十二層PCB,線路板

十二層PCB,線路板

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。

當(dāng)前，中國5G通信技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，5G商業(yè)化已全面鋪開。5G通信類電路板在高度集成與PCB空間無法增加的情況下，造成PCB布線更加密集，導(dǎo)線寬度、間距縮小，孔徑與中心距離縮小，絕緣層的厚度降低，而傳統(tǒng)HDI工藝能力受限，難以滿足。因此堆疊層數(shù)更多、線路間距更小、可承載更多功能模組的Anylayer任意層互連結(jié)構(gòu)便成為最佳的解決方案。

蘋果從iPhone 4開始已使用HDI Anylayer任意層互連技術(shù)，2018年開始國內(nèi)龍頭手機(jī)華為、OPPO、vivo、小米旗艦機(jī)均有搭載HDI Anylayer任意層互連技術(shù)，2019年國內(nèi)市場華為推出P30Pro 5G版、vivo iQOO 5G版、OPPO Reno 5G版均采用任意層互連HDI結(jié)構(gòu)。

從目前的發(fā)展階段來看，隨著5G手機(jī)功能模組的升級和信號傳輸要求的提高，內(nèi)部空間集成化、搭載元器件量仍然會不斷地提升，從而無休止地倒逼手機(jī)主板升級。奔強電路預(yù)估未來的普通5G手機(jī)至少需要8-12層4階HDI主板，而高端旗艦機(jī)的工藝將直接升級到14層5階以上任意層HDI（Anylayer-HDI）級別，當(dāng)前，賽孚電路HDI工藝的水平已領(lǐng)先和超越大多數(shù)中小型民營企業(yè)。


為適應(yīng)不斷提升的PCB行業(yè)技術(shù)發(fā)展和滿足客戶的需求，公司在2018年升級了技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊的組織架構(gòu)，單獨成立了HDI板研發(fā)部門，與制程工藝進(jìn)行了分部門管理，研發(fā)部分專注于HDI板、高頻高速板的技術(shù)攻關(guān)；公司技術(shù)團(tuán)隊管理人員均來自國內(nèi)領(lǐng)先的高端快件樣板公司，具有電路板行業(yè)發(fā)展的前瞻性眼光，技術(shù)經(jīng)驗豐富；同時，技術(shù)團(tuán)隊建立了研發(fā)項目管理制度、技術(shù)培訓(xùn)制度等，進(jìn)一步完善了技術(shù)管理體系，牽引項目工程師積極主動的開展技術(shù)項目，提升公司技術(shù)水平，夯實公司的軟實力；

投入巨資進(jìn)行了設(shè)備升級換代。最近幾年，賽孚電路陸續(xù)購入了LDI激光曝光機(jī)、激光鉆孔機(jī)、電鍍填孔線、控深鉆孔機(jī)等HDI板專用設(shè)備，包含沉銅線、一銅線、二銅線、填孔線、真空SES堿性蝕刻線、真空DES酸性蝕刻線、蝕刻在線AOI設(shè)備、垂直真空樹脂塞孔機(jī)、陶瓷磨板機(jī)、300℃高溫多層板PIN LAM壓合機(jī)、高頻電磁壓合熔合機(jī)、HDI光模塊板專用電鍍硬金線等先進(jìn)設(shè)備，預(yù)計第4季度陸續(xù)投入使用；



在產(chǎn)品原材料選用方面，公司為保障客戶產(chǎn)品質(zhì)量，不惜成本，全部采用國際國內(nèi)一線品牌，例如，板材均是選用生益、聯(lián)茂、臺燿、羅杰斯、松下等高端材料，藥水為羅門哈斯、安美特等，干膜為日本旭化成、美國杜邦等，阻焊為太陽油墨。采用高端物料，全力滿足客戶對高端產(chǎn)品高質(zhì)量、高可靠性的要求；

如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過45MHZ~50MHZ,而且工作在這個頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個電子系統(tǒng)一定的份量(比如說1/3),通常就稱為高頻電路。高頻電路設(shè)計是一個非常復(fù)雜的設(shè)計過程,其布線對整個設(shè)計至關(guān)重要!



【第一招】多層板布線



高頻電路往往集成度較高,布線密度大,采用多層板既是布線所必須,也是降低干擾的有效手段。在PCB Layout階段,合理的選擇一定層數(shù)的印制板尺寸,能充分利用中間層來設(shè)置屏蔽,更好地實現(xiàn)就近接地,并有效地降低寄生電感和縮短信號的傳輸長度,同時還能大幅度地降低信號的交叉干擾等,所有這些方法都對高頻電路的可靠性有利。



有資料顯示,同種材料時,四層板要比雙面板的噪聲低20dB。但是,同時也存在一個問題,PCB半層數(shù)越高,制造工藝越復(fù)雜,單位成本也就越高,這就要求我們在進(jìn)行PCB Layout時,除了選擇合適的層數(shù)的PCB板,還需要進(jìn)行合理的元器件布局規(guī)劃,并采用正確的布線規(guī)則來完成設(shè)計。


【第二招】高速電子器件管腳間的引線彎折越少越好

高頻電路布線的引線最好采用全直線,需要轉(zhuǎn)折,可用45度折線或者圓弧轉(zhuǎn)折,這種要求在低頻電路中僅僅用于提高銅箔的固著強度,而在高頻電路中,滿足這一要求卻可以減少高頻信號對外的發(fā)射和相互間的耦合。


【第三招】高頻電路器件管腳間的引線越短越好

信號的輻射強度是和信號線的走線長度成正比的,高頻的信號引線越長,它就越容易耦合到靠近它的元器件上去,所以對于諸如信號的時鐘、晶振、DDR的數(shù)據(jù)、LVDS線、USB線、HDMI線等高頻信號線都是要求盡可能的走線越短越好。


【第四招】高頻電路器件管腳間的引線層間交替越少越好

所謂“引線的層間交替越少越好”是指元件連接過程中所用的過孔(Via)越少越好。據(jù)側(cè),一個過孔可帶來約0.5pF的分布電容,減少過孔數(shù)能顯著提高速度和減少數(shù)據(jù)出錯的可能性。


【第五招】注意信號線近距離平行走線引入的“串?dāng)_”

高頻電路布線要注意信號線近距離平行走線所引入的“串?dāng)_”,串?dāng)_是指沒有直接連接的信號線之間的耦合現(xiàn)象。由于高頻信號沿著傳輸線是以電磁波的形式傳輸?shù)?信號線會起到天線的作用,電磁場的能量會在傳輸線的周圍發(fā)射,信號之間由于電磁場的相互耦合而產(chǎn)生的不期望的噪聲信號稱為串?dāng)_(Crosstalk)。



PCB板層的參數(shù)、信號線的間距、驅(qū)動端和接收端的電氣特性以及信號線端接方式對串?dāng)_都有一定的影響。所以為了減少高頻信號的串?dāng)_,在布線的時候要求盡可能的做到以下幾點：


在布線空間允許的條件下,在串?dāng)_較嚴(yán)重的兩條線之間插入一條地線或地平面,可以起到隔離的作用而減少串?dāng)_。


當(dāng)信號線周圍的空間本身就存在時變的電磁場時,若無法避免平行分布,可在平行信號線的反面布置大面積“地”來大幅減少干擾。


在布線空間許可的前提下,加大相鄰信號線間的間距,減小信號線的平行長度,時鐘線盡量與關(guān)鍵信號線垂直而不要平行。


如果同一層內(nèi)的平行走線幾乎無法避免,在相鄰兩個層,走線的方向務(wù)必卻為相互垂直。


在數(shù)字電路中,通常的時鐘信號都是邊沿變化快的信號,對外串?dāng)_大。所以在設(shè)計中,時鐘線宜用地線包圍起來并多打地線孔來減少分布電容,從而減少串?dāng)_。


對高頻信號時鐘盡量使用低電壓差分時鐘信號并包地方式,需要注意包地打孔的完整性。


閑置不用的輸入端不要懸空,而是將其接地或接電源(電源在高頻信號回路中也是地),因為懸空的線有可能等效于發(fā)射天線,接地就能抑制發(fā)射。實踐證明,用這種辦法消除串?dāng)_有時能立即見效。


【第六招】集成電路塊的電源引腳增加高頻退藕電容

每個集成電路塊的電源引腳就近增一個高頻退藕電容。增加電源引腳的高頻退藕電容,可以有效地抑制電源引腳上的高頻諧波形成干擾。


【第七招】高頻數(shù)字信號的地線和模擬信號地線做隔離

模擬地線、數(shù)字地線等接往公共地線時要用高頻扼流磁珠連接或者直接隔離并選擇合適的地方單點互聯(lián)。高頻數(shù)字信號的地線的地電位一般是不一致的,兩者直接常常存在一定的電壓差,而且,高頻數(shù)字信號的地線還常常帶有非常豐富的高頻信號的諧波分量,當(dāng)直接連接數(shù)字信號地線和模擬信號地線時,高頻信號的諧波就會通過地線耦合的方式對模擬信號進(jìn)行干擾。



所以通常情況下,對高頻數(shù)字信號的地線和模擬信號的地線是要做隔離的,可以采用在合適位置單點互聯(lián)的方式,或者采用高頻扼流磁珠互聯(lián)的方式。


【第八招】避免走線形成的環(huán)路

各類高頻信號走線盡量不要形成環(huán)路,若無法避免則應(yīng)使環(huán)路面積盡量小。


【第九招】必須保證良好的信號阻抗匹配

信號在傳輸?shù)倪^程中,當(dāng)阻抗不匹配的時候,信號就會在傳輸通道中發(fā)生信號的反射,反射會使合成信號形成過沖,導(dǎo)致信號在邏輯門限附近波動。


消除反射的根本辦法是使傳輸信號的阻抗良好匹配,由于負(fù)載阻抗與傳輸線的特性阻抗相差越大反射也越大,所以應(yīng)盡可能使信號傳輸線的特性阻抗與負(fù)載阻抗相等。同時還要注意PCB上的傳輸線不能出現(xiàn)突變或拐角,盡量保持傳輸線各點阻抗連續(xù),否則在傳輸線各段之間也將會出現(xiàn)反射。這就要求在進(jìn)行高速PCB布線時,必須要遵守以下布線規(guī)則：


USB布線規(guī)則：要求USB信號差分走線,線寬10mil,線距6mil,地線和信號線距6mil。


HDMI布線規(guī)則：要求HDMI信號差分走線,線寬10mil,線距6mil,每兩組HDMI差分信號對的間距超過20mil。


LVDS布線規(guī)則要求LVDS信號差分走線,線寬7mil,線距6mil,目的是控制HDMI的差分信號對阻抗為100+-15%歐姆DDR布線規(guī)則。DDR1走線要求信號盡量不走過孔,信號線等寬,線與線等距,走線必須滿足2W原則,以減少信號間的串?dāng)_,對DDR2及以上的高速器件,還要求高頻數(shù)據(jù)走線等長,以保證信號的阻抗匹配。


【第十招】保持信號傳輸?shù)耐暾?br />
保持信號傳輸?shù)耐暾?防止由于地線分割引起的“地彈現(xiàn)象”。


? ?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。

PCB失效分析技術(shù)方法（接上）

5.掃描電子顯微鏡分析

掃描電子顯微鏡（SEM）是進(jìn)行失效分析的一種最有用的大型電子顯微成像系統(tǒng)，其工作原理是利用陰極發(fā)射的電子束經(jīng)陽極加速，由磁透鏡聚焦后形成一束直徑為幾十至幾千埃（A）的電子束流，在掃描線圈的偏轉(zhuǎn)作用下，電子束以一定時間和空間順序在試樣表面作逐點式掃描運動，這束高能電子束轟擊到樣品表面上會激發(fā)出多種信息，經(jīng)過收集放大就能從顯示屏上得到各種相應(yīng)的圖形。激發(fā)的二次電子產(chǎn)生于樣品表面5~10nm范圍內(nèi)，因而，二次電子能夠較好的反映樣品表面的形貌，所以最常用作形貌觀察；而激發(fā)的背散射電子則產(chǎn)生于樣品表面100~1000nm范圍內(nèi)，隨著物質(zhì)原子序數(shù)的不同而發(fā)射不同特征的背散射電子，因此背散射電子圖象具有形貌特征和原子序數(shù)判別的能力，也因此，背散射電子像可反映化學(xué)元素成分的分布。現(xiàn)時的掃描電子顯微鏡的功能已經(jīng)很強大，任何精細(xì)結(jié)構(gòu)或表面特征均可放大到幾十萬倍進(jìn)行觀察與分析。


在PCB或焊點的失效分析方面，SEM主要用來作失效機(jī)理的分析，具體說來就是用來觀察焊盤表面的形貌結(jié)構(gòu)、焊點金相組織、測量金屬間化物、可焊性鍍層分析以及做錫須分析測量等。與光學(xué)顯微鏡不同，掃描電鏡所成的是電子像，因此只有黑白兩色，并且掃描電鏡的試樣要求導(dǎo)電，對非導(dǎo)體和部分半導(dǎo)體需要噴金或碳處理，否則電荷聚集在樣品表面就影響樣品的觀察。此外，掃描電鏡圖像景深遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光學(xué)顯微鏡，是針對金相結(jié)構(gòu)、顯微斷口以及錫須等不平整樣品的重要分析方法。



6.X射線能譜分析

上面所說的掃描電鏡一般都配有X射線能譜儀。當(dāng)高能的電子束撞擊樣品表面時，表面物質(zhì)的原子中的內(nèi)層電子被轟擊逸出，外層電子向低能級躍遷時就會激發(fā)出特征X射線，不同元素的原子能級差不同而發(fā)出的特征X射線就不同，因此，可以將樣品發(fā)出的特征X射線作為化學(xué)成分分析。同時按照檢測X射線的信號為特征波長或特征能量又將相應(yīng)的儀器分別叫波譜分散譜儀（簡稱波譜儀，WDS）和能量分散譜儀（簡稱能譜儀，EDS），波譜儀的分辨率比能譜儀高，能譜儀的分析速度比波譜儀快。由于能譜儀的速度快且成本低，所以一般的掃描電鏡配置的都是能譜儀。



隨著電子束的掃描方式不同，能譜儀可以進(jìn)行表面的點分析、線分析和面分析，可得到元素不同分布的信息。點分析得到一點的所有元素；線分析每次對指定的一條線做一種元素分析，多次掃描得到所有元素的線分布；面分析對一個指定面內(nèi)的所有元素分析，測得元素含量是測量面范圍的平均值。



在PCB的分析上，能譜儀主要用于焊盤表面的成分分析，可焊性不良的焊盤與引線腳表面污染物的元素分析。能譜儀的定量分析的準(zhǔn)確度有限，低于0.1%的含量一般不易檢出。能譜與SEM結(jié)合使用可以同時獲得表面形貌與成分的信息，這是它們應(yīng)用廣泛的原因所在。


? ?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(jī)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。