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PCB基材及工艺设计、工艺标准课件xx年xx月xx日目录CATALOGUE•PCB基材介绍•PCB工艺设计•PCB制造工艺•PCB工艺标准•PCB可靠性设计•PCB基材与工艺发展趋势01PCB基材介绍基材的种类与特性纸质基材复合基材纸质基材具有成本低、绝缘性能好等复合基材由两种或两种以上材料组成,优点,但机械强度较低,主要用于低具有优异的电气性能、机械性能和加档PCB的生产工性能,是高精密PCB的首选玻璃纤维基材玻璃纤维基材具有较高的机械强度、绝缘性能和耐热性能,广泛用于中高档PCB的生产基材的性能参数绝缘电阻介电常数基材的绝缘电阻越高,其电气性能越介电常数决定了基材的电气性能和信好号传输速度热膨胀系数吸水性热膨胀系数决定了基材在受热时的变吸水性决定了基材的耐潮性能,对化情况,对PCB的可靠性有很大影响PCB的长期保存和使用寿命有较大影响基材的选择依据电路设计要求根据电路设计要求选择不同性能的基材,以满足电气性能和机械性能的需求生产工艺要求不同的生产工艺要求不同性能的基材,以保证生产的稳定性和可靠性产品成本要求在满足性能要求的前提下,选择成本较低的基材,以降低产品成本02PCB工艺设计工艺设计流程确定设计需求明确PCB的功能、性能和规格要求,以及相关的行业标准和规范设计验证和优化建立设计规范通过仿真、测试等方式验证设计的正确性根据需求和标准,制定PCB设计的规范和和性能,并根据验证结果进行优化和改进标准,包括布局、布线、层叠结构等方面的要求PCB布局和布线原理图设计和评审根据原理图和设计规范,进行PCB的布局根据设计需求和规范,进行原理图设计,和布线设计,确保满足信号完整性、电磁并进行评审和修改,确保原理图的正确性兼容性等方面的要求和完整性布局与布线规则元件排列规则布线优先级根据电路的功能和性能要求,合理排列和根据信号的特性和重要性,确定布线的优布局各个元件,确保电路的稳定性和可靠先级,确保关键信号的可靠传输性布线宽度和间距接地与屏蔽根据电流、电压和信号速率的考虑,确定合理设计接地和屏蔽措施,降低电磁干扰合适的布线宽度和间距,以满足电磁兼容和信号串扰的影响,提高电路的稳定性和性和信号完整性的要求可靠性层叠结构与信号完整性层叠结构设计根据电路的功能、信号特性和电磁兼容性要求,合理设计PCB的层叠结构,包括导电源层、地电源层、信号层等的设置和配置信号完整性分析通过仿真和分析工具,对电路的信号完整性进行评估和优化,确保信号的可靠传输和减小信号延迟、抖动等问题阻抗控制与匹配根据信号的特性和要求,控制阻抗并进行匹配,减小信号反射和失真,提高信号的质量和传输效率电源完整性分析对电路的电源完整性进行分析和优化,减小电源噪声、电压降等问题,确保电路的稳定性和可靠性03PCB制造工艺表面处理工艺010203热风整平电镀化学镀通过热风将焊料熔化,使在PCB表面覆盖一层金属,通过化学反应在PCB表面元件与PCB板紧密结合,增强导电性能和耐腐蚀性形成金属镀层,提高导电增强焊接强度性能和耐腐蚀性孔金属化工艺电镀孔在孔内壁和底部镀覆金属,增强导电性能和连接可靠性非电镀孔采用化学或物理方法在孔内壁形成导电层,实现导电连接通孔填充将导电材料填充到孔内,增强导电性能和连接可靠性PCB组装工艺表面贴装技术(SMT)插入式组装技术将电子元件直接贴装在PCB表面,实现微型将电子元件插入PCB的孔洞中,通过焊接实化、高密度组装现连接混合组装技术模块化组装技术结合表面贴装技术和插入式组装技术,实现将多个功能模块集成在一块PCB上,实现多不同元件的组装功能和高集成度04PCB工艺标准IPC标准简介IPC(电子电路互连与封装协会)成立于1957年,是全球电子组装行业最具影响力的行业协会之一IPC标准涵盖了电子互连组件、基材、工艺、测试和品质等方面的规范和指南IPC标准对于确保电子产品的可靠性和性能至关重要,广泛应用于电子制造和研发领域IPC-A-600E接受标准IPC-A-600E是IPC关于印制电它规定了印制电路板组装的质IPC-A-600E标准包括对电路板路板组装可接受条件的标准量、外观和功能要求,以确保组装的各种缺陷和问题的接受其符合设计要求和客户期望准则,如裂纹、气泡、污渍等IPC-A-610E组装标准IPC-A-610E是IPC关于电子组装可接受条件的标准,涵盖了从电路板设计到最终产品组装的全过程它规定了电子组装的质量、可靠性和一致性要求,以确保产品能够满足性能和可靠性要求IPC-A-610E标准包括对电子组装的各种要求,如焊接、紧固、粘接等连接方法,以及组件布局、标识和可维护性等方面的要求05PCB可靠性设计环境适应性设计温度适应性PCB基材应能在-55℃至125℃的温度范围内保持稳定,以确保在各种环境温度下都能正常工作湿度适应性PCB基材应具有良好的防潮性能,能在相对湿度高达90%的环境中正常工作,避免因湿度过高而引起短路或腐蚀耐化学腐蚀PCB基材应能抵抗常见的化学品腐蚀,如酸、碱、盐等,以提高其使用寿命和可靠性机械强度设计抗冲击能力PCB基材应具有一定的抗冲击能力,以承受意外1掉落、挤压等机械应力,避免因机械应力而损坏抗振动能力PCB基材应具有良好的抗振动能力,以承受一定2程度的机械振动,保证电路的正常运行柔韧性对于需要弯曲安装的PCB,基材应具有一定的柔3韧性,以便在弯曲过程中保持结构的完整性电磁兼容性设计抑制电磁辐射通过合理的布局和布线设计,降低PCB上的电磁辐射,以提高其电磁兼容性降低阻抗PCB基材的导电性能对吸收与屏蔽电磁兼容性至关重要,应选择低阻抗的基材以采用金属化孔、导电涂降低信号传输过程中的料等手段对PCB进行吸损失和干扰收与屏蔽处理,以减小外界电磁干扰对PCB的影响06PCB基材与工艺发展趋势高性能基材的发展高性能基材具有高导热性、高绝缘性、高性能基材的应用范围不断扩大,如高性能基材的研发和生产技术不断进步,低介电常数等特点,能够满足高速、高5G通信、航空航天、电动汽车等领域,如碳纤维复合材料、陶瓷基板等新型高频电路的需求,提高信号传输质量对高性能基材的需求将持续增长性能基材的研发和应用,将进一步推动PCB行业的发展新型制造工艺的发展新型制造工艺如激光直接成像技新型制造工艺的应用范围不断扩新型制造工艺的发展将进一步推术、纳米压印技术等不断涌现,大,如高密度互连板(HDI)、动PCB行业的技术创新和产业升提高了PCB制造的精度和效率多层柔性板(FPC)等新型PCB级产品的制造工艺不断成熟智能化与自动化生产随着工业
4.0和智能制造的兴起,智智能化生产管理系统可以实现生产过能化与自动化生产已成为PCB行业的程的实时监控、数据分析和优化,提发展趋势高生产效率和产品质量自动化生产可以降低人工成本和生产智能化与自动化生产的发展将进一步风险,提高生产线的稳定性和可靠性推动PCB行业的数字化转型和升级。