六層PCB

六層PCB

HDI板（High Density Interconnector）,即高密度互連板,是使用微盲埋孔技術(shù)的一種線路分布密度比較高的電路板。HDI板有內(nèi)層線路和外層線路,再利用鉆孔、孔內(nèi)金屬化等工藝,使各層線路內(nèi)部實現(xiàn)連結(jié)。

電子產(chǎn)品不斷地向高密度、高精度發(fā)展,所謂“高”,除了提高機器性能之外,還要縮小機器的體積。高密度集成（HDI）技術(shù)可以使終端產(chǎn)品設(shè)計更加小型化,同時滿足電子性能和效率的更高標(biāo)準(zhǔn)。目前流行的電子產(chǎn)品,諸如手機、數(shù)碼（攝）像機、筆記本電腦、汽車電子等,很多都是使用HDI板。隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代和市場的需求,HDI板的發(fā)展會非常迅速。

　　HDI板一般采用積層法制造,積層的次數(shù)越多,板件的技術(shù)檔次越高。普通的HDI板基本上是1次積層,高階HDI采用2次或以上的積層技術(shù),同時采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等先進PCB技術(shù)。

　　當(dāng)PCB的密度增加超過八層板后,以HDI來制造,其成本將較傳統(tǒng)復(fù)雜的壓合制程來得低。HDI板有利于先進構(gòu)裝技術(shù)的使用,其電性能和訊號正確性比傳統(tǒng)PCB更高。此外,HDI板對于射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導(dǎo)等具有更佳的改善。

? ? ?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年，公司由多名電路板行業(yè)的專家級人士創(chuàng)建，是國內(nèi)專業(yè)高效的HDI PCB/軟硬結(jié)合板服務(wù)商之一。公司成立以來，一直專注樣品，中小批量領(lǐng)域?？焖俚慕桓兑约斑^硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè)，是深圳高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè)。擁有完善的質(zhì)量管理體系，先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認(rèn)證。公司目前擁有員工300余人，廠房面積9000平米，月出貨品種6000種以上，年生產(chǎn)能力為150000平方米。

按照印刷線路板按照層數(shù)可分為單面板、雙面板、多層板、HDI板等；按照結(jié)構(gòu)分類,包括剛性版、柔性線路板、軟硬結(jié)合板等。
據(jù)Prismark 2015年發(fā)布的數(shù)據(jù),全球PCB產(chǎn)值中占比最大的3類產(chǎn)品依次為多層板、柔性電路板、HDI板,其產(chǎn)值增速亦領(lǐng)先。


產(chǎn)值增速一定程度上反應(yīng)供給端情形,但并不適合據(jù)此判斷對應(yīng)產(chǎn)品的發(fā)展前景。我們認(rèn)為,HDI最大的市場為手機市場,行業(yè)增速放緩,普通HDI產(chǎn)品盈利性并不樂觀。

HDI是高密度互聯(lián)（High Density Interconnector）的縮寫,HDI板是使用微盲埋孔技術(shù)的一種線路分布密度比較高的電路板。因提高pcb密度最有效的方法是減少通孔的數(shù)量,及精確設(shè)置盲孔、埋孔來實現(xiàn),高密度集成（HDI）技術(shù)可以使終端產(chǎn)品設(shè)計更加小型化,同時滿足電子性能和效率的更高標(biāo)準(zhǔn)。

HDI目前廣泛應(yīng)用于手機、數(shù)碼（攝）像機、MP3、MP4、筆記本電腦等消費電子及IC載板中,其中手機市場為最大的應(yīng)用市場。


我們認(rèn)為,普通HDI產(chǎn)品的盈利性近年并不樂觀,資本聚焦普通HDI的時代已經(jīng)過去。普通HDI供不應(yīng)求的局面已過,產(chǎn)品價格或?qū)⒊掷m(xù)下滑需求層面,全球手機市場呈衰退趨勢,對于HDI板需求疲軟；供給層面,伴隨2009年左右智能手機滲透率迅速提升,消費電子市場爆發(fā)式增長,HDI技術(shù)出現(xiàn)以來漸成手機板主流,臺灣、日本、韓國、中國的PCB廠紛紛大量投資擴產(chǎn)HDI板應(yīng)以對市場旺盛需求,且伴隨2001以來歐美手機及制作手機最多的EMS廠將制造中心轉(zhuǎn)移到大陸,大部分HDI產(chǎn)能跟隨由歐洲向大陸轉(zhuǎn)移,中國大陸HDI板生產(chǎn)比重持續(xù)加大,成為產(chǎn)能重災(zāi)區(qū),形成HDI產(chǎn)能過剩的局面,隨著市場競爭日趨激烈,普通HDI產(chǎn)品價格下降趨勢明顯。

消費電子功能日益復(fù)雜,線路密度、孔密度等要求越來越高,HDI生產(chǎn)成本并未下降,隨著手機功能的增加,手機的電路設(shè)計復(fù)雜度亦隨之增加,加上消費者對手機輕薄短小的需求日增,手機所用線路板的技術(shù)層次不斷演進。

HDI板一般采用積層法(Build-up)制造,積層的次數(shù)越多,板件的技術(shù)檔次越高。普通的HDI板一般為1次積層,高階HDI采用2次或以上的積層技術(shù),同時采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等先進PCB技術(shù),近年流行的任意層互聯(lián)HDI更是需要投入巨大時間及設(shè)備資金,HDI板生產(chǎn)成本越來越高。

綜上,在HDI板價格下滑,生產(chǎn)成本高企的背景下,普通HDI板的利潤薄如紙,盈利性并不樂觀,部分HDI供應(yīng)商出現(xiàn)虧損局面,亦有一些PCB廠重新慎重考慮其HDI擴產(chǎn)計劃。

相比之下,高多層板、柔性線路板（FPC）及軟硬結(jié)合板應(yīng)用領(lǐng)域廣,價值量高,為當(dāng)下及未來幾年內(nèi)PCB企業(yè)布局的重點領(lǐng)域,具備發(fā)展?jié)摿Α?br />

?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年，公司由多名電路板行業(yè)的專家級人士創(chuàng)建，是國內(nèi)專業(yè)高效的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計算機應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括：高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板，專注于多品種，中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地，目前外銷訂單占比70%以上。

在PCB板的設(shè)計和制作過程中，工程師不僅需要防止PCB板在制造加工時出現(xiàn)意外，還需要避免設(shè)計失誤的問題出現(xiàn)。本文就這些常見的PCB問題進行匯總和分析，希望能夠?qū)Υ蠹业脑O(shè)計和制作工作帶來一定的幫助。

問題一：PCB板短路


這一問題是會直接造成PCB板無法工作的常見故障之一，而造成這種問題的原因有很多，下面我們逐一進行分析。

造成PCB短路的最大原因，是焊墊設(shè)計不當(dāng)，此時可以將圓形焊墊改為橢圓形，加大點與點之間的距離，防止短路。

PCB零件方向的設(shè)計不適當(dāng)，也同樣會造成板子短路，無法工作。如SOIC的腳如果與錫波平行，便容易引起短路事故，此時可以適當(dāng)修改零件方向，使其與錫波垂直。

還有一種可能性也會造成PCB的短路故障，那就是自動插件彎腳。由于IPC規(guī)定線腳的長度在2mm以下及擔(dān)心彎腳角度太大時零件會掉，故易因此而造成短路，需將焊點離開線路2mm以上。

除了上面提及的三種原因之外，還有一些原因也會導(dǎo)致PCB板的短路故障，例如基板孔太大、錫爐溫度太低、板面可焊性不佳、阻焊膜失效、板面污染等，都是比較常見的故障原因，工程師可以對比以上原因和發(fā)生故障的情況逐一進行排除和檢查。



問題二：PCB開路

當(dāng)跡線斷裂時，或者焊料僅在焊盤上而不在元件引線上時，會發(fā)生開路。在這種情況下，元件和PCB之間沒有粘連或連接。就像短路一樣，這些也可能發(fā)生在生產(chǎn)過程中或焊接過程中以及其他操作過程中。振動或拉伸電路板，跌落它們或其他機械形變因素都會破壞跡線或焊點。同樣，化學(xué)或濕氣會導(dǎo)致焊料或金屬部件磨損，從而導(dǎo)致組件引線斷裂。


問題三：元器件的松動或錯位


在回流焊過程中，小部件可能浮在熔融焊料上并最終脫離目標(biāo)焊點。移位或傾斜的可能原因包括由于電路板支撐不足，回流爐設(shè)置，焊膏問題，人為錯誤等引起焊接PCB板上元器件的振動或彈跳。


問題四：焊接問題

以下是由于不良的焊接做法而引起的一些問題：

受干擾的焊點：由于外界擾動導(dǎo)致焊料在凝固之前移動。這與冷焊點類似，但原因不同，可以通過重新加熱進行矯正，并保證焊點在冷卻時而不受外界干擾。
冷焊：這種情況發(fā)生在焊料不能正確熔化時，導(dǎo)致表面粗糙和連接不可靠。由于過量的焊料阻止了完全熔化，冷焊點也可能發(fā)生。補救措施是重新加熱接頭并去除多余的焊料。

焊錫橋：當(dāng)焊錫交叉并將兩條引線物理連接在一起時會發(fā)生這種情況。這些有可能形成意想不到的連接和短路，可能會導(dǎo)致組件燒毀或在電流過高時燒斷走線。

焊盤：引腳或引線潤濕不足。太多或太少的焊料。由于過熱或粗糙焊接而被抬高的焊盤。

?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年，公司由多名電路板行業(yè)的專家級人士創(chuàng)建，是國內(nèi)專業(yè)高效的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。 ? 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計算機應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括：高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板，專注于多品種，中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地，目前外銷訂單占比70%以上。

PCB失效分析技術(shù)及部分案例

作為各種元器件的載體與電路信號傳輸?shù)臉屑~，PCB已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分，其質(zhì)量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。但是由于成本以及技術(shù)的原因，PCB在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中出現(xiàn)了大量的失效問題。

? ?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年，公司由多名電路板行業(yè)的專家級人士創(chuàng)建，是國內(nèi)專業(yè)高效的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來，一直專注樣品，中小批量領(lǐng)域?？焖俚慕桓兑约斑^硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè)，是深圳高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè)。擁有完善的質(zhì)量管理體系，先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認(rèn)證。公司目前擁有員工300余人，廠房面積9000平米，月出貨品種6000種以上，年生產(chǎn)能力為150000平方米。

對于這種失效問題，我們需要用到一些常用的失效分析技術(shù)，來使得PCB在制造的時候質(zhì)量和可靠性水平得到一定的保證，本文總結(jié)了十大失效分析技術(shù)，供參考借鑒。

1.外觀檢查

外觀檢查就是目測或利用一些簡單儀器，如立體顯微鏡、金相顯微鏡甚至放大鏡等工具檢查PCB的外觀，尋找失效的部位和相關(guān)的物證，主要的作用就是失效定位和初步判斷PCB的失效模式。外觀檢查主要檢查PCB的污染、腐蝕、爆板的位置、電路布線以及失效的規(guī)律性、如是批次的或是個別，是不是總是集中在某個區(qū)域等等。另外，有許多PCB的失效是在組裝成PCBA后才發(fā)現(xiàn)，是不是組裝工藝過程以及過程所用材料的影響導(dǎo)致的失效也需要仔細檢查失效區(qū)域的特征。

2.切片分析

切片分析就是通過取樣、鑲嵌、切片、拋磨、腐蝕、觀察等一系列手段和步驟獲得PCB橫截面結(jié)構(gòu)的過程。通過切片分析可以得到反映PCB（通孔、鍍層等）質(zhì)量的微觀結(jié)構(gòu)的豐富信息，為下一步的質(zhì)量改進提供很好的依據(jù)。但是該方法是破壞性的，一旦進行了切片，樣品就必然遭到破壞；同時該方法制樣要求高，制樣耗時也較長，需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員來完成。要求詳細的切片作業(yè)過程，可以參考IPC的標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810規(guī)定的流程進行。

深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年， 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計算機應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括：高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板，專注于多品種，中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地，目前外銷訂單占比70%以上。



PCB失效分析技術(shù)方法（續(xù)）

3.掃描聲學(xué)顯微鏡

目前用于電子封裝或組裝分析的主要是C模式的超聲掃描聲學(xué)顯微鏡，它是利用高頻超聲波在材料不連續(xù)界面上反射產(chǎn)生的振幅及位相與極性變化來成像，其掃描方式是沿著Z軸掃描X-Y平面的信息。因此，掃描聲學(xué)顯微鏡可以用來檢測元器件、材料以及PCB與PCBA內(nèi)部的各種缺陷，包括裂紋、分層、夾雜物以及空洞等。如果掃描聲學(xué)的頻率寬度足夠的話，還可以直接檢測到焊點的內(nèi)部缺陷。典型的掃描聲學(xué)的圖像是以紅色的警示色表示缺陷的存在，由于大量塑料封裝的元器件使用在SMT工藝中，由有鉛轉(zhuǎn)換成無鉛工藝的過程中，大量的潮濕回流敏感問題產(chǎn)生，即吸濕的塑封器件會在更高的無鉛工藝溫度下回流時出現(xiàn)內(nèi)部或基板分層開裂現(xiàn)象，在無鉛工藝的高溫下普通的PCB也會常常出現(xiàn)爆板現(xiàn)象。此時，掃描聲學(xué)顯微鏡就凸現(xiàn)其在多層高密度PCB無損探傷方面的特別優(yōu)勢。而一般的明顯的爆板則只需通過目測外觀就能檢測出來。

4.X射線透視檢查

對于某些不能通過外觀檢查到的部位以及PCB的通孔內(nèi)部和其他內(nèi)部缺陷，只好使用X射線透視系統(tǒng)來檢查。X光透視系統(tǒng)就是利用不同材料厚度或是不同材料密度對X光的吸濕或透過率的不同原理來成像。 該技術(shù)更多地用來檢查PCBA焊點內(nèi)部的缺陷、通孔內(nèi)部缺陷和高密度封裝的BGA或CSP器件的缺陷焊點的定位。目前的工業(yè)X光透視設(shè)備的分辨率可以達到一個微米以下，并正由二維向三維成像的設(shè)備轉(zhuǎn)變，甚至已經(jīng)有五維（5D）的設(shè)備用于封裝的檢查，但是這種5D的X光透視系統(tǒng)非常貴重，很少在工業(yè)界有實際的應(yīng)用。

盲埋孔板件疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

1 對于芯板厚度對所有用0.10mm芯板、孔徑在0.25mm以下的一階盲孔，使用100um的RCC，對所有用0.13mm芯板、孔徑在0.25mm以下的盲孔，建議客戶采用100T的RCC

2 對于N+結(jié)構(gòu)的盲埋孔板件，疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循厚度一致或相近（厚度差小于0.20mm），當(dāng)N或M層疊層結(jié)構(gòu)中介質(zhì)層厚度≥0.40mm，應(yīng)采用內(nèi)層芯板代替，對于多次壓合的盲埋孔板件，工程在設(shè)計時必須考慮最后一次壓合厚度的匹配性。

3 對于盲埋孔電鍍控制銅厚請工程備注：平均20um，單點大于18um。

4對于常規(guī)FR4材料，如果單張芯板沒有盲埋孔結(jié)構(gòu)，不可以使用芯板直接壓合方式進行疊層設(shè)計，應(yīng)采用PP+內(nèi)層芯板方式設(shè)計

5 對于二階HDI流程的板件外層必須采用負(fù)片電鍍工藝。（即：外層電鍍采用負(fù)片電鍍、外層圖形采用負(fù)片工藝，采用內(nèi)層蝕刻線加工外層線路）
6、對于存在多次壓合板件內(nèi)層芯板預(yù)放比例相關(guān)規(guī)定參照《HDI、機械盲埋孔預(yù)放比例事宜》。
7.對于采用PP+內(nèi)層芯板壓合方式的內(nèi)層板，板件有盲埋孔設(shè)計與表面銅厚要求完成1OZ銅厚的用12um銅箔或12um銅箔的RCC，在負(fù)片電鍍后即可達到要求；
9.對內(nèi)層要求完成HOZ銅厚用12um銅箔或12um銅箔的RCC，走內(nèi)層電鍍孔工藝，然后走負(fù)片工藝蝕刻。
10.板件沒有盲埋孔只有銅厚要求的板件，直接用客戶所需的銅箔厚度加工即可，不需進行沉銅、電鍍加工流程。
11.對于芯板直接壓合的板件，如板件需要進行電鍍流程，內(nèi)層芯板盡量采用陰陽銅結(jié)構(gòu)。
12.對于多次壓合板件外層補償請參照《盲孔板外層線路補償?shù)难a充規(guī)定》。
13.對所有類型的鍍孔工藝（通孔、盲孔、埋孔等），不分板厚、孔徑，鍍孔菲林焊盤大小統(tǒng)一為：鉆刀直徑+3mil（即在單邊加大1.5mil）。
14.二階HDI板件不可以含有外層表面處理方式為全板鍍金（水金）、金屬化包邊、金屬化槽孔、負(fù)焊盤工藝，如有以上要求請溝通。


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