控制常规阻抗为10%偏差的原因是什么?

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为什么常规阻抗控制只能是10%的偏差,那一定要了解加工步骤,其中包括层压、蚀刻及PCB覆铜板材公差及PCB阻焊工序的制作。

PCB压合的原理

压合最主要的目的在于透过“热与压力”使PP结合不同内层芯板及外层铜箔, 并利用外层铜箔作为外层线路之基地。 而不同的PP组成搭配不同的内层板材与面铜则可调配出不同规格厚度的线路板。 压合制程是 PCB多层板制造最重要的制程,须达到压合后各项PCB基本质量指针。

厚度 : 提供相关电气绝缘性、阻抗控制、及内层线路间之填胶。

结合性 : 提供与内层黑(棕)化及外层铜箔之接合。

尺寸稳定性 : 各内层板尺寸变化一致性,保障各层孔环对准度。

板翘 : 维持板材之平坦性。

线路板

PCB蚀刻

蚀刻是使用化学反应而移除多余材料的技术。PCB线路板生产加工对蚀刻质量的基本要求就是能够将除抗蚀层下面以外的所有铜层完全去除干净,仅此而已。在PCB制造过程中,如果要精确地界定蚀刻的质量,那么必须包括导线线宽的一致性和侧蚀程度,即蚀刻因子,下面就简要介绍蚀刻制程及蚀刻因子。

蚀刻的目的:蚀刻的目的是将图形转移以后有图形的受抗蚀剂保护的地方保留,其他未受保护的铜蚀刻掉,最终形成线路,达到导通的目的。

蚀刻分类:蚀刻有酸性蚀刻和碱性蚀刻两种,通常内层采用酸性蚀刻,湿膜或干膜为抗蚀剂。外层采用碱性蚀刻,锡铅为抗蚀剂。

蚀刻液在蚀刻过程中,不仅向下而且对左右各方向都产生蚀刻作用侧蚀是不可避免的。侧蚀宽度与蚀刻深度之比称为蚀刻因子。我们的成品线路实际上是一倒立的梯形,蚀刻因子越小,蚀刻效果越好,阻抗控制得也越好。通常我们的蚀刻精度公差是10mil及以下的线宽按照+/-1MIL控制,10mil以上的线宽公差按+/-10%管控。线宽越小,蚀刻的精度公差越难控制,我们在设计时要考虑注意此点因素。

PCB的板料公差及阻焊制程

1、 覆铜板的来料公差

误差可避免,公差难消除。一切产品皆有公差,PCB的覆铜板焉能例外。因设备及技术等因素的制约,公差有大有小。IPC-4101《刚性及多层印制板用基材规范》,规定覆铜板的尺寸公差要求包括长度、宽度、厚度、垂直度、弓曲和扭曲等几个公差要求。

2、 PCB的阻焊制程

大多数PCB是要印刷阻焊油墨的。阻焊油墨因为多数是绿色的,而通常被大家叫做绿油。它就相当PCB的一件外衣,除了衣着艳丽,美观大方之外呢,还有下面几个作用:

1.防止导体线路之间因为潮气、化学品等因素,造成线路板氧化、腐蚀,从而出现开路、短短路和接触不良等现象的发生。

2.防止在生产及装配元件的过程中因操作不良而导致开路、短路等现象的发生。

3.使线路板在各种酸碱环境与各种温湿度中绝缘,以保证线路板的良好电气性能。

4.塞孔防止各种不良隐患。

阻焊油墨的按照感光类型可分为感觉型油墨和非感光型两种。目前我们大部分PCB广泛的采用感光性油墨,只有小部分PCB利用的非感光型油墨(热固化油墨)。

3、 阻焊油墨对阻抗的影响

阻焊油墨对阻抗的影响,是不容忽视的,阻焊油墨影响阻抗的因素主要是阻焊油墨的介电常数及覆盖阻抗线的阻焊油厚度两个因素。阻焊对于阻抗的影响而言,油墨的介电常数越低越好。对于PCB厂家而言,一般使用油墨型号都是固定的,其介电常数的变化很小。只有在变换阻焊颜色时,介电常数才会有细小的变化。相对于介电常数,阻焊的油墨厚度对阻抗的影响最大。

我们通常把阻焊的厚度分为三种:线边、线面、线间。其中线面处的厚度最薄,而两根走线之间因为形成了沟渠效应,油墨厚度最厚。我们在成品铜厚1OZ的情况下,线边按0.6mil,线面按1.0mil,线间按1.4mil来计算。但是根据各个工厂自己实际的制程能力,最终的油墨厚度会有一定的差异。此点请根据实际情况,灵活运用。成品铜厚在2OZ及以上时,为了防止假性漏铜,通常会印刷两次油墨,所以阻焊油墨的厚度和成品铜厚又有很大的关系,在计算阻抗时要考虑上述因素。

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