǎn)時間損失在需要但卻是“輔助”的功能上，盡管設(shè)備的循環(huán)時間已經(jīng)最快了，但我們?nèi)耘f不滿意。換句話說，當(dāng)設(shè)備在執(zhí)行它的輔助功能時，設(shè)備并沒有執(zhí)行它的基本功能，更確切地說，基本功能就是在PCB板上印刷焊膏。有了這一數(shù)據(jù)，下面的計算可以被使用來確定焊膏覆蓋的百分比：　　并行處理能力　　所有設(shè)備的功能特性都是被設(shè)計用來有效地完成工作的。大多數(shù)有效的2D檢查形式結(jié)合了灰度比較技術(shù)來判斷覆蓋在目標(biāo)PCB焊盤上的焊膏的覆蓋百分比?！　∫粋€你應(yīng)該認(rèn)識到的有趣的統(tǒng)計結(jié)果是，90%或更多的印刷缺陷和趨勢可以通過檢驗覆蓋在目標(biāo)焊盤上的焊膏量來進行鑒別?！　?D系統(tǒng)就是設(shè)計用來幫助你驗證錫膏的脫模率和覆蓋率是否滿足預(yù)先制定的基準(zhǔn)。如果你的工藝從不改變，你可能不需要一個檢查或者驗證系統(tǒng)。它們不是檢查系統(tǒng)也不能被用來替代檢查系統(tǒng)。 (一個差的,利用DIP器件進行設(shè)置的例子)　　這個設(shè)置的問題在于搜索區(qū)沒有被創(chuàng)建在一個唯一的區(qū)域，因此存在系統(tǒng)會找到一個錯誤匹配目標(biāo)的可能，這導(dǎo)致系統(tǒng)會對準(zhǔn)到視野底部的那個焊盤而不是想要的上面的焊盤。 (一個好的,利用QFP器件進行設(shè)定的例子)　　如上所示，這樣建立了一個唯一的圖形，因為系統(tǒng)也會搜索在目標(biāo)焊盤左邊的空白部分，但是在相機視野內(nèi)卻沒有另外的可和這個圖形適合相配的目標(biāo)。那是因為編程的時候干凈的開孔的尺寸和形狀將會不同于生產(chǎn)中堵塞的開孔。板上一個唯一的區(qū)域應(yīng)該被使用，比如基板上QFP的最后一個焊盤配合模板上的對應(yīng)位置可以用來對位?！　τ谡_的模板和基板對位，定位基準(zhǔn)點總是獲得最佳對準(zhǔn)結(jié)果的首選?！　⊥扑]使用將板子的圖形居中放置在模板上，以實現(xiàn)模板從基板上真正的垂直分離。當(dāng)使用菱形刮刀時，鋼片Y方向的最小尺寸應(yīng)該是板子的大小加上1英寸（25mm）?！　♂槍Ω咝У挠∷⒔Y(jié)果，所需最小鋼片的尺寸是變化的。對于尺寸是29英寸乘以29英寸的模板來說，那么基板的最大寬度尺寸要限制在不大于6英寸（150mm）。對于高密度印刷，如果使用接觸式印刷，由于黏著力的影響，使得模板或絲網(wǎng)的分離在邊緣和中心會有不同。間隙值設(shè)定是指在待機狀態(tài)下，刮刀未接觸模板/絲網(wǎng)前，模板/絲網(wǎng)到被印刷基板表面的距離。因為不同的焊膏有不同的脫模特性，這種可調(diào)節(jié)的設(shè)定被用來讓焊膏在印刷后能沉積下來，并且更干凈地從開孔中釋放出來。當(dāng)使用模板印刷時，如果基板密度高，使一致的脫模率不能重復(fù)獲得或期望較快的印刷周期時，可以使用間隙式印刷，絲網(wǎng)印刷也采用間隙式印刷。在印刷動作中，刮刀下壓使模板變形，引起模板和基板接觸，并且僅在刮刀給模板施加壓力的那點上模板才和基板有接觸。在焊膏被滾壓進了模板開口孔后，基板和模板就在一個垂直方向上且以統(tǒng)一的速率分離?！　≡诮佑|印刷，間隙式印刷和慢脫模印刷這三種印刷方式之間存在著截然不同的差別。如果下止點值設(shè)得太低，無法適當(dāng)?shù)膹澢度兄磷罴呀嵌龋敲淳偷貌坏剿谕挠∷毫??；逶谟∷⑦^程中會支撐模板，但是如果刀片移動超出了基板邊緣和支撐軌道，那么模板會受力彎曲，引起過早疲勞。　　下止點和間隙式印刷　　下止點這個術(shù)語常常用在模板印刷工藝中，并且操作員也應(yīng)該熟悉這個詞。施加在刮刀上的壓力必需足夠，以在模板的上表面提供一個干凈的刮擦結(jié)果，但也不能太大，否則會對網(wǎng)板造成壓痕并引起過早的失效?！　⊥弦菲焦蔚丁　≡跊]有壓力施加的情況下，拖曳片式金屬刮刀的接觸角度是60度，橡膠刮刀的接觸角度是50度。臺階式模板是指，模板某些區(qū)域平緩過渡或階梯下降到一個比網(wǎng)板其它部分要薄的這種模板。但是，當(dāng)在模板上使用聚亞安酯刮刀時，在大開孔上的摳挖現(xiàn)象會成為一個問題，因此，金屬刮刀是模板印刷的首選。當(dāng)使用較軟的材料時，絲網(wǎng)的網(wǎng)孔應(yīng)該要避免刮刀將膠層從基層上挖走?！　τ诮z網(wǎng)印刷和模板印刷可以有幾種不同硬度的刮刀選擇。焊膏可采用加大印刷面積的方式印刷，在回流焊時，焊錫會被拉回到可焊接的表面。需要計算填滿整個通孔所需焊膏的體積再減去引腳體積的值。網(wǎng)板的開孔設(shè)計必需適當(dāng)，以得到正確的焊膏量來填充過孔，從而保證有可靠的焊點。對于這種類型的板的裝配，焊膏印刷已經(jīng)成為一個可接受的工藝了。不充分的基板支撐使得基板下陷，還會導(dǎo)致刮刀施加到基板上的壓力發(fā)生偏差。另一個焊膏殘留在網(wǎng)板上的原因，有可能是在基板下面缺少適當(dāng)?shù)闹雾斸槨！　【W(wǎng)板上的焊膏　　有一個問題常常會被提到，那就是刮刀刮過后，網(wǎng)板上會殘留下焊膏。印刷速度太快會導(dǎo)致開孔的不完全填充，尤其是在焊盤迎向刮刀運動方向的一側(cè)。有一些焊膏的印刷速度必須要快一些，而另一些必須要慢一些，才能得到較好的印刷效果。充分理解在檢查軟件中可采用的一些工具的靈活性也是很重要的，這樣針對任何獨立的絲網(wǎng)印刷應(yīng)用，可決定怎樣以最有效的方式來應(yīng)用這些數(shù)據(jù)模型。這些檢查模型將被移植到在任一特定生產(chǎn)中被加工的所有板上的所有器件上。下面列出并進行討論的一些技術(shù)上的問題，是決定印刷工藝質(zhì)量的主要因素：　　● 優(yōu)化模板印刷工藝的策略　　● 焊膏印刷速度　　● 刮刀和封閉印刷頭技術(shù)　　● 通孔器件印刷　　● 何時以及怎么使用橡膠刮刀，以及正確硬度的選擇　　● 有效地利用下止點和間隙式印刷　　● 針對高效印刷的適用的網(wǎng)板設(shè)計技巧　　● 詳述檢查系統(tǒng)和它們的工作方式　　近距離觀察印刷工藝　　工藝優(yōu)化　　模板印刷工藝優(yōu)化的一個方法是，當(dāng)發(fā)生焊膏應(yīng)用問題時及時地進行改正?！拜o助功能”的例子包括：2維和3維印刷后檢查系統(tǒng)，網(wǎng)板擦拭和網(wǎng)板真空清洗系統(tǒng)，自動基板支撐放置系統(tǒng)，以及基板模板間的對位系統(tǒng)。在最新型號的設(shè)備上的這些有用的特性，被設(shè)計用來減少工藝缺陷和改善整體的工藝產(chǎn)出?！　」ぞ吆驮O(shè)備的特性在絲網(wǎng)印刷工藝優(yōu)化中也是需要考慮的重要事項。也許同樣重要的還有對工人的持續(xù)不斷的培訓(xùn)、訓(xùn)練和支持，以及持續(xù)地運用工藝改進規(guī)劃。工藝培訓(xùn)應(yīng)該不僅限于教會如何操作一種具體的設(shè)備。使用統(tǒng)計學(xué)來認(rèn)知制造的各個方面，是達到生產(chǎn)周期和生產(chǎn)質(zhì)量平衡目標(biāo)的一種方法。最具成本效率的解決方案是“開始就把事情做正確”，所以我們還是要對設(shè)備及其特點進行持續(xù)的考量，這樣才能將成功的可能性最大化?！　”M管有其自身的復(fù)雜性和需求的混合性，但是模板印刷工藝還是能夠而且也必需要進行優(yōu)化。我們必須要持續(xù)評估設(shè)備以及特點，這樣才能使成功的可能性達到最大化。還需要在出口處對其進行強制空氣冷卻，以使背板溫度降低到可安全操作的程度?！　∮捎诒嘲遢^常規(guī)的PCB板要厚和重，相應(yīng)地其熱容也較大。元件安裝設(shè)備必須不僅能夠安放較小規(guī)格的電容器和電阻器(0402尺寸)，而且還必須能夠?qū)︻~外的硅封裝元件進行操作?！　〗M裝　　傳統(tǒng)上，出于可靠性考慮，傾向于在背板上使用無源元件?！　”嘲迳香@孔數(shù)目的增大意味著裸板測試夾具將變得十分復(fù)雜，盡管采用專用夾具可大大縮短單位測試時間。使用阻抗模型，通過在AOI上對線寬公差進行設(shè)定，從而確定并控制阻抗對線寬變化的靈敏度。為實現(xiàn)背板阻抗有效和可重復(fù)地控制，蝕刻線寬度、厚度和公差成為關(guān)鍵指標(biāo)。而另一方面，面對高速數(shù)據(jù)率和阻抗控制線路的需求，外部層設(shè)置近乎固態(tài)的銅薄片將變得十分必要，以作EMC屏蔽層之用。　　除了對鉆孔要求電鍍層厚度均勻外，背板設(shè)計人員一般對外層表面上的銅的均勻性有著不同的要求。為實現(xiàn)所要求的均勻性能，必須使用周期性反向(“脈沖”)電鍍控制設(shè)備。()的變化量。加工箱(tank)的設(shè)計必須足夠深以將板子容納進去，并且整個箱內(nèi)還須保持均勻的電鍍特性。1092x813mm(43x32英寸)的大規(guī)格原材料基板重量可達到25千克(56磅)?！　”M管電鍍過程與任何的標(biāo)準(zhǔn)鍍過程都相似，但由于大規(guī)格背板的獨具特征，有兩處主要的不同點必須考慮?！　。涗泴ξ粩?shù)據(jù)相對于理論值的偏差和發(fā)散度。該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在1092813mm(4332英寸)()。但是，伴隨用戶在PCB走線方面要求在更小的面積內(nèi)布設(shè)越來越多的線路，為保持板子的固定成本不變，則要求蝕刻銅板的尺寸更小，從而要求層間銅板更好地對位。然后用針銷插入穿孔，將蝕刻后的內(nèi)層對位，同時把內(nèi)層粘合在一起?！　∥g刻以后，使用四鉆孔系統(tǒng)對內(nèi)層板穿孔。曝光設(shè)備處在同一環(huán)境之中，整個區(qū)域前圖與后圖的對位公差需保持為 ()。板尺寸變大使這種收斂要求更苛刻?！　拥膶ξ弧　∮捎谟脩魬?yīng)用要求越來越多的板層數(shù)，層間的對位便變得十分重要。有30,000個鉆孔的10mm厚大規(guī)格背板，能很容易地把靠表面張力而吸附在導(dǎo)孔中的少許加工液帶出?！　?nèi)層各板的板厚(,)與最終完成的背板的厚度(達10mm,)間相差兩個數(shù)量級，意味著輸送系統(tǒng)必須做到足夠結(jié)實，可以安全地將它們移送通過加工區(qū)?！　∮脩魧有靖?、層數(shù)更多的背板的需要帶來了對輸送系統(tǒng)截然相反的兩方面的要求。　　在有大功耗應(yīng)用卡插進背板時，銅層的厚度必須適中以便提供所需的電流，保證該卡能正常工作。設(shè)計人員為解決大引腳數(shù)連接器的走線問題不得不額外增加銅層，使背板層數(shù)增加。而用戶尤其是電信用戶則要求背板的尺寸更大。 　　背板尺寸和重量對輸送系統(tǒng)的要求　　常規(guī)PCB與背板間的最大不同在于板子的尺寸、重量以及大而重的原材料基板(panel)的加工問題等。尤其是背板尺寸更大、更重、更厚，比標(biāo)準(zhǔn)PCB要求有更多的層數(shù)和穿孔。信號線路(track)數(shù)和節(jié)點數(shù)將會不斷增高：一塊背板包含5萬個以上節(jié)點將變得不再稀奇。背板的這些特點導(dǎo)致其在設(shè)備規(guī)范和設(shè)備加工等制造要求上存在巨大差異。背板制造技術(shù)背板一直是PCB制造業(yè)中具有專業(yè)化性質(zhì)的產(chǎn)品。在兩個互相連接的元器件之間﹐要避免采用單個的大焊盤﹐因為大焊盤上的焊錫將把兩元器件接向中間﹐正確的做法是把兩元器件的焊盤分開﹐在兩個焊盤中間用較細的導(dǎo)線連接﹐如果要求導(dǎo)線通過較大的電流可并聯(lián)幾根導(dǎo)線﹐導(dǎo)線上覆蓋綠油。二、SMTPCB上的焊盤 波峰焊接面上的SMT元器件﹐其較大元件之焊盤(如三極管﹑插座等)要適當(dāng)加大﹐如SOT23 ﹐這樣可以避免因元件的 “陰影效應(yīng)”而產(chǎn)生的空焊。安裝在波峰焊接面上的SMT大器件﹐其長軸要和焊錫波峰流動的方向平行﹐這樣可以減少電極間的焊錫橋接。 雙面貼裝的元器件﹐兩面上體積較大的器件要錯開安裝位置﹐否則在焊接過程中會因為局部熱容量增大而影響焊接效果。SMTPCB的設(shè)計原則一、SMTPCB上元器件的布局 當(dāng)電路板放到回流焊接爐的傳送帶上時﹐元器件的長軸應(yīng)該與設(shè)備的傳動方向垂直﹐這樣可以防止在焊接過程中出現(xiàn)元器件在板上漂移或 “豎碑”的現(xiàn)象。電源平面和地平面基本上都是金屬平面，所以對電場磁場都有屏蔽效應(yīng)(shielding effect)。但是，可以用TDR (Time Domain Reflectometer)對實際的板子做量測來得到無參考平面的特性阻抗。以下提供幾本不錯的技術(shù)書籍： W. Johnson，“HighSpeed Digital Design – A Handbook of Black Magic”； H. Hall，“HighSpeed Digital System Design”； Yang，“Digital Signal Integrity”；Q:我覺得信號線特性阻抗的微帶線和帶狀線模型都是要參考地平面的，現(xiàn)在我想問一下，如果信號線下面的銅皮都被掏空，沒有參考的地平面，該如何計算頂層的信號線的特性阻抗？另外，我看一些資料寫在消除信號線上噪聲方面，電源平面也可以和地平面起相同的作用，是嗎？ A:沒有參考平面時電場與磁場的互動關(guān)系與有參考平面時不同，而這互動關(guān)系會影響到特性阻抗的值。因應(yīng)這高速高密度走線需求，盲埋孔(blind/buried vias)、mircrovias及buildup制程工藝的需求也漸漸越來越多。在通信網(wǎng)路方面，PCB板的工作頻率已達GHz上下，迭層數(shù)就我所知有到40層之多。至于生產(chǎn)的廠商可上網(wǎng)”FPC”當(dāng)關(guān)鍵詞查詢應(yīng)該可以找到。由于制造的工藝和一般PCB不同，各個廠商會依據(jù)他們的制造能力會對最小線寬、最小線距、最小孔徑(via)有其限制。 A:可以用一般設(shè)計PCB的軟件來設(shè)計柔性電路板(Flexible Printed Circuit)。 Q:我公司打算采用柔性電路板設(shè)計來解決小型成像系統(tǒng)中信號傳送和電路板互接的問題。如果這線寬和最小線距已經(jīng)設(shè)定好在布線軟件，則布線調(diào)整的方便與否就看軟件繞線引擎的能力強弱而定。也就是說，在布線之前，需要的線寬與最小線距應(yīng)該已經(jīng)決定好了，并且不能隨意更動，因為會影響特性阻抗和串?dāng)_。最小可以接受的線距決定于串?dāng)_對信號時間延遲與信號完整性的影響是否能接受。在PCB迭層固定的情況下，特性阻抗會決定出符合的線寬。 A:線寬和線距是影響走線密度其中兩個重要的因素。我知道這軟件能做自動均勻調(diào)整元件封裝的距離而不能自動調(diào)整線距和線寬?；蚴羌幢阋巡纪?，如要改線，也是粗粗地改一下，然后讓軟件調(diào)整。一般一條線上