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的一種線路分布密度比較高的電路板。HDI板有內層線路和外層線路,再利用鉆孔、孔內金屬化等工藝,使各層線路內部實現連結。

電子產品不斷地向高密度、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）技術可以使終端產品設計更加小型化,同時滿足電子性能和效率的更高標準。目前流行的電子產品,諸如手機、數碼（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,積層的次數越多,板件的技術檔次越高。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,同時采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等先進PCB技術。

　　當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)復雜的壓合制程來得低。HDI板有利于先進構裝技術的使用,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，是國內專業(yè)高效的HDI PCB/軟硬結合板服務商之一。公司成立以來，一直專注樣品，中小批量領域?？焖俚慕桓兑约斑^硬的產品品質贏得了國內外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè)，是深圳高新技術認證企業(yè)。擁有完善的質量管理體系，先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認證。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，年生產能力為150000平方米。

按照印刷線路板按照層數可分為單面板、雙面板、多層板、HDI板等；按照結構分類,包括剛性版、柔性線路板、軟硬結合板等。
據Prismark 2015年發(fā)布的數據,全球PCB產值中占比最大的3類產品依次為多層板、柔性電路板、HDI板,其產值增速亦領先。


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

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量,及精確設置盲孔、埋孔來實現,高密度集成（HDI）技術可以使終端產品設計更加小型化,同時滿足電子性能和效率的更高標準。

HDI目前廣泛應用于手機、數碼（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用市場。


我們認為,普通HDI產品的盈利性近年并不樂觀,資本聚焦普通HDI的時代已經過去。普通HDI供不應求的局面已過,產品價格或將持續(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技術出現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HDI板應以對市場旺盛需求,且伴隨2001以來歐美手機及制作手機最多的EMS廠將制造中心轉移到大陸,大部分HDI產能跟隨由歐洲向大陸轉移,中國大陸HDI板生產比重持續(xù)加大,成為產能重災區(qū),形成HDI產能過剩的局面,隨著市場競爭日趨激烈,普通HDI產品價格下降趨勢明顯。

消費電子功能日益復雜,線路密度、孔密度等要求越來越高,HDI生產成本并未下降,隨著手機功能的增加,手機的電路設計復雜度亦隨之增加,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層次不斷演進。

HDI板一般采用積層法(Build-up)制造,積層的次數越多,板件的技術檔次越高。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,同時采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等先進PCB技術,近年流行的任意層互聯(lián)HDI更是需要投入巨大時間及設備資金,HDI板生產成本越來越高。

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

相比之下,高多層板、柔性線路板（FPC）及軟硬結合板應用領域廣,價值量高,為當下及未來幾年內PCB企業(yè)布局的重點領域,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，是國內專業(yè)高效的PCB/FPC快件服務商之一。公司產品廣泛應用于通信、工業(yè)控制、計算機應用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領域。我們的產品包括：高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結合板、FPC等特種高難度電路板，專注于多品種，中小批量領域。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意外，還需要避免設計失誤的問題出現。本文就這些常見的PCB問題進行匯總和分析，希望能夠對大家的設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，是焊墊設計不當，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零件方向的設計不適當，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，化學或濕氣會導致焊料或金屬部件磨損，從而導致組件引線斷裂。


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。

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PCB失效分析技術及部分案例

作為各種元器件的載體與電路信號傳輸的樞紐，PCB已經成為電子信息產品的最為重要而關鍵的部分，其質量的好壞與可靠性水平決定了整機設備的質量與可靠性。但是由于成本以及技術的原因，PCB在生產和應用過程中出現了大量的失效問題。

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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，來使得PCB在制造的時候質量和可靠性水平得到一定的保證，本文總結了十大失效分析技術，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，是不是組裝工藝過程以及過程所用材料的影響導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橫截面結構的過程。通過切片分析可以得到反映PCB（通孔、鍍層等）質量的微觀結構的豐富信息，為下一步的質量改進提供很好的依據。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，需要訓練有素的技術人員來完成。要求詳細的切片作業(yè)過程，可以參考IPC的標準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， 公司產品廣泛應用于通信、工業(yè)控制、計算機應用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領域。我們的產品包括：高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結合板、FPC等特種高難度電路板，專注于多品種，中小批量領域。我們的客戶分布全球各地，目前外銷訂單占比70%以上。



PCB失效分析技術方法（續(xù)）

3.掃描聲學顯微鏡

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，掃描聲學顯微鏡可以用來檢測元器件、材料以及PCB與PCBA內部的各種缺陷，包括裂紋、分層、夾雜物以及空洞等。如果掃描聲學的頻率寬度足夠的話，還可以直接檢測到焊點的內部缺陷。典型的掃描聲學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，由有鉛轉換成無鉛工藝的過程中，大量的潮濕回流敏感問題產生，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內部或基板分層開裂現象，在無鉛工藝的高溫下普通的PCB也會常常出現爆板現象。此時，掃描聲學顯微鏡就凸現其在多層高密度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的通孔內部和其他內部缺陷，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。 該技術更多地用來檢查PCBA焊點內部的缺陷、通孔內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備轉變，甚至已經有五維（5D）的設備用于封裝的檢查，但是這種5D的X光透視系統(tǒng)非常貴重，很少在工業(yè)界有實際的應用。

盲埋孔板件疊層結構設計原則

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+結構的盲埋孔板件，疊層結構設計應遵循厚度一致或相近（厚度差小于0.20mm），當N或M層疊層結構中介質層厚度≥0.40mm，應采用內層芯板代替，對于多次壓合的盲埋孔板件，工程在設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構，不可以使用芯板直接壓合方式進行疊層設計，應采用PP+內層芯板方式設計

5 對于二階HDI流程的板件外層必須采用負片電鍍工藝。（即：外層電鍍采用負片電鍍、外層圖形采用負片工藝，采用內層蝕刻線加工外層線路）
6、對于存在多次壓合板件內層芯板預放比例相關規(guī)定參照《HDI、機械盲埋孔預放比例事宜》。
7.對于采用PP+內層芯板壓合方式的內層板，板件有盲埋孔設計與表面銅厚要求完成1OZ銅厚的用12um銅箔或12um銅箔的RCC，在負片電鍍后即可達到要求；
9.對內層要求完成HOZ銅厚用12um銅箔或12um銅箔的RCC，走內層電鍍孔工藝，然后走負片工藝蝕刻。
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，內層芯板盡量采用陰陽銅結構。
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的補充規(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、負焊盤工藝，如有以上要求請溝通。


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