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浅析PCB背板的工艺技巧及设计要点

时间:12-08-13  热度:

    常规PCB与背板间的最大不同在于板子的尺寸、重量以及大而重的原材料基板(Panel)的加工问题等。PCB制造设备的标准尺寸为典型的24x24英寸,而用户尤其是电信用户则要求背板的尺寸更大。由此推动了对大尺寸板输送工具的确认和购置需求,设计人员为解决大引脚数连接器的走线问题不得不额外增加铜层,使背板层数增加。苛刻的EMC和阻抗条件也要求在设计中增加层数以确保充分的屏蔽作用,降低串扰,以及增进信号完整性。

  在有大功耗应用卡插进背板时,铜层的厚度必须适中以便提供所需的电流,保证该卡能正常工作。所有这些因素都导致背板平均重量的增加,这样就要求传送带和其它输送系统必须不仅能够安全地移送大尺寸的原材料板,而且还必须把其增重的事实也考虑进去。

    由于用户应用要求越来越多的板层数,层间的对位便变得十分重要。层间对位要求公差收敛。板尺寸变大使这种收敛要求更苛刻。所有的布图工序都是在一定的温度和湿度受控环境中产生的。曝光设备处在同一环境之中,整个区域前图与后图的对位公差需保持为0.0125mm(0.0005英寸)。为达到这一精度要求,需采用CCD摄像机完成前后布图的对位。

    蚀刻以后,使用四钻孔系统对内层板穿孔。穿孔通过芯板,位置精度保持为0.025mm(0.001英寸),可重复能力为0.0125mm(0.0005英寸)。然后用针销插入穿孔,将蚀刻后的内层对位,同时把内层粘合在一起。
   
    最初,使用这种蚀刻后穿孔的方法可充分保证钻孔与蚀刻铜板的对准,形成一种坚固的环状设计结构。但伴随用户在PCB走线方面要求在更小的面积内布设越来越多的线路,为保持板子的固定成本不变,则要求蚀刻铜板的尺寸更小,从而要求层间铜板更好地对位。为达此目标,可以采用购置X光钻孔机的办法。该设备能够实现在1092×813mm(43×32英寸)最大规格的板上钻一个孔的位置精度达到0.025mm(0.001英寸)。其用法有两种:

  1.用X光机观察每层上的蚀刻铜,借助钻孔确定一个最佳位置。

  2.钻孔机存储统计数据,记录对位数据相对于理论值的偏差和发散度。把这种SPC数据反馈到前面的加工工序如原材料的选择、加工参数及布图绘制等,以助于减小其变化率,不断改进工艺。

    大尺寸多钻孔的背板以及在背板上放置有源回路的趋势,共同推进了在进行元件装填以求高效生产之前对裸板进行严格检验的必要。背板上钻孔数目的增大意味着裸板测试夹具将变得十分复杂,尽管采用专用夹具可大大缩短单位测试时间。为缩短生产流程和原型制造时间,采用双面飞针探测夹具,用原始设计数据进行编程,可确保与用户设计要求的一致性,并降低成本,缩短上市时间。