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電子零件掉落或錫裂一定是SMT製程問題迷思(11)?應力是造成BGA焊錫破裂的最大兇手

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(對於大陸那些盜文網站,複製貼上本站文章後,居然還改成自己公司的名字,感到無恥!文章內容部份防止複製作法可能造成您閱讀的不便,請見諒!)

前面的篇幅工作熊花了許多時間來談論「如何加強PCA的結合力」,以及「如何增強電子產品抵抗應力的能力」等,現在我們終於可以開始來談談造成BGA焊錫破裂的最大兇手『應力(stress)』。

所謂知己知彼方能百戰百勝,想要徹底解決BGA焊錫破裂的問題,就必須要了解「應力來自何處?」才能對症下藥避免或降低應力的影響,不解決應力問題,其他的努力都只能事倍功半,就像整治河水氾濫,疏通永遠比圍堵來得有效。

應力又可以分為內應力及外應力兩種,內應力屬於潛變(creep)的長期信賴度問題,本文基本上不談論內應力,而僅針對「外應力」來探討。對於焊錫來說,應力其實無所不在,而應力對焊錫破裂的最大影響就是造成「板彎」,早期的時候電路板的厚度大概都設計在1.6mm以上,而且電子零件也還算大顆及強壯,對於組裝所造成的彎曲應力也都還在可以承受的範圍內,但隨著手機的風行,電路板的厚度也越來越薄,而太簿的電路板只要稍微用點力就會被彎曲,再加上BGA的錫球直徑也是越做越小,對於應力的承受能力也就越來越差。

還好現在的科技也跟著發達,現在想要了解應力如何作用在電路板以致造成板彎,可以事先利用電腦CAD來模擬,不過模擬需要輸入許多的假設條件,所以結果也通常與事實有些差距,不過還是可以參考。等到板子實際做出來之後,其實還可以利用應變應力計(strain-stress gage)來量測各種組裝狀況下電路板承受的實際應力。

所以,如果你們公司的產品於生產過程中經常碰到BGA焊錫開裂或是MLCC電容破裂的問題,工作熊強烈建議你一定要使用應變計(strain-stress gage)來量測各種組裝及測試製程中所引起的應力大小,然後針對應力超標的製程進行改善。

建議延伸閱讀:
板彎板翹發生的原因與防止的方法
BGA錫裂,使用應變片(Strain Gauge)量測電路板到底那個環節產生較大變形量


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延伸閱讀:
滾筒測試(tumble test)的方法與失效解決對策
如何判斷BGA掉件是SMT工廠製程或是設計問題?
電路板零件掉落,該如何著手分析、判斷並釐清問題點


電子零件掉落或錫裂一定是SMT製程問題迷思(13)?應力來源的最大挑戰:使用環境

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恭喜老爺!賀喜夫人!這篇文章是本系列的最後一篇了~日後就不需要再聽工作熊囉唆這個無聊的話提了!

應力來源的最大挑戰:使用環境

談完了組裝時應力的注意事項及解決方法,接下來我們來談談電子產品的最大應力來源:終端客戶的使用環境。

(對於大陸那些盜文網站,複製本站文章貼文後,居然還改成自己公司的名字,感到無恥!可能造成您閱讀的不便,請見諒!)

其實電子產品在實際應用時所遭遇到的各種狀況及環境才是產品面對「應力」的最大的挑戰,比如說產品不小心掉落到水泥或大理石地面,手持裝置甚至可能從樓梯上一路滾落下來,還有長途船運或貨運時在貨櫃內白天必須太陽曝曬的產生的高熱、夜晚還得忍受戶外輻射冷卻後的寒冷,貨櫃甚至可能運送經過極寒或極熱的地帶,所以一般新產品在DQ時都會安排做所謂的「落下衝擊測試(drop impact test)」、「滾動測試(tumble test)」,還有高低溫及高濕的環境測試(environmental temperature/humidity test)來模擬這些實際上可能發生的狀況。

相關延伸閱讀:
裸機的落下試驗/摔落實驗(Drop test)要求

滾筒測試(tumble test)的方法與失效解決對策

就工作熊的了解,很多產品在DQ這一關其實就被卡住了,然後內部就開始爭論測試條件是否太過於嚴苛?裸機落摔的高度是否可以降低?滾動測試的次數是否可以減少?接著又要求焊錫強度能不能增強?最後問能不能放寬允收的標準?如果真的因此放寬了標準,那跟掩耳盜鈴也沒啥兩樣了,工作熊一直認為,做為一個負責任的研發應該要在產品研發階段就將哪些該解的工程問題解掉,而不是等量產後讓後面的持續改善單位及製程來擦屁股。

工作熊經常發現,既使產品通過了DQ測試,可實際賣到市場上使用一段時間後,依然還是會接到客戶抱怨產品不良的問題,何況是哪些降低了DQ標準或是剛好在及格邊緣的產品,這是因為DQ的測試項目及條件往往僅是模擬我們所知道的使用者環境狀況,有些可能還會被列為極端使用條件予以排除,但終端使用者總有我們預期不到的狀況出現以致造成產品失效,比如說:

  • 手持式產品可能經常不小心被屁股坐到,有的可能是直接放置於屁股口袋後坐到,有的可能是放在汽車駕駛座上,下車後重新上車忘記被不小心坐到。
  • 原本設計要在室內(indoor)使用的產品,突然被市場部拿去變成車用(automotive)產品,這時候產品的耐震度、抗衝擊能力、高低溫度能力都會變得更為嚴苛。
  • IO連接器須經常遭受插拔,接線的位置是否經常被撞擊或長時間擠壓,持續受力除了可能造成IO連接器失效之外,還可能造成額外的板彎,所以一般的IO連接器都應該要有連接線插入「止擋(stop)」的機構設計。
  • 某些產品可能因為使用者習慣不好,會被經常拿起並丟落桌面上,或是可能受到一些其他物品的擠壓。
  • 某些有按鍵的產品,可能會有使用者閒極無聊,一直用手指頭重複按壓或過份用力按壓某個按鍵,導致按鍵過份擠壓電路板而變形。

有時候客戶的無理要求可以一笑置之,但是當競爭對手的產品信賴度比你的好,價錢又不會比你的貴,就等著被對手超越吧!

所以,工作熊強烈建議RD在設計新產品的時候應該要預先設計好或預留一些可以強化產品抵抗應力或減緩應力作用的機構,工作熊更建議,新產品設計之初也應該利用電腦CAD來模擬可能出現應力集中的地方,然後加以處理,而不是等到DQ測試或市場上反應了問題才來亡羊補牢,甚至妄圖要求SMT加強焊錫來克服應力問題,須知產品已經設計完成後要再做重大設計變更的困難度,它可能引起副作用,也可能需要重新認證。

工作熊了解RD其實背負著許多的使命、要求與無奈,因為所有的一切問題都源自研發,所以製造工廠要求RD的設計要符合DFM (Design For Manufacturing),而維修中心則要求要符合DFR (Design For Repair),市場部要求產品要盡可能多功能,但要便宜,還希望研發時程可以縮短,但如果連RD都沒有擔當,反正老闆喊口令後就不顧一切的提槍快跑往前衝,最後應該會全部陣亡在沙灘上。

RD兄弟們!要堅持住啊!


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PCB烘烤的迷思:PCB上線前烘烤可以增加焊錫性嗎?

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工作熊發現有些表面貼焊(SMT)工程師或管理者對於「PCB烘烤」有著很執著的熱愛,應該說他們對於「PCB烘烤」 […]

為什麼過期的PCB要先烘烤才能打SMT或過爐?

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為什麼過期的PCB要先烘烤才能打SMT或過爐?對許多工程師來說,他們可能就是搞不懂「為什麼 PCB過期超過保存期限後一定要先烘烤才能打SMT過回焊爐呢?」,還是你覺得不管PCB有沒有過期總之先烤了再說?哪你知道PCB過期後為何需要烘烤?PCB烘烤又有那些限制?

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PCB烘烤的主要目的在去濕除潮,除去PCB內含或從外界吸收的水氣,因為有些PCB本身所使用的材質就容易形成水分子,另外,PCB生產出來擺放一段時間後也有機會吸收到環境中的水氣,而「水」則是造成PCB爆板(popcorn)或分層(delamination)的主要兇手之一。







因為當PCB放置於溫度超過100°C的環境下,比如回焊爐、波焊爐、熱風重工或手焊…等製程時,「水」就會變成水蒸氣,然後快速膨脹其體積,當加熱於PCB的速度越快,水蒸氣膨脹也會越快,當溫度越高,則水蒸氣的體積也就越大,當水蒸氣無法即時從PCB內逃逸出來,就很有機會撐脹PCB,尤其PCB的Z方向最為脆弱,有些時候可能會將PCB的層與層之間的導通孔(via)拉斷,有時則可能造成PCB的層間分離,更嚴重的連PCB外表都可以看得到起泡、膨龜、爆板等現象,有時候就算PCB外表看不到以上的現象,但其實已經內傷,隨著時間過去反而會造成電器產品的功能不穩定,或發生CAF等問題,終至造成產品失效。

建議延伸相關閱讀:PCB爆板的真因剖析與防止對策

PCB烘烤的程序其實還蠻麻煩的,烘烤時必須將原本的包裝拆除後才能放入烤箱中,然後要用超過100°C的溫度來烘烤,但是溫度又不能太高,免得烘烤期間水蒸氣過度膨脹反而把PCB給撐爆,一般業界對於PCB烘烤的溫度大多設定在120+/-5°C的條件,以確保水氣真的可以從PCB本體內消除後,才能上SMT線打板過回焊爐焊接,烘烤時間則隨著PCB的厚度與尺寸大小而有所不同,而且對於比較薄或是尺寸比較大的PCB還得在烘烤後用重物壓著板子,這是為了要降低或避免PCB在烘烤後冷卻期間因為應力釋放而導致PCB彎曲變形的慘劇發生,因為PCB一旦變形彎曲,在SMT印刷錫膏時就會出現偏移或是厚薄不均的問題,連帶的會造成後面回焊時大量的焊接短路或是空焊等不良發生。

PCB烘烤的條件設定

目前業界一般對於PCB烘烤的條件與時間設定如下:

1.PCB於製造日期2個月內且密封良好,拆封後放置於有溫度與濕度控制的環境(≦30°C/60%RH,依據IPC-1601)下超過5天者,上線前需以120+/-5°C烘烤1個小時。

2.PCB存放超過製造日期2~6個月,上線前需以120+/-5°C烘烤2個小時。

3.PCB存放超過製造日期6~12個月,上線前需以120+/-5°C烘烤4個小時。

4.PCB存放超過製造日期12個月以上,基本上不建議使用,因為多層板的膠合力可是會隨著時間而老化的,日後可能會發生產品功能不穩等品質問題,增加市場返修的機率,而且生產的過程還有爆板及吃錫不良等風險。如果不得不使用,建議要先以120+/-5°C烘烤6個小時,大量產前先試印錫膏投產幾片確定沒有焊錫性問題才繼續生產。另一個不建議使用存放過久的PCB是因為其表面處理也會隨著時間流逝而漸漸失效,以ENIG來說,業界的保存期限為12個月,過了這個時效,視其沉金層的厚度而定,厚度如果較薄者,其鎳層可能會因為擴散作用而出現在金層並形成氧化,影響信賴度,不可不慎。

5.所有烘烤完成的PCB必須在5天內使用完畢,未加工完畢的PCB上線前必須重新以120+/-5°C再烘烤1個小時。

PCB烘烤時的堆疊方式

1.大尺寸PCB烘烤時,採用平放堆疊式擺放,建議一疊最多數量建議不可超過30片,烘烤完成10鐘內需打開烤箱取出PCB並平放使其冷卻,烘烤後需壓防板彎治具 。大尺寸PCB不建議直立式烘烤,容易板彎。

2.中小型PCB烘烤時,可以採用平放堆疊式擺放,一疊最多數量建議不可超過40片,也可以採直立式,數量不限,烘烤完成10鐘內需打開烤箱取出PCB平放使其冷卻,烘烤後需壓防板彎治具。

PCB烘烤時的注意事項:

1.烘烤溫度不可以超過PCB的Tg點,一般要求不可以超過125°C。早期某些含鉛的PCB之Tg點比較低,現在無鉛PCB的Tg大多在150°C以上。

2.烘烤後的PCB要盡快使用完畢,如果未使用完畢應盡早重新真空包裝。如果暴露於車間時間過久,則必須重新烘烤。

3.烤箱記得要加裝抽風乾燥設備,否則烤出來的水蒸氣反而會留存在烤箱內增加其相對濕度,不利PCB除濕。

4.以品質觀點來看,使用越是新鮮的PCB焊錫過爐後的品質就越好,過期的PCB即使拿去烘烤後才使用還是會有一定的品質風險。

工作熊個人對PCB烘烤的建議:

1.工作熊個人建議只要使用105+/-5°C的溫度來烘烤PCB就好了,因為水的沸點是100°C,只要超過其沸點,水就會變成水蒸氣,因為PCB內含的水分子不會太多,所以並不需要太高的溫度來增加其氣化的速度,溫度太高或氣化速度太快反而容易使得水蒸氣快速膨脹,對品質其實不利,尤其對多層板及有埋孔的PCB,105°C剛剛好高於水的沸點,溫度又不會太高,可以除濕又可以降低氧化的風險。況且現在的烤箱溫度控制的能力已經比以前提升不少。

2.PCB是否需要烘烤,應該要看其包裝是否受潮,也就是要觀察其真空包裝內的 HIC (Humidity Indicator Card,濕度指示卡) 是否已經顯示受潮,如果包裝良好,HIC沒有指示受潮其實是可以直接上線不用烘烤的。

2.PCB烘烤時建議採用「直立式」且有間隔來烘烤,因為這樣才能起到熱空氣對流最大效果,而且水氣也比較容易從PCB內被烤出來。但是對於大尺寸的PCB可能得考慮直立式是否會造成板彎變形問題。

3.PCB烘烤後建議放置於乾燥處並使其快速冷卻,最好還要在板子的上頭壓上「防板彎治具」,因為一般物體從高熱狀態到冷卻的過程反而容易吸收水氣,但是快速冷卻又可能引起板彎,這要取得一個平衡。

PCB烘烤的缺點及需要考慮的事項:

1.烘烤會加速PCB表面鍍層的氧化,而且越高溫度烘烤越久越不利。
PCB烘烤的迷思:PCB上線前烘烤可以增加焊錫性嗎?

2.不建議對OSP表面處理的板子做高溫烘烤,因為OSP薄膜會因為高溫而降解或失效。如果不得不做烘烤,建議使用105+/-5°C的溫度烘烤,不得超過2個小時,烘烤後建議24小時內用完。

3.烘烤可能對IMC生成產生影響,尤其是對HASL(噴錫)、ImSn(化學錫、浸鍍錫)表面處理的板子,因為其IMC層(銅錫化合物)其實早在PCB階段就已經生成,也就是在PCB焊錫前已生成,烘烤反而會增加這層已生成IMC的厚度,造成信賴性問題。


延伸閱讀:
封裝濕敏零件烘烤常見問題整理
電路板PCB板材的結構與功用介紹
IPC-JEDEC-J-STD-033 濕敏零件的烘烤條件

使用過保存期限的PCB會有何風險?烘烤就可以了嗎?

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所有的材料其實都有其保存期限(Self-life),只是有些保存期限較長,而有些保存期限較短而已。那使用過期材料會有什麼問題?想想你吃了過期食物會有何問題?那使用過期的PCB(Printed Circuit Board,電路板)會有何問題?

在回答「過期PCB使用」問題前首先要問問大家,PCB的作用是什麼?它在電子組裝廠需要進行什麼加工?

PCB的最大作用是作為電子零件的載體來傳遞電子訊號,所以如果有零件無法被焊接於PCB或是接觸點無法有效傳遞電子訊號,將會影響到電子產品的功能,或是造成間歇性的功能不良。

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那電子零件又是如何被焊接到PCB的呢?

現在的PCB焊接工藝幾乎都使用約240~250°C的高溫將焊料(錫膏或錫絲)融化後連接電子零件焊腳與PCB,所以問題就來了,過期PCB能否可以至少承受兩次250°C以上的高溫而不會出現問題,之所以說承受兩次高溫是因為現在一般的PCBA製程都是雙面焊接板。

基於以上理解,現在就可以來看看『使用過期PCB到底可能會發生什麼事了?』,以下問題不見得一定都會發生,但都有風險,所以如果你還想使用過期PCB,必須要澄清以下問題不會發生:

過期PCB可能造成PCB表面焊墊發生氧化

焊墊氧化後將造成焊錫不良,最終可能導致功能失效或掉件風險。電路板不同的表面處理對於抗氧化的效果會不一樣,原則上ENIG要求要在12個月內用完,而OSP則要求要在六個月內用完,建議依照PCB板廠的保存期限(self life)以確保品質。

OSP板一般可以送回板廠洗掉OSP薄膜再重新上一層新的OSP,但OSP酸洗去除時有機會損傷其銅箔線路,所以最好洽詢板廠確認是否可以重新處理OSP膜。

ENIG板則無法重新處理,一般建議進行「壓烤」,然後試焊性有無問題。

過期PCB可能會吸濕造成爆板

電路板吸濕後經過回焊時可能會引起爆米花(popcorn)效應、爆板或分層等問題。這個問題雖然可以經由烘烤來解決,但並不是每種板子都適合烘烤,而且烘烤有可能會引起其他的品質問題。

一般來說OSP板不建議烘烤,因為高溫烘烤後會損害OSP膜,但也看過有人將OSP拿去烘烤,但是烘烤後必須

相關延伸閱讀:

過期PCB的膠合能力可能會降解變質

電路板生產出來後其層與層(layer to layer)之間的膠合能力就會隨著時間而漸漸降解甚至變質,也就是說隨著時間增加,電路板的層與層之間的結合力會漸漸下降。

如此的電路板在經過回焊爐高溫時,因為不同材料組成的電路板會有不同的熱膨脹係數,在熱脹冷縮的作用下,有可能造成電路板分層(de-lamination)、表面氣泡產生,這將嚴重影響電路板的可靠性與長期信賴度,因為電路板分層可能會拉斷電路板層與層之間的導通孔(via),造成電氣特性不良,最麻煩的是可能發生間歇性不良問題,更有可能造成CAF(微短路)而不自知。


延伸閱讀:
電子製造工廠如何產出一片電路板(PCBA)
如何運用TQRDCE評鑑考核一家SMT代工廠
電路板內層微短路現象(CAF,Conductive Anodic Filament)
用影片介紹SMT(Surface Mount Technology)製程(含紅膠點膠機)


什麼是PCB與PCBA?它們之間有什麼差異?區別是什麼?

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『PCB與PCBA的差異區別是什麼?』,這其實應該是很容易理解的一件事,但既然有人問了,就稍微解釋一下,路過的 […]

何謂「燈芯效應(wicking)」?燈芯現象在PCB會造成什麼品質問題?

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何謂「燈芯效應(wicking)」?燈芯現象在PCB會造成什麼品質問題?

「燈芯」是指蠟燭或古早油燈點燃時持續供油燃燒的蕊芯部分,它通常會以易吸油的細絲狀纖維或棉絲捻成束線來充當,因為不是融合,所以這時纖維與纖維間會存在極小的空隙,將芯線一端浸泡於燃油液體內,這時液體就會因為「毛細管作用(capillary action」而沿著纖維間的縫隙移動行進此作用稱之為「燈芯效應(wicking)」。

蠟燭火燈油燃燒的時候燒的大部分經由燈芯輸送上來的液態油,而不是燈芯,這也是燈芯可以持久的原因。

頂端圖片由Upali Senarath BandaraPixabay上發布

電路板上的「燈芯(wicking)」指的是什麼?燈芯現象又會造成什麼品質問題?

電子製造業中的「燈芯效應」一般指PCB基板在機械鑽孔製作PTHvia時,容易因為振動摩擦產生高熱融化樹脂與鑽頭高速旋轉的撕扯力道而造成玻璃纖維紗束中纖維與纖維間綻開,在後續的電鍍銅作業時,液態銅會沿著這些基板纖維間裂開的縫隙而發生浸透的現象,因為其滲銅現象就如同燈芯吸油的原理,故以此稱之,其實說穿了這就是一種「毛細現象」的體現。

 PCB制程中Wicking的管控

這裡要先說明一下,電路板的基材中除了有玻璃纖維紗束外,還會添加大量的混合樹脂(resin matrix)及填充料(fillers)來夯實填滿基板的結構與強度,在正常的情況下玻纖的周圍都會被這些樹脂及填充料佔滿,所以一般「燈芯(wicking)」的問題不會太嚴重,而且燈芯的深度也不會太長。

建議延伸閱讀:電路板PCB板材的結構與功用介紹

(對於大陸那些盜文網站,複製貼上本站文章後,居然還改成自己公司的名字,感到無恥!文章內容部份防止複製編排可能造成您閱讀的不便,請見諒!)

但是「燈芯(wicking)」現象在組裝電路板(PCBA)上確實是個品質的不定時炸彈,因為在特定的條件下燈芯(滲銅)的長度可是會繼續生長,最後可能引起電性上的短路,造成電子產品功能不良,或是漏電流(leakage current)大增等問題。所以,業界其實在很早就已經在IPC-A-600中提出要管控「燈芯(wicking)」的允收標準。(個人認為IPC後續應該會繼續更新並加嚴這個標準,因為現在的標準有點太鬆且不符合科技的需求了。)

  • Class 1,滲銅不可超過125µm (4.291 mil)
  • Class 2,滲銅不可超過100µm (3.937 mil)
  • Class 3,滲銅不可超過80µm (3.15 mil)

電路基板上的「燈芯效應」一般指基板在機械鑽孔時容易因為振動而造成玻璃纖維與纖維綻開,當電鍍銅作業的時候,液態銅會沿著基板纖維間的縫隙而有浸透的問題,其現象如同燈芯的原理,故以此稱之。

而隨著手機的流行推升科技的進步,現在電路板的線路及via設計也是越來越密集,疊層則越來越多,所以「燈芯(wicking)」的問題也越來越受到重視,而且也有越來越多的「CAF (Conductive Anodic Filament),電路板內微短路現象」造成的不良案例被提出來討論且要求改善。

所謂的CAF是在同時具有水氣(溶劑)、偏壓(形成氧化還原)、通道(毛細作用)、露銅(可以形成離子的元素)的條件下結合燈芯現象所造成的一種「電子遷移(electromigration)」或稱之為「銅遷移」,它一開始會造成相鄰電路的間歇性微短路,讓產品功能間歇性的時好時壞,雖然最終可能導致持續性的短路,但在這之前產品大概就已經就被客訴或拋棄了。

建議延伸閱讀:CAF(電路板微短路)形成的可能原因與改善對策

吸錫帶(solder wick)也是一種燈芯效應或「毛細現象」的應用

吸錫帶(solder wick)當我們需要修補電路板時,常會以人工作業的方式來進行除錫,一般會選擇使用純銅細線捻成的寬扁帶狀編織繩(吸錫帶,Solder Wick)來接觸或是直接放置於需要除錫的焊墊上方,然後用烙鐵直接加熱於吸錫帶融化焊錫,讓吸錫帶上的溫度比較高,就可以輕鬆地將多餘的焊錫吸附在吸錫帶上,達到除錫整平的效果,而吸錫帶的應用也是利用「燈芯效應」或「毛細作用」原理來達到吸錫的典型做法。

「燈芯效應」可以解釋人體自燃的神秘事件?

題外話,但卻是蠻讓人好奇的人體自燃事件原因~

初聞「人體自燃」事件時,著實讓人有點神秘學的感覺與匪夷所思,覺得怎麼可能發生,可新聞及文羨上確實有些人體自燃的案例,但是隨著調查,漸漸地有人提出這些人體自燃的屍體幾乎都有太靠近火源且無法做出反應即時撲滅火苗的行為,比如喝醉酒、昏迷或是吃了安眠藥的人,他們身上的衣物或先被外界的火焰點燃,燃燒的衣物接觸皮膚,因而跟著燃燒起來,接著,皮下脂肪由於燃燒的高溫而融化並從傷口流出,然後開始浸潤衣服,衣服被液化脂肪浸濕後就成了蠟燭的燈芯,而體內的脂肪就像是蠟燭的本體臘,脂肪融化後源源不絕地提供燃燒的油料,於是人體就像蠟燭一樣慢慢地燃燒殆盡,直到所有可以燃燒的身體組織都被燒完為止。

人類的骨髓和脂肪一樣,都是可以燃燒的材質,但是連骨頭都可以燒成灰燼的溫度卻需要高達870℃以上,似乎又不合理了?後來又有人提出自燃者似乎都患有骨質疏鬆症,研究顯示骨質疏鬆者的人骨在火葬時也容易被燒盡,於是「燈芯效應」就成了目前最可以解釋人體自燃的成因。

只是,人體自燃似乎得有很多因素同時發生,要有外界的火源、可以當成燈芯的足夠衣物、著火者無法自行撲滅火源+骨質疏鬆症~老實說個人對這個解釋還是抱存懷疑的態度,除非那是個精心佈置的實驗,否則要依照這樣的燈芯效應完成人體自燃,有點玄啊!


延伸閱讀:
整理SMT回流焊接缺點、可能原因及可能對策
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PCB電路拼板排版板材利用率Excel計算小工具

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這支【PCB電路拼板排版板材利用率Excel計算小工具】是由網友[Banny Lin]製作並同意免費提供給有需要朋友下載使用。感謝[Banny Lin]的無私。







使用此Excel小工具時的注意事項:

  • 配合圖示說明,需自行填入PCB單板的X及Y方向尺寸、X及Y板邊尺寸、X及Y方向連板間距、X及Y排版間距於D4、E4及F3、G3、I3及I4、M3及M4儲存格。請注意X及Y方向的尺寸不要填錯位置。

  • 目前拼板/連板只列出1×1~3×4矩陣,如需要更多拼/連板數量需自行增加欄位或變更矩陣數字。

  • 此小工具只能計算方形或是模擬方形外關板材使用率。無法計算畸形板拼板或交錯拼板的最佳板材使用率。比如兩片L型板互扣的板材利用率。

  • 此小工具會自動計算拼板於工作板中應擺放成X或Y方向才可得到最佳利用率。

  • 計算結果建議選擇工作板最大產出數。因為利用率的計算包含板邊,所以可能會出現利用率(utililization)高但是工作板產出數少的情形出現。工作熊個人建議在計算利用率時可以考慮只用產出的單板面積計算來而不列入板邊,這樣似乎比較符合實際需要,這是這麼一來利用率就會變得非常低,自行考慮囉!目前提供的Excel利用率計算式還是有包含板邊的。

需要詢問PCB板廠的資訊:

  • 工作板材大小。如果PCB板廠有多個工作板材尺寸,則必須每個工作板材尺寸都需要填一份Excel表格於J3~K4儲存格中。請注意:這裡的板材尺寸預設為英吋。

  • 賊區。這邊的賊區指的是板廠需要在工作板材上預留的板邊,因為板廠也需要在工作板材上留出一些空間來做定位點及定位孔。當然不同板廠也會在賊區做一些銅箔的設計來平衡板子應力的影響。

下載

PCB電路拼板排版板材利用率Excel計算小工具 (18.2kb)

小工具或許還有不足之處,使用時如發現任何問題歡迎留言討論~


延伸閱讀:
不要被錯誤的電路板拼板利用率計算唬弄了
決定PCB的連板拼板數量時應該考慮的幾個因素
SMT採用「陰陽拼板」或「鴛鴦拼板」使用上的限制
名詞解釋:PCB生產為什麼要做拼板(panelization)及板邊?然後再分板(de-panel)呢?

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PCB設計製作的CAD與Gerber檔案差別在哪裡?

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(這是一篇整理文,內容可能不是百分百正確,工作熊純粹是以使用的旁觀者角度來說明)

有接觸過PCB(Printed Circuit Board)的朋友應該都聽說過【Gerber】這個單字專有名詞,但你知道Gerber這個詞其實是來自一個位名叫Joseph Gerber的人及一家公司叫做「Gerber系統開發公司」所開發出來的一種描述PCB各圖層的向量影像檔案格式嗎?因為這種Gerber檔案格式的檔案小且可以讓繪圖機(plotter)以較不失真的方式來繪製出實際的圖層內容,後來得到大多數圖像繪圖機(photoplotter)公司的支援與採用,於是Gerber檔就成了一種通用的PCB檔案格式。

Gerber檔包含有哪些資訊?

Gerber其實是一種比較偏重於PCB製造與生產的描述檔,應該說它當初就是設計給繪圖機用的,Gerber的內容基本上會包含有各銅箔線路層(copper layer)、阻焊層(solder mask layer)、絲印層(silkscreen layer)、文字層(legend layer)、鑽孔層(drill layer)等製造PCB所需要的資訊,甚至連錫膏印刷層(solder paste printing layer)、影像辨識層(automated optical  inspection layer)、註解及生產注意事項(Notes)…等也都可以分層包含在其中。

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Gerber檔的優缺點

另外,Gerber並不適合被拿來當成PCB設計的儲存檔案格式。因為Gerber的檔案格式並未包含PCB各線路層之間的聯繫訊息,如果你仔細觀察Gerber的檔案,它的每一個圖層都是一個小檔案,也就是說Gerber在各圖層之間是彼此獨立而沒有關聯性的,它們就類似一張張各自獨立的圖紙,這個特性在早期PCB還只有單面或雙面的時候對佈線工程師的影響不大,但對於現在越來越複雜的多層PCB在設計、操作、除錯及驗證上則非常不利,所以現在幾乎已經沒有人用Gerber檔來當成PCB設計的檔案格式了。

也因為Gerber檔的訊息量較少,所以,其檔案大小相對其他用EDA或CAD軟體畫出來的設計檔小很多,而且其格式具有設計上較不可逆向性保護了原始設計,再加上其向量影像的分層格式仍然非常適合運用在PCB的製造上面,而現今PCB的生產大致上還是依循這種圖層將製程分成不同的階段來生產,所以Gerber檔至今依然被廣泛的應用於PCB的生產製造上。

因此,有些保密等級要求比較高的設計公司都會將設計檔轉成Gerber後再傳給PCB廠生產,盡量做到機密不外洩。

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Gerber檔可以轉出SMT需要的座標檔嗎?

工作熊建議最好由PCB的設計來直接提供零件的座標檔給SMT設備使用,這樣比較不會出錯,而且讓設計工程師養成習慣,輸出檔案時順便輸出座標檔,只是幾秒鐘的事情。

如果你還是可以用Gerber檔來轉SMT的座標檔,但是你必須要有CAM350或GC-PowerStation軟體才可以,或許還有別的軟體可以做到而沒被列出來,但都不是很方便就是了,比如說座標缺失、轉出來的零件編號(CRD, designator)錯置等問題,遠沒有設計工程師從源頭輸出來得正確。

什麼是PCB的CAD檔?

目前在畫PCB佈線設計時所使用的【EDA (Electronic Design Automation,電子設計自動化)】及【CAD (computer aided design,電腦輔助設計)】軟體(例如,Candence Allegro PCB Designer)除了包含有PCB各圖層的資訊外,還會包含有各層之間的聯絡資訊、元件資訊等,內容可說非常的全面,通稱為cad檔,一般也稱為原始設計檔,但是它的副檔名並非*.cad(*.cad通常是給fatemaster用的),而是依照各自的軟體來取名,如*.brd、*.pcb等副檔名。

而且大部分EDA軟體還可以直接吃OrCAD線路圖(schematic)的檔案,做到自動佈線,吃進來後再由佈線工程師手動調整,免去了手動輸入元件及聯絡線路的資訊,不僅縮短設計時間,也大大的降低了佈線的錯誤率。

結語:

你也可以將CAD檔理解成類似Microsoft Office軟體所儲存的檔案,雖然你也可以用Open Office之類的軟體來打開,但是開啟後可能會有些小問題,而Gerber就比較像是pdf檔案,幾乎所有的PCB軟體都可以開,但是如果你想要編輯,就有點給它困難了。


延伸閱讀:
什麼是PCB與PCBA?它們之間有什麼差異?區別是什麼?
名詞解釋:什麼是【Cross-board】【X-board】【打叉板】
名詞解釋:直通率(First Pass Yield, FPY)是什麼?該如何計算
Solder Mask(S/M)是什麼?對PCB有什麼用處?只有綠色嗎?

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PCB是濕敏零件嗎?PCB也有濕敏等級嗎?

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嚴格上來說,PCB不是「濕敏零件(Moisture Sensitive Devices)」,因為在IPC-J-STD-020及IPC-J-STD-033這兩份文件中所規範的濕敏零件都只是針對非密封固態的表面貼片零件(SMD)。但是,溼度確實又會對PCB造成非常嚴重的影響,就如同濕敏零件,一旦PCB吸濕受潮後又快速進入高溫時就會有「分層(de-lamination)」及發生「爆米花效應(Popcorn Effect)」的風險,因此,一般PCB都需要乾燥處理並使用真空防潮包裝來存放,而PCB吸濕受潮後也需要烘烤才能進行高溫的焊接製程。

IPC針對PCB的儲存與作業特別制定了一份工業標準IPC-1602(取代IPC-1601),這份文件其實大量參考IPC-J-STD-033內容,並規範PCB包裝時需使用防潮包裝(MBB)且內置濕度指示卡(HIC,Humidity Indicator Card)以及乾燥劑(desiccant),更規定PCB受潮後的建議烘烤(baking)條件,不過其烘烤條件並不是依照PCB的厚度,而是取決於PCB的不同表面處理(finishes),因為相同的溫度與時間會對不同表面處理的材質會產生不同的品質影響。

建議閱讀:

也就是說PCB雖然不是濕敏零件,但是我們必須以類似濕敏零件的方法來管控,當它暴露於大氣環境過久,仍然需要以烘烤(bake)的方式來對PCB進行去濕除潮。

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PCB也有濕敏等級嗎?

至於PCB是否有濕敏等級(Moisture Sensitive Level)?文件中並未明確說明,文件中僅指出PCB的濕敏等級需以PCB的樹脂(resin)材料來判定,而建議的判斷標準則為PCB的含水量,如果焊錫的最高溫度可能高達260℃時,建議含水量(MAMC, Maximum Acceptable Moisture Content)為重量比的0.1%(以下無鉛製程),如果焊錫最高溫度只有230℃時,建議含水量(MAMC)為重量比的0.5%以下(含鉛)。而含水量的量測方法則規定在IPC-TM-650文件中。

所以,如果你還想問PCB的濕敏等級為何?最好的方法就是詢問你的PCB供應商,請供應商依據板材的樹脂測試含水量後,提供PCB可以暴露的產線車間(shop floor)環境溫溼度,以及暴露於車間多久後需要重新烘烤。

  • IPC-J-STD-020 JOINT IPC/JEDEC Standard Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Non-hermetic Surface Mount Devices (SMDs)
  • IPC-J-STD-033 JOINT IPC/JEDEC Standard for Handling, Packing, Shipping, and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface-Mount Devices
  • IPC-1601 Printed Board Handling and Storage Guidelines
  • IPC-1602 Printed Board Handling and Storage Guidelines (取代IPC-1601A以後的版本)

延伸閱讀:

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PCB設計塞孔不塞孔會有何影響?什麼是全塞孔與半塞孔?

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台灣的研發工程師有個很大的優勢是懂得製造比大部分其他國家的工程師來得多,比較不會設計出無法生產的產品,因為他們可以就近觀察工廠的作業,了解工廠的需求,但自從製造業外移後,很多研發工程師似乎離工廠也越來越遠,尤其是負責PCB佈線layout的工程師,他(她)們幾乎很少有機會公費出差。

這其中有一個很重要的議題是導通孔(vias)設計是否需要塞孔,為何工廠的製程工程師總來要求PCB要塞孔?到底全塞孔與半塞孔又各有什麼優缺點?對製程又有何影響?

什麼是PCB導通孔(vias)?

導通孔(via)是用來連接及導通印刷電路板(PCB)不同層之間的銅箔線路用的。因為PCB基本上就是由一層一層的銅箔層堆疊累積而成,而上下相鄰銅箔(copper)層之間則會再鋪上一層絕緣膠片層(PP),也就是說銅箔層彼此之間是不互通的,而不同銅箔層之間的訊號傳遞靠的就是vias。

我們可以把不同的銅箔層想像成大型百貨公司的不同樓層,因為有隔間,所以就算同一樓層也不一定就相通,而導通孔就相當於樓梯通道,樓梯不只一處,所以PCB上會有很多的導通孔來連接不同的樓層。

什麼是PCB塞孔?PCB不塞孔會有何影響?

導通孔一般都是透光的,也就是當你把PCB拿起來對著燈光,可以看到一些有漏光的小孔大概就是了,而塞孔(plugging)就是要把這些導通孔(vias)給堵起來,讓它不再透光,塞孔最大目的是為了避免PCB在SMT及波焊製程時出現不必要的焊接品質問題。當然,PCB上除了導通孔外還有通孔(Through Hole)焊接用的電鍍通孔(PTH)與定位或固定鎖螺絲用的非電鍍通孔(NPTH)。

導通孔如果剛好坐落在需要印刷錫膏焊接的焊墊上,一般我們稱之為「通孔在墊(via-in-pad)」。在經過回焊高溫時,印刷在有導通孔焊墊上的錫膏就會開始融化,而融熔的錫液則會經由導通孔流到PCB的另一面,這將使得原本焊墊上的錫膏量減少,造成少錫(Solder insufficient)、空焊(solder skip)、不潤濕(non-wetting)等問題,而順流到PCB另一面的錫則可能會與其他零件短路而造成不可預期的問題,尤其是那些剛好位於零件底部的導通孔,由於零件本體與PCB之間的微小縫隙,錫液容易因毛細作用而沿著縫隙滲流到一些不可預期的地方造成品質問題。

另外,如果PCB需要流經波焊(wave soldering)製程,特別是開啟擾流波(chip wave)時,翻滾的錫液可是非常輕易就可以透過那些未塞孔的導通孔而溢流到零件面,造成一些不可預期的短路問題。

PCB是如何塞孔的?三種塞孔方法介紹

塞孔就是使用物質將導通孔給填充堵死,就工作熊個人的了解目前有三種常用的塞孔方法,分別為:

  • 防焊塞孔(solder mask covered):
    使用防焊漆(solder mask)印刷在已經完成電鍍銅的導通孔上方,讓防焊漆自然流入導通孔中並將之阻塞。使用防焊漆塞孔的優點是便宜,缺點則是品質較不易控制且容易形成凹陷,當錫膏印刷不良PCB清洗不到位時錫珠容易陷入殘留於這些凹陷處,當然這些都有辦法可以解決,就是加製程與管控。另外有一個不算缺點但必須提醒的事項,防焊塞孔的導通孔表面覆蓋的是絕緣防焊漆,它無法吃錫也不能做為電性接觸之用。使用防焊塞孔時孔徑建議要在0.4mm (16mil)以下,否則防焊漆將無法完全覆蓋塞住導通孔。

  • 樹脂塞孔(resin plugging):
    使用樹脂將已經完成電鍍銅的導通孔填平,然後再於其上方鍍銅變成焊墊。說起來很簡單,但樹脂塞孔時由於無法確保每次塞孔的表面都能與焊墊齊平,所以必須額外將之磨平後再執行一次電鍍銅,當然也可以選擇表面不做電鍍銅,而直接以防焊漆覆蓋。樹脂塞孔優點是表面可以製作電鍍銅及其他的表面處理金屬,不會影響到焊錫量,另外就算通孔直徑超過0.4mm也可以塞孔;樹脂塞孔的缺點是樹脂可能不太密實會有縫隙,文獻及經驗顯示,這些縫隙中的空氣在回焊受熱過程中可能進入BGA的錫球內部造成中空弱化焊錫強度,並吹脹錫球外徑與相鄰錫球短路。

  • 電鍍銅塞孔(copper electroplating microvia filling):
    利用添加劑的特性,控制局部區域銅的生長速率,來進行填孔的目的,只是電鍍填孔的孔徑不可太大,一般只能在使用雷射鑽孔的微通孔(micro-via)中使用。電鍍塞孔有樹脂塞孔後電鍍的所有優點,但是不會有空氣藏在通孔中的問題,缺點是價格較貴,且填孔後容易出現表面凹陷的dimple,dimple如果太深。容易造成BGA空焊及孔洞問題,所以需要與PCB製造商訂定dimple深度的規格。

要注意的是塞孔可不只以上三種方法。

何謂半塞孔與全塞孔?

全塞孔就是將整個導通孔全部都給塞滿直到PCB兩面的表面,這也是我們一般對塞孔的印象。而半塞孔則只能用在防焊塞孔,一般是為了節省成本,因為PCB的價錢除了材料成本外,再來就是製程的多寡,製程越多當然就越貴。

「樹脂全塞孔」的一般製程是使用絲印網版在需要塞孔的PCB一面先印上防焊漆,有些比較大的孔可能得在PCB的同一面印兩次以上,經過烘烤後,再於PCB的另一面需要塞孔的位置印上防焊漆,這樣才能讓防焊漆填滿整個導通孔的目的。

而所謂的「半塞孔」,就是只在PCB一面需要塞孔的位置印刷防焊漆,而PCB另外一面對應的導通孔位置則不再印刷防焊漆,這樣就節省了PCB的部分製程,PCB的價錢自然就會降低。

只是半塞孔的品質問題不少,除非是單面板組裝製程,否則不建議使用。半塞孔在PCB板廠的生產工藝上容易在孔壁的內部空間形成死角,殘留隱藏化學藥水,無法被清洗乾淨,這樣就容易在後續的SMT或波焊時造成可靠性問題,也容易進錫珠。

PCB的導通孔塞孔後會影響導熱或是高頻/高速的效果?

這似乎是很多PCB的layout工程師都會有的疑問?工程師們總是擔心導通孔塞孔後是否會影響到導熱或是高頻的效果。

其實,影響散熱導通孔(thermal vias)效率的最大因素是銅箔通道的大小,也就是說當熱源(通常是IC)經由越大的銅截面積連接到較低溫度(通常是接地)的散熱效果越好,如果導通孔使用電鍍銅塞孔反而可以增加散熱率,因為銅截面積增加了,而使用樹脂全塞孔表面做電鍍銅時散熱效果差異不大,使用防焊塞孔的話則會使得散熱效果變差,但也只是差一點點,不過這個可以藉由增加散熱導通孔的數量來弭補。

至於塞孔會不會影響高頻的效率,就工作熊個人的了解,高頻訊號最好不要經由導通孔來傳遞訊號,但這幾乎不太可能,因為高頻訊號傳遞時不建議有激烈的轉折與高低起伏,而via-in-pad設計如果不塞孔的話,在SMT製程時就無法預估並保證每次流入導通孔的焊錫量都是固定的,也就是說傳遞訊號的導體面積無法固定,這樣就可能造成高頻的傳輸不穩;另外,訊號傳遞的導體突然從銅(箔)轉換為錫(流入通孔的焊錫),再轉回銅(箔)的過程中可能也會造成高頻訊號延遲不同步,所以高頻/高速板的via-in-pad最好可以塞孔,而且最好是電鍍銅塞孔,使用一致的導體,降低訊號傳遞的失誤。

工作熊不是高頻/高速板的專家,如果有錯誤歡迎指正。

PCB上那些位置的導通孔需要塞孔?

如果可以的話建議PCB上的所有導通孔(vias)全部塞孔,只留EE或ME特別指定有特殊需求的孔不塞,比如說導通孔需要做為測試點,或是需要作為接觸用,需特別注意無塞孔的vias在焊接時是否會出現焊錫溢流過via到PCB另一面或via在焊墊上造成少錫等問題。

PCB防焊塞孔和防焊開窗有什麼區別?

防焊(solder mask)我們一般俗稱綠漆,這是因為一般我們看到的PCB都是綠色,而PCB上沒有印刷綠漆的地方就是防焊開窗的地方,因為防焊為絕緣漆,所以這些開窗的地方通常就是需要吃錫的焊墊,或是PCBA完成後還有需要做電性接觸的焊墊或測試點。

如果是採用防焊塞孔時,在不需要塞孔的導通孔位置就需要做防焊開窗,否則PCB廠就會使用防焊覆蓋於沒有開窗的導通孔,當然在PCB製作的規格書注意事項中最好特別加註要採用何種塞孔製程,免得到時候PCB製作出來時與想像的不同。

須留意的是,Gerber中定義PCB規格時,防焊層為負片,也就是黑影為開窗,不需要印刷防焊漆。

IPC-4761中有定義各種不同的塞孔工藝,有興趣的朋友可以參考看看。


延伸閱讀:
PCB電路板為何要有測試點?

電路板上為何要有孔洞?何謂PTH/NPTH/vias(導通孔)
Solder Mask(S/M)是什麼?對PCB有什麼用處?只有綠色嗎?

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六種IPC-4761定義的印刷電路板導通孔(塞孔)結構保護設計

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這份IPC-4761印刷電路板導通孔結構建保護指引(Design Guide for Protection of Printed Board Via Structures)文件其實已經是2006年的老版本了,距今沒有更新。它定義了幾種導通孔保護(via protection)的方法,也定義了6種導通孔保護的型態(type)。

說白話一點,導通孔保護其實就是我們一般認知的【塞孔】,只是文件中用了幾種名詞(Tented via, Covered via, Capped via, Plugged via, Filled via)等來定義不同的塞孔方法。

文件中也花了很多篇幅來說明導通孔保護的諸多優點,以及導通孔保護施作時可能會遇到的一些問題,不過這不在本文的討論中,有形去的朋友可以自己去找這份文件地看看。

IPC-4761文件中提及的幾種導通孔保護方法

請注意:以下的幾種導通孔保護方法的中文為工作熊自己的翻譯,目前看來並無統一的中文翻譯。

  • Tented via (封孔):封孔主要以乾膜(dry film mask)架橋覆蓋於導通孔的上方,導通孔內沒有填充其他材料。其主要目的在保護導通孔內壁的導通金屬以確保孔內的導通功能可以正常運作。封孔可以在PCB同一個導通孔的單面或雙面位置上執行。可以參考下面表格中Type I-a/b的圖示。

  • Covered via (覆孔):覆孔與封孔很相似,它是在導通孔被「Tented via (封孔)」或「Plugged via (塞孔)」之後再於其上面多覆蓋一層防焊或金屬材料。所以「Covered via (覆孔)」通常與「Tented via (封孔)」或「Plugged via (塞孔)」互相搭配。覆孔的目的也是在保護導通孔內的電鍍塗層,它同時也可以改善單獨使用「Tented via (封孔)」的強度。一般不建議在「Tented via (封孔)」的上方塗佈金屬焊墊,因為容易發生塌陷(dimple)甚至破裂造成焊錫不良或導通的長期信賴性問題。可以參考下面表格中Type II-a/b的圖示。

  • Plugged via (塞孔):塞孔作業通常使用「液態顯影(LPI, Liquid Photo Imageable)」材料或樹脂(resin)以絲網印刷或刮刀或加壓塗抹方式來進行導通孔的塞孔作業,填充物可以是導體或非導體。依照IPC-4761文件的說明,塞孔作業並沒有要求一定要將導通孔完全填滿,而只要求導通孔位於PCB表面的位置必須塞住。可以參考下面表格中Type III-a/b的圖示。

  • Filled via (填孔):填孔的作業方式與塞孔類似,但是要求導通孔內必須完全填滿。填孔作業一般使用LPI或樹脂來填孔,作業上可能會出現不完全填孔或voids的情形影響品質。可以參考下面表格中Type V的圖示。

  • Capped via (蓋孔):在IPC-4761文件中「Capped via」似乎需要配合「Filled via」一起作業,而「Capped via」則是在「Filled via」的上方覆蓋一層金屬鍍層以之與「Covered via」作區別。適合用在有高密度連接(HDI)需求的PCB,特別是Via-In-Pad或Ball-on-Via焊墊可以節省空間。當填孔作業發生瑕疵不完全填孔或voids時,可能會發生焊墊表面凹陷(dimple)造成焊錫不良,造成導通的長期信賴性問題。另外,經驗顯示當Ball-on-Via使用樹脂填孔容易發voids,一旦填孔上方的金屬焊墊又不厚時,就容易在回焊的過程中讓voids中的空氣進入到錫球中並吹脹球體與鄰近錫球短路。可以參考下面表格中Type VII的圖示。

建議延伸閱讀:PCB設計塞孔不塞孔會有何影響?什麼是全塞孔與半塞孔?

IPC-4761定義的幾種導通孔保護的型態(type)

Via Protections Definitions Type 描述 Figure-IPC-4761 Material 注意事項
Tented Via
封閉導通孔
Type I-a Tented – Single-Sided
防焊單面覆蓋封閉導通孔
使用乾膜單面懸空覆蓋於導通孔上方,不允許額外材料入孔。(不建議使用液態材料) (不建議使用)
孔內容易有化學殘留。不建議使用於導通孔內裸銅的PCB。
Tented Via
封閉導通孔
Type I-b Tented –Double-Sided

防焊雙面覆蓋封閉導通孔

使用乾膜雙面懸空覆蓋於導通孔上方,不允許額外材料入孔。(不建議使用液態材料) (不建議使用)
孔內容易有化學殘留。導通孔內氣體在急速高溫中容易突破封孔,不建議使用於導通孔內裸銅的PCB。
Tented And Covered Via
封孔並覆蓋導通孔
Type II-a Tented and Covered – Single Sided 在單面封孔的乾膜上方再覆蓋一層範圍更大的防焊或金屬焊墊。 (不建議在封孔上覆蓋金屬層,長期信賴性不佳)
可強化封孔的強度。孔內容易有化學殘留,不建議使用於導通孔內裸銅的PCB。
Tented And Covered Via
封孔並覆蓋導通孔
Type II-b Tented and Covered – Double-Sided 在雙面封孔的乾膜上方再覆蓋一層範圍更大的防焊或金屬焊墊。 (不建議在封孔上覆蓋金屬層,長期信賴性不佳)
孔內容易有化學殘留,導通孔內氣體在急速高溫中容易突破封孔,不建議使用於導通孔內裸銅的PCB。
Plugged Via
塞孔
Type III-a Plugged Via – Single Sided 一般使用LPI或樹脂來單面填充導通孔。也可使用導體材質填充。 (不建議使用)
Plugged Via
塞孔
Type III-b Plugged Via – Double Sided 一般使用LPI或樹脂來雙面填充導通孔。也可使用導體材質填充。 一般只要塞孔就會額外再加一層防焊或金屬鍍層,沒見過有人單獨這樣使用的。
Plugged and Covered Via
塞孔並覆蓋導通孔
Type IV-a Plugged and Covered Via – Single Sided 一般使用LPI或樹脂在單面塞孔的上方再覆蓋一層防焊。 (不建議使用)
為塞孔的一面容易殘留化學藥劑,SMT錫膏印刷後也容易卡錫珠。
Plugged and Covered Via
塞孔並覆蓋導通孔
Type IV-b Plugged and Covered Via – Double Sided 一般使用LPI或樹脂在雙面塞孔的上方再覆蓋一層防焊。 可以使用,但是要留意導通孔中尉填滿的位置是否在經過高溫時會有爆孔的機會。
Filled Via
填孔
Type V Filled Via 一般使用LPI或樹脂將導通孔完全填滿。 一般只要填孔就會額外再加一層防焊或金屬鍍層,沒見過有人單獨這樣使用的。
Filled and Covered Via Type VI-a Filled and Covered Via – Single Sided 一般使用LPI或樹脂填孔後在單面覆蓋一層防焊。 可強化Type V
Filled and Covered Via Type VI-b Filled and Covered Via – Double Sided 一般使用LPI或樹脂填孔後在雙面各覆蓋一層防焊。 可強化Type V
Filled and Capped Via Type VII Filled and Capped Via – Single Sided 一般使用LPI或樹脂填孔後在雙面各覆蓋一層金屬焊墊。 可以在高密度板使用,特別是Via-In-Pad或Ball-on-Via焊墊可以節省空間

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