高速pcb设计指南之二(doc13)-经营管理(编辑修改稿)

高速pcb设计指南之二(doc13)-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

供应商规格。 较大的球与焊盘的直径可能限制较高Ｉ／Ｏ元件的电路布线。 一些ＢＧＡ元件类型的焊盘几何形状可能不允许宽度足够容纳不止一条或两条电路的间隔。 例如，０．５０ｍｍ间距的ＢＧＡ将不允许甚至一条大于０．００２ ″或０．００３ ″的电路。 那些采用密间距ＢＧＡ封装变量的可能发现焊盘中的旁路孔 (微型旁路孔 )更加实际，特别如果元件密度高，必须减少电路布线。 装配工艺效率所要求的特征 为了采纳对密间距表面贴装元件 (ＳＭＤ )的模板的精确定位，要求一些视觉或摄像机帮助的对中方法。 全局定位基准点是用于准确的锡膏印刷的模板定位和在精确的ＳＭＤ贴装中作为参考点。 模板印刷机的摄相机系统自动将板对准模板，达到准确的锡膏转移。 对于那些使用 模板到电路板的自动视觉对中的系统，电路板的设计者必须在焊盘层的设计文件中提供至少两个全局基准点（图四）。 在组合板的每一个装配单元内也必须提供局部基准点目标，以帮助自动元件贴装。 另外，对于每一个密间距ＱＦＰ、ＴＳＯＰ和高Ｉ／Ｏ密间距ＢＧＡ元件，通常提供一或两个目标。 在所有位置推荐使用一个基准点的尺寸。 虽然形状和尺寸可以对不同的应用分别对待，但是大多数设备制造商都认同１．０ｍｍ（０．０４０ ″）直径的实心点。 该点必须没有阻焊层，以保证摄相机可以快速识别。 除了基准点目标外，电路板必须包含一些定位孔，用于二次装配 有关的操作。 组合板应该提供两或三个定位孔，每个电路板报单元提供至少两个定位孔。 通常，装配专家规定尺寸（０．６５ｍｍ是常见的），应该指定无电镀孔。 至于在锡膏印刷模板夹具上提供的基准点，一些系统检测模板的定面，而另一些则检测底面。 模板上的全局基准点只是半腐蚀在模板的表面，用黑树脂颜料填充。 指定表面最终涂层 为元件的安装选择专门类型的表面最终涂镀方法可以提高装配工艺的效率，但是也可能影响ＰＣＢ的制造成本。 在铜箔上电镀锡或锡／铅合金作为抗腐蚀层是非常常见的制造方法。 选择性地去掉铜箔的减去法 化学腐蚀 继续在ＰＣＢ工业广泛使用。 因为锡／铅导线当暴露在１９５ 176。 Ｃ温度以上时变成液体，所以大多数使用回流焊接技术的表面贴装板都指定裸铜上的阻焊层 (ＳＭＯＢＣ ,ｓｏｌｄｅｒｍａｓｋ ｏｖｅｒ ｂａｒｅ ｃｏｐｐｅｒ )来保持阻焊材料下一个平坦均匀的表面。 当处理ＳＭＯＢＣ板时，锡或锡／铅是化学剥离的，只留下铜导体和没有电镀的元件安装座。 铜导体用环氧树脂或聚合物阻焊层涂盖，以防止对 中国最大的 管理资料下载中心 (收集 \整理 . 部分版权归原作者所有 ) 第 7 页 共 13 页 焊接有关工艺的暴露。 虽然电路导线有阻焊层覆盖，设计者还必须为那些不被阻焊层覆盖的部分 元件安装座 指定表面涂层。 下面的例子是广泛使用 在制造工业的合金电镀典型方法。 通常要求预处理安装座的应用是超密间距ＱＦＰ元件。 例如，ＴＡＢ (ｔａｂｌｅ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄ )元件可能具有小于０．２５ｍｍ的引脚间距。 通过在这些座上提供７００－８００ μ″的锡／铅合金，装配专家可以上少量的助焊剂、贴装零件和使用加热棒、热风、激光或软束线光源来回流焊接该元件。 在特殊的安装座上选择性地电镀或保留锡／铅合金将适用于超密间距ＴＡＢ封装的回流焊接。 使用热风均匀法，锡／铅在上阻焊层之后涂镀在电路板上。 该工艺是，电镀的板经过清洗、上助焊剂和浸入熔化的焊锡 中，当合金还是液体状态的时候，多余的材料被吹离表面，留下合金覆盖的表面。 热风焊锡均匀 ＨＡＳＬ (ｈｏｔ ａｉｒ ｓｏｌｄｅｒ ｌｅｖｅｌｉｎｇ )电镀工艺广泛使用，一般适合于回流焊接装配工艺；可是，焊锡量与平整度的不一致可能不适合于使用密间距元件的电路板。 密间距的ＳＱＦＰ、ＴＳＯＰ和ＢＧＡ元件要求非常均匀和平整的表面涂层。 作为控制在密间距元件的安装座上均匀锡膏量的方法，表面必须尽可能地平整。 为了保证平整度，许多公司在铜箔上使用镍合金，接着一层很薄的金合金涂层，来去掉氧化物。 在阻焊涂层工艺之后，在暴 露的裸铜上使用无电镀镍／金。 用这个工艺，制造商通常将使用锡／铅电镀图案作为抗腐蚀层，在腐蚀之后剥离锡／铅合金，但是不是对暴露的安装座和孔施用焊锡合金，而是电路板浸镀镍／金合金。 按照ＩＰＣ－２２２１标准《印制板设计的通用标准》，推荐的无电镀镍厚度是２．５－５．０ μｍ (至少１．３ μｍ )，而推荐的浸金厚度为０．０８－０．２３ μｍ。 有关金的合金与焊接工艺的一句话忠告：如果金涂层厚度超过０．８ μｍ（３ μ″），那么金对锡／铅比率可能引起最终焊接点的脆弱。 脆弱将造成温度循环中的过分开裂或装配后的板可能暴露到的 其它物理应力。 合金电镀替代方案 在上阻焊层之后给板增加焊锡合金是有成本代价的，并且给基板遭受极大的应力条件。 例如用锡／铅涂层，板插入熔化的焊锡中，然后抽出和用强风将多余的锡／铅材料去掉。 温度冲击可能导致基板结构的脱层、损坏电镀孔和可能影响长期可靠性的缺陷。 Ｎｉ／Ａｕ涂镀，虽然应力较小，但不是所有电路板制造商都有的一种技术。 作为对电镀的另一种选择，许多公司已经找到成功的、有经济优势的和平整的安装表面的方法，这就是有机保护层或在裸铜上与上助焊剂涂层。 作为阻止裸铜安装座和旁通孔／测试 焊盘上氧化增长的一个方法，将一种特殊的保护剂或阻化剂涂层应用到板上。 诸如苯并三唑（Ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ）和咪唑（Ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）这些有机／氮涂层材料被用来取代上面所描述的合金表面涂层，可从几个渠道购买到，不同的商标名称。 在北美洲，广泛使用的一种产品是ＥＮＴＥＫ ＰＬＵＳ ＣＵ－１０６Ａ。 这种涂层适合于大多数有机助焊焊接材料，在对装配工艺中经常遇到的三、四次高温暴露之后仍有保护特征。 多次暴露的能力是重要的。 当ＳＭＤ要焊接到装配的主面和第二面的时候，会发生两次对回流焊接温度的暴露。 混合技术典型的多次装 配步骤也可能包括对波峰焊接或其它焊接工艺的暴露。 一般成本考虑 与ＰＣＢ电镀或涂镀有关的成本不总是详细界定的。 一些供应商感觉方法之间的成本差别占总的单位成本中的很小部分，所以界不界定是不重要的。 其他的可能对不是其能力之内 中国最大的 管理资料下载中心 (收集 \整理 . 部分版权归原作者所有 ) 第 8 页 共 13 页 的成本有一个额外的费用，因为板必须送出去最后加工。 例如，在加州的一家公司将板发送给在德州的一家公司进行Ｎｉ／Ａｕ电镀。 这个额外处理的费用可能没有清晰地界定为对客户的一个额外开支；可是，总的板成本受到影响。 每一个电镀和涂镀工艺都有其优点与缺点。 设计者与制造工程师必须通过 试验或工艺效率评估仔细地权衡每一个因素。 在指定ＰＣＢ制造是必须考虑的问题都有经济以及工艺上的平衡。 对于细导线、高元件密度或密间距技术与 μＢＧＡ，平整的外形是必须的。 焊盘表面涂层可以是电镀的或涂敷的，但必须考虑装配工艺与经济性。 在所有涂敷和电镀的选择中，Ｎｉ／Ａｕ是最万能的 (只要金的厚度低于５ μ″)。 电镀工艺比保护性涂层好的优势是货架寿命、永久性地覆盖在那些不暴露到焊接工艺的旁路孔或其它电路特征的铜上面、和抗污染。 虽然表面涂层特性之间的平衡将影响最终选择，但是可行性与总的ＰＣＢ成本最可能决定最后的选择。 在北美，ＨＡＳＬ工艺传统上主宰ＰＣＢ工业，但是表面的均匀性难于控制。 对于密间距元件的焊接，一个受控的装配工艺取决于一个平整均匀的安装座。 密间距元件包括ＴＳＯＰ、ＳＱＦＰ和 μＢＧＡ元件族。 如果密间距元件在装配中不使用，使用ＨＡＳＬ工艺是可行的选择。 阻焊层（ sldermask)要求 阻焊层在控制回流焊接工艺期间的焊接缺陷中的角色是重要的，ＰＣＢ设计者应该尽量减小焊盘特征周围的间隔。