差别

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--- 设计:pcb:start [2025/06/01 15:49] – [铜箔] hwwiki
+++ 设计:pcb:start [2025/06/06 09:39] (当前版本) – [变形] hwwiki
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 标准详见[[https://max.book118.com/html/2021/1208/8016066076004053.shtm|IPC-4101C Specification for Base Materials for Rigid and multilayer Printed Boards]]
-由PCB叠层图可知，PCB由覆铜板（芯板Core）和半固化片（Prepreg，简称PP）压合而成。
+常用PCB板材见[[https://www.brpcb.com/bcggs/84.html|博锐电路：PCB板材汇总表]]
+由[[https://www.hwwiki.net/lib/exe/detail.php?id=%E8%AE%BE%E8%AE%A1%3Apcb%3Astart&media=%E8%AE%BE%E8%AE%A1:pcb:figure_1-5_a_built-up_multitechnology_pcb_stack-up.png|PCB叠层图]]可知，PCB由覆铜板（芯板Core）和半固化片（Prepreg，简称PP）压合而成。
 覆铜板的制作如下图，其材料为树脂、增强材料以及导电铜箔[([[https://mp.weixin.qq.com/s/IWvLdXUPJT8QjBvCYMyu2g|吴川斌：PCB打板之前必须要知道的FR-4]])]，树脂+增强材料先加工为PP，PP+铜箔即为覆铜板（芯板）。
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 ====分类====
-如上图所示，过孔分为如下三种：
+如[[https://www.hwwiki.net/lib/exe/detail.php?id=%E8%AE%BE%E8%AE%A1%3Apcb%3Astart&media=%E8%AE%BE%E8%AE%A1:pcb:figure_1-5_a_built-up_multitechnology_pcb_stack-up.png|PCB叠层图]]所示，过孔分为如下三种：
   - 通孔(through via): 连接PCB Top和Bottom层，按照是否覆铜分为电镀孔（Plated）和非电镀孔（Unplated）。
   - 盲孔(Blind via): 连通PCB 表层和内层。
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 在线工具：[[https://www.911eda.com/pcb-design-calculators/via-properties-calculator/|PCB Via Properties Calculator]]
+===== 叠层 =====
+芯板、PP板层数加上不同的过孔（通孔、盲孔和埋孔），形成了不同的叠层，如[[https://www.hwwiki.net/lib/exe/detail.php?id=%E8%AE%BE%E8%AE%A1%3Apcb%3Astart&media=%E8%AE%BE%E8%AE%A1:pcb:figure_1-5_a_built-up_multitechnology_pcb_stack-up.png|PCB叠层图]]所示。
+依据孔的不同，只有通孔的为通孔板，有盲孔或埋孔的为HDI板（High Density Inverter），通孔板成本低、加工快，非必要不推荐HDI板。
+根据打孔的方法，分为机械孔和激光孔，激光孔只能打穿PP板，不能打穿带金属的芯板。所以穿过芯板的过孔都是机械孔，其他的一般都是激光孔。
+HDI根据激光孔种类（对称的为同一种，以六层板为例，如L1-L2和L6-L5为同一种孔），分为一阶、二阶直至任意阶，阶数越多，成本越高，但布线越方便，推荐阶数尽量少。
+对于二阶以上，根据过孔位置是否错位，分为错孔板和叠孔板，叠孔板成本高可靠性差，如果不是出线问题，尽量不选用。
+以六层板为例，示意图如下[([[https://www.brpcb.com/pcb-layout/350.html|博锐电路：六层HDI（1阶、2阶、任意阶）叠层阻抗]])]：
+{{:设计:pcb:hdi叠层.jpg?600|}}
+对于同样的阶数和层数，依据不同的过孔，可以有不同的压合次数，压合次数越少，成本更低，加工更快，可靠性也更好。但过孔种类少，PCB布线较困难。
+举例如下图，一次压合的因没有内层L2-L5的过孔，可以一次把所有的PP和芯板压合，而二次压合，需要L2-L5压合好打完过孔后，再压合最外层的PP。
+{{:设计:pcb:一次压合六层一阶hdi叠层.png?600|}}
+{{:设计:pcb:二次压合六层一阶hdi叠层.png?600|}}
+典型的叠层见如下链接：
+  - [[https://www.brpcb.com/pcb-layout/350.html|博锐电路：六层HDI（1阶、2阶、任意阶）叠层阻抗]]
+  - [[https://www.brpcb.com/pcb-layout/360.html|博锐电路：八层HDI（1阶、2阶、3阶、任意阶）叠层阻抗]]
+  - [[https://www.brpcb.com/pcb-layout/390.html|博锐电路：十层HDI（1阶、2阶、3阶、4阶、任意阶）叠层阻抗]]
 ===== 工艺 =====
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 OSP导致SMT焊接不良的分析见[[https://mp.weixin.qq.com/s/VNXDIR7FL8_UXEI3FZWvEQ|OSP表面处理PCB 焊接不良原因分析和改善对策]]
+===== 加工流程 =====
+典型的4层通孔板主要制作工艺如下图所示[([[https://mp.weixin.qq.com/s/8M2aliPZwiDa7JAiKKe7BA|吴川斌：PCB设计需要知道的多层板工艺
+]])]，注意不同层数、过孔、工艺的流程是不同的，如有盲埋孔的话，则有二次钻孔；如六层板以上，则一般有二次层压。
+{{:设计:pcb:pcb加工流程.png?800|}}
+科普视频见：[[https://www.bilibili.com/video/BV1Mi4y1i7bT/?vd_source=4e18cacc734c9c201016f9217a92de9a|pcb电路板的完整制造流程]]
+板厂华秋电子的流程介绍视频见：[[https://space.bilibili.com/677486623/lists/5182751?type=season|华秋电子：【从零探索】PCB工艺系列]]
+===== 测试 =====
+PCB加工出来之后，需要经过测试，以便筛选出不良板，比如短路、开路、漏电等。
+测试的方法列表如下[([[https://www.jc-pcba.com/news/Infodetial/1443|捷创：PCBA 制造中常用质量检测方法的优劣与适用场景]])] [([[https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2NzExNDg2MA==&mid=2247490820&idx=2&sn=a3d451c1ba486a9d39f650db491d70e0&chksm=cf523fff732ec450d75d7e8d6744600049e944c7828af530ca0326ba6f2d6e75aaf822c832a9#rd|华秋电子：PCB测试四大方式你都了解吗？内含治具的DFM（可制造性）设计！]])]，常用的是小批量用AOI+飞针测试，大批量用AOI+治具测试，治具测试夹具的成本在千元左右。
+|  **检测类型**  |  **方法**  |  **技术原理**  |  **核心优势**  |  **核心劣势**  |**适用场景**  |
+|  **外观检测**  |  人工目检  |  人工借助放大镜/显微镜观察	  |▶ 成本低、灵活性强  |▶ 漏检率高（尤其微小缺陷）  |小批量样机、维修初步筛选  |
+|:::|:::|:::|▶ 无需复杂设备  |▶ 效率低下  |:::|
+|:::|  AOI光学检测  |  高分辨率相机+图像算法分析表面缺陷	  |▶ 精度高（±0.05mm）  |▶ 设备昂贵  |初步检查筛选  |
+|:::|:::|:::|▶ 自动化高效检测  |▶ 存在遮挡盲区  |:::|
+|:::|:::|:::|▶ 数据可追溯  |▶ 光照敏感  |:::|
+|  **电气性能检测	**  |  治具测试  |  针床夹具多点接触测试电气性能	  |▶ 高效批量测试  |▶ 夹具开发成本高、周期长  |大规模量产  |
+|:::|:::|:::|▶ 全面检测电气参数  |   |:::|
+|:::|  飞针测试  |  移动探针接触测试点进行电气测量	  |▶ 无夹具成本  |▶ 效率低（逐点测试）  |小批量/高复杂度板  |
+|:::|:::|:::|▶ 适应复杂设计  |   |:::|
+|  **内部结构检测**  |  X射线检测  |  X 射线穿透 PCB，根据不同材料造成的不同衰减成像，分析内部结构。  |▶ 无损透视焊点/内部缺陷  |▶ 设备昂贵  |高可靠性产品  |
+|:::|:::|:::|▶ 检测隐藏性问题（气孔/虚焊）  |▶ 辐射防护要求高  |:::|
+|:::|:::|:::|   |▶ 需专业操作  |:::|
+对于飞针测试，有不同的方案，如充/放电时间法、电感测量法、电容测量法、相位差方法等，详见[[https://mp.weixin.qq.com/s/HETO47UMHgQPVZJn8ZBW8A|硬十：PCB的飞针测试
+]]
+===== 失效 =====
+==== 变形 ====
+IPC-6012E标准：表面贴装元器件，最大弓曲扭曲0.75%；对于所有其他的PCB，最大弓曲扭曲0.75%。工厂一般要求是0.5%。
+弓曲和扭曲是两种不同的变形（如下图），测试方法详见：[[https://mp.weixin.qq.com/s/Qn58DhlknugvKI8c8EXrhw|蒋修国：谈一谈PCB翘曲度的标准以及如何测量]]
+{{:设计:pcb:弓曲扭曲.png?800|}}
+按照变形的来源，分别为PCB设计、加工、SMT、装配[([[https://mp.weixin.qq.com/s/KZ9DduzMyRNHy4RsR2x4XA|硬十：为什么PCB变形弯曲？如何解决？]])] [([[https://mp.weixin.qq.com/s/5I__YkMtPdL7_l72BS-lSQ|SMT电路板板弯板翘曲的原因、危害及解决方法详解！]])]。
+**PCB设计：**
+  * PCB板或拼版面积太大：减小面积，或增加PCB厚度。
+  * 板子太薄：不建议使用1mm以下厚度。
+  * 元器件重量分布不均匀：避免PCB中间过重，可把重的元器件放在拼版工艺边旁边。
+  * 铺铜面积不对称：对称面的铺铜尽量差异小，如单层贴片PCB，其另一面可考虑铺网格铜，减少铺铜面积。
+  * 过孔分布不均：过孔会限值板子涨缩，避免大面积密集过孔，避免孔径过大。
+  * V-Cut拼版：V-Cut地方连接弱，可优化V-Cut加强连接强度，减小V-Cut尺寸，或改为邮票孔等。
+**PCB加工**
+  * 低Tg板材：Tg越低，其SMT高温时的变形量越大，可改为用中高Tg板材，但中高Tg板材成本高。
+  * 叠层不对称：例如6层板L1~L2和L5~L6，其使用的板材型号应该一致，铜厚也应相同。
+  * 工厂工艺问题：加工过程中层压、阻焊字符烘烤、存放等容易造成PCB变形，找板厂解决。
+**SMT贴片**
+  * 贴片温度剧烈变化：降低温度变化的速度，这需要工厂贴片工程师确认，避免出现焊接问题。
+  * SMT终极改善方案：增加过炉托盘治具来改善，下方单层托盘无效的话， 则加上下上层，可明显改善由于PCB设计和加工出现的变形问题。
+**装配**
+  * 底面不平整或者安装孔错位：更改结构或PCB，并预留一定的余量，以便两者适配。
+==== 起泡分层 ====
+起泡：一种表现为层压基材的任何层与层之间，或基材与导电薄膜或保护性图层之间的局部膨胀与分离的分层形式；
+分层：印制板内基材的层间，基材与导电箔间或其它间的分离。
+{{:设计:pcb:pcb起泡分层.png?600|}}
+原因即对策如下[([[https://www.brpcb.com/skills/583.html|博锐电路：PCB爆板分层原因分析]])]：
+  - SMT焊接温度过高、变温过快：适当降低温度及其变化的速度。
+  - PCB来料问题，如工艺不当、板材（低Tg或Td）差等：找板厂解决。
+  - PCB存储不当，如时间过长、密封干燥不当导致内部水分过大：SMT贴片前烘烤PCB，详见[[https://www.brpcb.com/skills/10.html|博锐电路：PCB存放时间有多久]]。