今天跟大家捯飭捯飭柔性電路板FPC的技術(shù)，看看FPC的技術(shù)開(kāi)發(fā)動(dòng)向和FPC材料的技術(shù)動(dòng)向。
近年來(lái)，全世界的民用電子設(shè)備中的FPC需求量正在迅速增加，特別是在便攜電話之類的便攜電子設(shè)備和平板電視之類的薄型影像設(shè)備中消費(fèi)了大量的FPC。兼有數(shù)字?jǐn)z像的電路制品的便攜電話中所用的FPC，點(diǎn)數(shù)或者總面積大大超過(guò)了剛性PCB。在平板顯示(FPD)中的FPC配置成縱橫排列。隨著FPC等的大型化，F(xiàn)PC的使用量迅速增加。
今后的FPC不僅是數(shù)量的增加，還有質(zhì)的大變化。從過(guò)去以單面電路為中心，到目前提高雙面電路或者多層剛撓電路的比例，電路密度連續(xù)提高。為此制造技術(shù)年年改良。傳統(tǒng)的減成法(蝕刻法)存在著局限性，需要開(kāi)發(fā)新的制造技術(shù)，與此同時(shí)還需要開(kāi)發(fā)更高性能的材料。
FPC的基本構(gòu)造
單面結(jié)構(gòu)的FPC的基本構(gòu)成。傳統(tǒng)的FPC情況下，銅箔導(dǎo)體固定在介入環(huán)氧樹(shù)脂等粘結(jié)劑的聚酰亞胺等基體薄膜上，然后在蝕刻加工而成的電路上覆蓋保護(hù)膜。這種結(jié)構(gòu)使用環(huán)氧樹(shù)脂等粘結(jié)劑，由于這種層構(gòu)成的機(jī)械可靠性高，即使現(xiàn)在仍然是常用的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)之一。然而環(huán)氧樹(shù)脂或者丙烯酸樹(shù)脂等粘結(jié)劑的耐熱性比聚酰亞胺樹(shù)脂基體膜的耐熱性低，因此它成為決定整個(gè)FPC使用溫度上限的瓶頸(Bottle Neck)。
在這種情況下，有必要排除耐熱性低的粘結(jié)劑的FPC構(gòu)成。這種構(gòu)成既可以使整個(gè)FPC的厚度抑制到最小，大大提高耐彎曲性之類的機(jī)械特性，還有利于形成微細(xì)電路或者多層電路。僅僅由聚酰亞胺層和導(dǎo)體層構(gòu)成的無(wú)粘結(jié)劑覆銅箔板材料已經(jīng)實(shí)用化，它擴(kuò)大了適應(yīng)各種用途材料的選擇范圍。
在FPC中也有雙面貫通孔構(gòu)造或者多層構(gòu)造的FPC。FPC的雙面電路的基本構(gòu)造與硬質(zhì)PCB大致相同，層間粘結(jié)使用粘結(jié)劑，然而最近的高性能FPC中排除了粘結(jié)劑，僅僅使用聚酰亞胺樹(shù)脂構(gòu)成覆銅箔板的事例很多。FPC的多層電路的層構(gòu)成比印制PCB復(fù)雜得多，它們稱為多層剛撓(Multilayer Rigid? Flex)或者多層撓性(MultilayerFlex)等。層數(shù)增加則會(huì)降低柔軟性，在彎曲用途的部分中減少層數(shù)，或者排除層間的粘結(jié)，則可提高機(jī)械活動(dòng)的自由度。為了制造多層剛撓板，需要經(jīng)過(guò)許多加熱工藝，因此所用的材料必須具有高耐熱性?，F(xiàn)在無(wú)粘結(jié)劑型的覆銅箔板的使用量正在增加。
FPC技術(shù)動(dòng)向
隨著用途的多樣化和袖珍化，電子設(shè)備中使用的FPC要求高密度電路的同時(shí)，還要求質(zhì)的意義上的高性能化。最近的FPc電路密度的變遷。采用減成法(蝕刻法)可以形成導(dǎo)體節(jié)距為30um以下的單面電路，導(dǎo)體節(jié)距為50um以下的雙面電路也已經(jīng)實(shí)用化。連接雙面電路或者多層電路的導(dǎo)體層間的導(dǎo)通孔徑也越來(lái)越小，現(xiàn)在導(dǎo)通孔孔徑100um以下的孔已達(dá)量產(chǎn)規(guī)模。
基于制造母術(shù)的立場(chǎng)，高密度電路的可能制造范圍。根據(jù)電路節(jié)距和導(dǎo)通孔孔徑，高密度電路大致分為三種類型：(1)傳統(tǒng)的FPC；(2)高密度FPC；(3)超高密度FPC。
在傳統(tǒng)的減成法中，節(jié)距150um和導(dǎo)通孔孔徑15 um的FPC已經(jīng)量產(chǎn)化。由于材料或者加工裝置的改善，即使在減成法中也可以加工30um的線路節(jié)距。此外，由于CO2激光或者化學(xué)蝕刻法等工藝的導(dǎo)入，可以實(shí)現(xiàn)50um孔徑的導(dǎo)通孔量產(chǎn)加工，現(xiàn)在量產(chǎn)的大部分高密度FPC都是采用這些技術(shù)加工的。
然而如果節(jié)距25um以下和導(dǎo)通孔孔徑50um以下，即使改良傳統(tǒng)技術(shù)，也難以提高合格率，必須導(dǎo)入新的工藝或者新的材料?，F(xiàn)在提出的工藝有各種加工法，但是使用電鑄(濺射)技術(shù)的半加成法是最適用的方法，不僅基本工藝有所不同，而且使用的材料和輔助材料也有所差異。
另一方面，F(xiàn)PC接合技術(shù)的進(jìn)步要求FPC具有更高的可靠性能。隨著電路的高密度化，F(xiàn)PC的性能提出了多樣化和高性能化的要求，這些性能要求在很大程度上依存于電路加工技術(shù)或使用的材料。
FPC制造工藝
迄今為止的FPC制造工藝幾乎都是采用減成法(蝕刻法)加工的。通常以覆銅箔板為出發(fā)材料，利用光刻法形成抗蝕層，蝕刻除去不要部分的銅面形成電路導(dǎo)體。由于側(cè)蝕之類的問(wèn)題，蝕刻法存在著微細(xì)電路的加工限制。
基于減成法的加工困難或者難以維持高合格率微細(xì)電路，人們認(rèn)為半加成法是有效的方法，人們提出了各種半加成法的方案。利用半加成法的微細(xì)電路加工例。半加成法工藝以聚酰亞胺膜為出發(fā)材料，首先在適當(dāng)?shù)妮d體上澆鑄(涂覆)液狀聚酰亞胺樹(shù)脂，形成聚酰亞胺膜。接著利用濺射法在聚酰亞胺基體膜上形成植晶層，再在植晶層上利用光刻法形成電路的逆圖形的抗蝕層圖形，稱為耐鍍層。在空白部分電鍍形成導(dǎo)體電路。然后除去抗蝕層和不必要的植晶層，形成第一層電路。在第一層電路上涂布感光性的聚酰亞胺樹(shù)脂，利用光刻法形成孔，保護(hù)層或者第二層電路層用的絕緣層，再在其上濺射形成植晶層，作為第二層電路的基底導(dǎo)電層。重復(fù)上述工藝，可以形成多層電路。
利用這種半加成法可以加工節(jié)距為5um、導(dǎo)通孔為巾10um的超微細(xì)電路。利用半加成法制作超微細(xì)電路的關(guān)鍵在于用作絕緣層的感光性聚酰亞胺樹(shù)脂的性能。
FPC的基本構(gòu)成材料
FPC的基本構(gòu)成材料是基體膜或者構(gòu)成基體膜的耐熱性樹(shù)脂，其次是構(gòu)成導(dǎo)體的覆銅箔板和保護(hù)層材料。
FPC的基體膜材料從初期的聚酰亞胺膜到可以耐焊接的耐熱性膜。第一代的聚酰亞胺膜存在著吸濕性高和熱膨脹系數(shù)大等問(wèn)題，于是人們采用了高密度電路用的第二代聚酰亞胺材料。
迄今為止人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了數(shù)種FPC用的可以取代第一代聚酰亞胺膜的耐熱性膜。然而，在今后10年，人們認(rèn)為作為FPC主要材料的聚酰亞胺樹(shù)脂的位置不會(huì)改變。另外隨著FPC的高性能化，聚酰亞胺樹(shù)脂的材料形態(tài)會(huì)有所改變，必須開(kāi)發(fā)具有新功能的聚酰亞胺樹(shù)脂。
覆銅箔板
許多FPC制造商往往以覆銅箔板的形式購(gòu)入，然后以覆銅箔板為出發(fā)原料加工成FPC制品。使用第1代的聚酰亞胺膜的FPC用覆銅箔板或者保護(hù)膜(Cover Lay Film)是由使用環(huán)氧樹(shù)脂或者丙烯酸樹(shù)脂等粘結(jié)劑構(gòu)成的。這里使用的粘結(jié)劑的耐熱性低于聚酰亞胺，因此FPC的耐熱性或者其它物理性能受到限制。
為了避免使用傳統(tǒng)粘結(jié)劑的覆銅箔板的缺點(diǎn)，包括高密度電路在內(nèi)的高性能FPC采用了不含粘結(jié)劑的無(wú)粘結(jié)劑型覆銅箔板。迄今已有許多制造方式，然而現(xiàn)在可供實(shí)用的有下面三種方式：
1）鑄造工藝
鑄造工藝是以銅箔為出發(fā)材料。在表面活化的銅箔上直接涂布液狀的聚酰亞胺樹(shù)脂，經(jīng)過(guò)熱處理而成膜。這里使用的聚酰亞胺樹(shù)脂必須具有與銅箔的優(yōu)良附著性和優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，然而至今還沒(méi)有可以滿足這兩方面要求的聚酰亞胺樹(shù)脂。首先在活化的銅箔表面上涂布一薄層粘結(jié)性良好的聚酰亞胺樹(shù)脂(粘結(jié)層)，再在粘結(jié)層上涂布一定厚度的尺寸穩(wěn)定性良好的聚酰亞胺樹(shù)脂(芯層)。由于這些聚酰亞胺樹(shù)脂對(duì)于熱的物理特性的差異，如果蝕刻加工銅箔，基體膜就會(huì)出現(xiàn)大的凹坑。為了防止這種現(xiàn)象，芯層上再涂布粘結(jié)層，以便獲得基體層的良好對(duì)稱性。
為了制造雙面覆銅箔板，粘結(jié)層使用熱可塑性(Hot Melt)的聚酰亞胺樹(shù)脂，再在粘結(jié)層上采用熱壓法層壓銅箔。
2）濺射／電鍍工藝
濺射／電鍍工藝的出發(fā)材料是尺寸穩(wěn)定性良好的耐熱性膜。最初的步驟是在活性化的聚酰亞胺膜的表面上采用濺射工藝形成植晶層。這種植晶層可以確保對(duì)于導(dǎo)體基體層的粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)擔(dān)負(fù)著電鍍用的導(dǎo)體層的任務(wù)。通常使用鎳或者鎳合金，為了確保導(dǎo)電性，再在鎳或鎳合金層上濺射薄層銅，然后電鍍加厚到規(guī)定厚度的銅。
3）熱壓法
熱壓法是在尺寸穩(wěn)定性良好的耐熱性聚酰亞胺膜表面上涂布熱塑性樹(shù)脂(熱可塑性的粘結(jié)性的樹(shù)脂)，然后再在熱溶性樹(shù)脂上高溫、層壓銅箔，這里使用了復(fù)合聚酰亞胺膜。
這種復(fù)合聚酰亞胺膜是由專門制造商市售的，制造工藝較為簡(jiǎn)單，制造覆銅箔板時(shí)，把復(fù)合膜和銅箔疊合在一起，在高溫下熱壓。設(shè)備投資相對(duì)較小，適用于少量多品種生產(chǎn)。雙面覆銅箔板的制造也較為容易。
構(gòu)成FPC的另一種重要的材料要素是保護(hù)層(Cover Lay)，現(xiàn)在提出了各種保護(hù)材料。最初實(shí)用的保護(hù)層是在與基體同樣的耐熱性膜上，涂布與覆銅箔板使用同樣的粘結(jié)劑。這種構(gòu)造的特性是對(duì)稱性好，現(xiàn)在仍然占據(jù)市場(chǎng)的主要部分，通常稱為“膜保護(hù)層(Film Cover Lay)”。然而這種膜保護(hù)層由于難以實(shí)現(xiàn)加工工程的自動(dòng)化，使得整個(gè)制造成本上升，且由于難以進(jìn)行微細(xì)開(kāi)窗加工，因此無(wú)法適應(yīng)近年來(lái)成為主流的高密度SMT的需要。
為了適應(yīng)高密度安裝的要求，近年來(lái)采用感光性保護(hù)層。在銅箔電路上涂布感光性樹(shù)脂，然后采用光刻工藝，在必要的部分進(jìn)行開(kāi)窗。感光性樹(shù)脂材料的形態(tài)有液狀和干膜型。現(xiàn)在以環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂為基體的保護(hù)層材料已經(jīng)實(shí)用化，但是它們的物理特性尤其是機(jī)械特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及以聚酰亞胺為基體的膜保護(hù)層。為了改良這種狀況，需使用聚酰亞胺樹(shù)脂或進(jìn)行以環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂為基體的保護(hù)層材料的物理特性，或者在加工工藝等方面改善。這里使用的感光性聚酰亞胺樹(shù)脂有希望用作多層電路形成工程中的層間絕緣材料。
結(jié)束語(yǔ)
FPC的需要迅速增加，電路密度持續(xù)提高，制造技術(shù)也逐年改良和進(jìn)步。迅速增長(zhǎng)的FPC的基體材料、保護(hù)層和層間絕緣材料今后仍將以聚酰亞胺樹(shù)脂為中心。
隨著FPC的高性能化和高密度化，不僅要求開(kāi)發(fā)更高性能的聚酰啞胺樹(shù)脂膜，還要求開(kāi)發(fā)更多樣化的制品形態(tài)。
]]>剛撓印制電路板濕法去鉆污及凹蝕技術(shù)由以下三個(gè)步驟組成：
1、膨松（也叫溶脹處理）。利用醇醚類膨松藥水軟化孔壁基材，破壞高分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加可被氧化之表面積，以使其氧化作用容易進(jìn)行，一般使用丁基卡必醇使孔壁基材溶脹。
2、氧化。目的是清潔孔壁并調(diào)整孔壁電荷，目前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)用三種方式。
（1）濃硫酸法：由于濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性和吸水性，能將絕大部分樹(shù)脂碳化并形成溶于水的烷基磺化物而去除，反應(yīng)式如下：CmH2nOn+H2SO4–mC+nH2O除孔壁樹(shù)脂鉆污的效果與濃硫酸的濃度、處理時(shí)間和溶液的溫度有關(guān)。用于除鉆污的濃硫酸的濃度不得低于86%，室溫下20-40秒，如果要凹蝕，應(yīng)適當(dāng)提高溶液溫度和延長(zhǎng)處理時(shí)間。濃硫酸只對(duì)樹(shù)脂起作用，對(duì)玻璃纖維無(wú)效，采用濃硫酸凹蝕孔壁后，孔壁會(huì)有玻璃纖維頭突出，需用氟化物（如氟化氫銨或者氫氟酸）處理。采用氟化物處理突出的玻璃纖維頭時(shí)，也應(yīng)該控制工藝條件，防止因玻璃纖維過(guò)腐蝕造成芯吸作用，一般工藝過(guò)程如下：
H2SO4：10%
NH4HF2：5-10g/l
溫度：30℃ 時(shí)間：3-5分鐘
按照此方法對(duì)打孔以后的剛-撓印制電路板去鉆污及凹蝕，然后對(duì)孔進(jìn)行金屬化，通過(guò)金相分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)層鉆污根本沒(méi)去徹底，導(dǎo)致銅層與孔壁附著力低下，為此在金相分析做熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)時(shí)（288℃，10±1秒），孔壁銅層脫落而導(dǎo)致內(nèi)層斷路。Visit xn--norgescsino-38a.
況且，氟化氫銨或者氫氟酸有巨毒，廢水處理很困難。更主要的是聚酰亞胺在濃硫酸中呈惰性，所以此方法不適應(yīng)剛-撓印制電路板的去鉆污及凹蝕。
（2）鉻酸法：由于鉻酸具有強(qiáng)烈的氧化性，其浸蝕能力強(qiáng)，所以它能使孔壁高分子物質(zhì)長(zhǎng)鏈斷開(kāi)，并發(fā)生氧化、磺化作用，于表面生成較多的親水性基團(tuán)，如羰基（-C=O）、羥基（-OH）、磺酸基（-SO3H）等，從而提高其親水性，調(diào)整孔壁電荷，并達(dá)到去除孔壁鉆污和凹蝕的目的。一般工藝配方如下：
鉻酐CrO3 : 400 g/l
硫酸H2SO4 ：350 g/l
溫度：50-60℃ 時(shí)間：10-15min
按照此方法對(duì)打孔以后的剛-撓印制電路板去鉆污及凹蝕，然后對(duì)孔進(jìn)行金屬化，對(duì)金屬化孔進(jìn)行了金相分析和熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)，結(jié)果完全符合GJB962A-32標(biāo)準(zhǔn)。
所以，鉻酸法也適應(yīng)于剛-撓印制電路板的去鉆污及凹蝕，針對(duì)小企業(yè)而言，該方法的確非常適合，簡(jiǎn)單易操作，更主要的是成本，但該方法唯一的遺憾是存在有毒物質(zhì)鉻酐。
（3）堿性高錳酸鉀法：目前，很多PCB廠家由于缺少專業(yè)的工藝，仍然沿襲剛性多層印制電路板去鉆污及凹蝕技術(shù)–堿性高錳酸鉀技術(shù)來(lái)處理剛-撓印制電路板，通過(guò)該方法去除樹(shù)脂鉆污后，同時(shí)能蝕刻樹(shù)脂表面使其表面產(chǎn)生細(xì)小凸凹不平的小坑，以便提高孔壁鍍層與基體的結(jié)合力，在高溫高堿的環(huán)境下，利用高錳酸鉀氧化除去溶脹的樹(shù)脂鉆污，該體系對(duì)于一般的剛性多層板很湊效，但對(duì)于剛-撓印制電路板不適應(yīng)，因?yàn)閯?撓印制電路板的主體絕緣基材聚酰亞胺不耐堿性，在堿性溶液中要溶脹甚至少部分溶解，更何況是高溫高堿的環(huán)境。如果采用此方法，即使當(dāng)時(shí)剛-撓印制電路板沒(méi)報(bào)廢，也為以后采用該剛-撓印制電路板的設(shè)備的可靠性大打折扣。
3、中和。經(jīng)過(guò)氧化處理后的基材必須經(jīng)清洗干凈，防止污染后道工序的活化溶液，為此必須經(jīng)過(guò)中和還原工序，根據(jù)氧化方式的不同選用不同的中和還原溶液。
目前，國(guó)內(nèi)外流行的干法是等離子體去鉆污及凹蝕技術(shù)。等離子體用于剛-撓印制電路板的生產(chǎn)，主要是對(duì)孔壁去鉆污和對(duì)孔壁表面改性。其反應(yīng)可看著是高度活化狀態(tài)的等離子體與孔壁高分子材料和玻璃纖維發(fā)生的氣、固相化學(xué)反應(yīng),生成的氣體產(chǎn)物和部分未發(fā)生反應(yīng)的粒子被真空泵抽走的過(guò)程,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的化學(xué)反應(yīng)平衡過(guò)程.根據(jù)剛撓印制電路板所用的高分子材料通常選用N2、O2、CF4氣體作為原始?xì)怏w.其中N2起到清潔真空和預(yù)熱的作用。
O2+CF4混合氣體的等離子體化學(xué)反應(yīng)示意式為:
O2+CF4O+OF+CO+COF+F+e–+…….
【等離子體】
由于電場(chǎng)加速使其成為高活性粒子而碰撞O和F粒子而產(chǎn)生高活性的氧自由基和氟自由基等,與高分子材料反應(yīng)如下:
［C、H、O、N］+［O+OF+CF3+CO+F+…］CO2+HF+H2O+NO2+……
等離子體與玻璃纖維的反應(yīng)為:
SiO2+［O+OF+CF3+CO+F+…］SiF4+CO2+CaL
至此，實(shí)現(xiàn)了剛撓印制電路板的等離子體處理。
值得注意的是原子狀態(tài)的O與C-H和C=C發(fā)生羰基化反應(yīng)而使高分子鍵上增加了極性基團(tuán)，使高分子材料表面的親水性得到改善。
O2+CF4等離子體處理過(guò)的剛-撓印制電路板，再用 O2等離子體處理，不但可以使孔壁潤(rùn)濕性（親水性）得到改善，同時(shí)可以去除反應(yīng)。結(jié)束后的沉積物和反應(yīng)不完全的中途產(chǎn)物。用等離子體技術(shù)去鉆污及凹蝕的方法處理剛-撓印制電路板并且經(jīng)過(guò)直接電鍍以后，對(duì)金屬化孔進(jìn)行了金相分析和熱應(yīng)力實(shí)驗(yàn)，結(jié)果完全符合GJB962A-32標(biāo)準(zhǔn)。
【結(jié)束語(yǔ)】綜上所述，不管是干法還是濕法，如果針對(duì)體系主體材料的特性，選擇合適的方法，都可以達(dá)到剛撓互連母板去鉆污及凹蝕刻的目的。
]]>目前,印刷電路板(PCB)加工的典型工藝采用”圖形電鍍法”。即先在板子外層需保留的銅箔部分上，也就是電路的圖形部分上預(yù)鍍一層鉛錫抗蝕層，然后用化學(xué)方式將其余的銅箔腐蝕掉,稱為蝕刻。
蝕刻的種類
要注意的是，蝕刻時(shí)的板子上面有兩層銅。在外層蝕刻工藝中僅僅有一層銅是必須被全部蝕刻掉的，其余的將形成最終所需要的電路。這種類型的圖形電鍍,其特點(diǎn)是鍍銅層僅存在于鉛錫抗蝕層的下面。
另外一種工藝方法是整個(gè)板子上都鍍銅，感光膜以外的部分僅僅是錫或鉛錫抗蝕層。這種工藝稱為“全板鍍銅工藝“。與圖形電鍍相比,全板鍍銅的最大缺點(diǎn)是板面各處都要鍍兩次銅而且蝕刻時(shí)還必須都把它們腐蝕掉。因此當(dāng)導(dǎo)線線寬十分精細(xì)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)題。同時(shí),側(cè)腐蝕會(huì)嚴(yán)重影響線條的均勻性。
在印制板外層電路的加工工藝中，還有另外一種方法，就是用感光膜代替金屬鍍層做抗蝕層。這種方法非常近似于內(nèi)層蝕刻工藝，可以參閱內(nèi)層制作工藝中的蝕刻。
目前，錫或鉛錫是最常用的抗蝕層,用在氨性蝕刻劑的蝕刻工藝中.氨性蝕刻劑是普遍使用的化工藥液，與錫或鉛錫不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。氨性蝕刻劑主要是指氨水/氯化氨蝕刻液。
此外，在市場(chǎng)上還可以買到氨水/硫酸氨蝕刻藥液。以硫酸鹽為基的蝕刻藥液,使用后,其中的銅可以用電解的方法分離出來(lái),因此能夠重復(fù)使用。由于它的腐蝕速率較低，一般在實(shí)際生產(chǎn)中不多見(jiàn),但有望用在無(wú)氯蝕刻中。
有人試驗(yàn)用硫酸-雙氧水做蝕刻劑來(lái)腐蝕外層圖形。由于包括經(jīng)濟(jì)和廢液處理方面等許多原因,這種工藝尚未在商用的意義上被大量采用.更進(jìn)一步說(shuō),硫酸-雙氧水，不能用于鉛錫抗蝕層的蝕刻，而這種工藝不是PCB外層制作中的主要方法，故決大多數(shù)人很少問(wèn)津。
蝕刻質(zhì)量及先期存在的問(wèn)題
對(duì)蝕刻質(zhì)量的基本要求就是能夠?qū)⒊刮g層下面以外的所有銅層完全去除干凈，止此而已。從嚴(yán)格意義上講，如果要精確地界定，那么蝕刻質(zhì)量必須包括導(dǎo)線線寬的一致性和側(cè)蝕程度。由于目前腐蝕液的固有特點(diǎn)，不僅向下而且對(duì)左右各方向都產(chǎn)生蝕刻作用，所以側(cè)蝕幾乎是不可避免的。
側(cè)蝕問(wèn)題是蝕刻參數(shù)中經(jīng)常被提出來(lái)討論的一項(xiàng),它被定義為側(cè)蝕寬度與蝕刻深度之比, 稱為蝕刻因子。在印刷電路工業(yè)中，它的變化范圍很寬泛，從1：1到1：5。顯然，小的側(cè)蝕度或低的蝕刻因子是最令人滿意的。
蝕刻設(shè)備的結(jié)構(gòu)及不同成分的蝕刻液都會(huì)對(duì)蝕刻因子或側(cè)蝕度產(chǎn)生影響，或者用樂(lè)觀的話來(lái)說(shuō)，可以對(duì)其進(jìn)行控制。采用某些添加劑可以降低側(cè)蝕度。這些添加劑的化學(xué)成分一般屬于商業(yè)秘密，各自的研制者是不向外界透露的。
從許多方面看，蝕刻質(zhì)量的好壞，早在印制板進(jìn)入蝕刻機(jī)之前就已經(jīng)存在了。因?yàn)橛≈齐娐芳庸さ母鱾€(gè)工序或工藝之間存在著非常緊密的內(nèi)部聯(lián)系，沒(méi)有一種不受其它工序影響又不影響其它工藝的工序。許多被認(rèn)定是蝕刻質(zhì)量的問(wèn)題，實(shí)際上在去膜甚至更以前的工藝中已經(jīng)存在了。
對(duì)外層圖形的蝕刻工藝來(lái)說(shuō)，由于它所體現(xiàn)的“倒溪”現(xiàn)像比絕大多數(shù)印制板工藝都突出，所以許多問(wèn)題最后都反映在它上面。同時(shí)，這也是由于蝕刻是自貼膜，感光開(kāi)始的一個(gè)長(zhǎng)系列工藝中的最后一環(huán)，之后，外層圖形即轉(zhuǎn)移成功了。環(huán)節(jié)越多，出現(xiàn)問(wèn)題的可能性就越大。這可以看成是印制電路生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)很特殊的方面。
從理論上講，印制電路進(jìn)入到蝕刻階段后，在圖形電鍍法加工印制電路的工藝中，理想狀態(tài)應(yīng)該是:電鍍后的銅和錫或銅和鉛錫的厚度總和不應(yīng)超過(guò)耐電鍍感光膜的厚度,使電鍍圖形完全被膜兩側(cè)的“墻”擋住并嵌在里面。然而,現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，全世界的印制電路板在電鍍后，鍍層圖形都要大大厚于感光圖形。在電鍍銅和鉛錫的過(guò)程中，由于鍍層高度超過(guò)了感光膜，便產(chǎn)生橫向堆積的趨勢(shì)，問(wèn)題便由此產(chǎn)生。在線條上方覆蓋著的錫或鉛錫抗蝕層向兩側(cè)延伸，形成了“沿”，把小部分感光膜蓋在了“沿”下面。
錫或鉛錫形成的“沿”使得在去膜時(shí)無(wú)法將感光膜徹底去除干凈，留下一小部分“殘膠”在“沿”的下面?！皻埬z”或“殘膜”留在了抗蝕劑“沿”的下面，將造成不完全的蝕刻。線條在蝕刻后兩側(cè)形成“銅根”，銅根使線間距變窄，造成印制板不符合甲方要求，甚至可能被拒收。由于拒收便會(huì)使PCB的生產(chǎn)成本大大增加。
另外，在許多時(shí)候，由于反應(yīng)而形成溶解，在印制電路工業(yè)中,殘膜和銅還可能在腐蝕液中形成堆積并堵在腐蝕機(jī)的噴嘴處和耐酸泵里，不得不停機(jī)處理和清潔，而影響了工作效率。
設(shè)備調(diào)整及與腐蝕溶液的相互作用關(guān)系
在印制電路加工中，氨性蝕刻是一個(gè)較為精細(xì)和復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。反過(guò)來(lái)說(shuō)它又是一個(gè)易于進(jìn)行的工作。一旦工藝上調(diào)通，就可以連續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。關(guān)鍵是一旦開(kāi)機(jī)就需保持連續(xù)工作狀態(tài),不宜干干停停。蝕刻工藝在極大的程度上依賴設(shè)備的良好工作狀態(tài)。就目前來(lái)講，無(wú)論使用何種蝕刻液，必須使用高壓噴淋，而且為了獲得較整齊的線條側(cè)邊和高質(zhì)量的蝕刻效果，必須嚴(yán)格選擇噴嘴的結(jié)構(gòu)和噴淋方式。
為得到良好的側(cè)面效果,出現(xiàn)了許多不同的理論,形成不同的設(shè)計(jì)方式和設(shè)備結(jié)構(gòu)。這些理論往往是大相徑庭的。但是所有有關(guān)蝕刻的理論都承認(rèn)這樣一條最基本的原則，即盡量快地讓金屬表面不斷的接觸新鮮的蝕刻液。對(duì)蝕刻過(guò)程所進(jìn)行的化學(xué)機(jī)理分析也證實(shí)了上述觀點(diǎn)。在氨性蝕刻中，假定所有其它參數(shù)不變，那么蝕刻速率主要由蝕刻液中的氨(NH3)來(lái)決定。因此用新鮮溶液與蝕刻表面作用,其目的主要有兩個(gè)：一是沖掉剛剛產(chǎn)生的銅離子;二是不斷提供進(jìn)行反應(yīng)所需要的氨(NH3)。
在印制電路工業(yè)的傳統(tǒng)知識(shí)里,特別是印制電路原料的供應(yīng)商們,大家公認(rèn),氨性蝕刻液中的一價(jià)銅離子含量越低，反應(yīng)速度就越快.這已由經(jīng)驗(yàn)所證實(shí)。事實(shí)上，許多的氨性蝕刻液產(chǎn)品都含有一價(jià)銅離子的特殊配位基(一些復(fù)雜的溶劑)，其作用是降低一價(jià)銅離子(這些即是他們的產(chǎn)品具有高反應(yīng)能力的技術(shù)秘訣 ),可見(jiàn)一價(jià)銅離子的影響是不小的。將一價(jià)銅由5000ppm降至50ppm，蝕刻速率會(huì)提高一倍以上。
由于蝕刻反應(yīng)過(guò)程中生成大量的一價(jià)銅離子，又由于一價(jià)銅離子總是與氨的絡(luò)合基緊緊的結(jié)合在一起,所以保持其含量近于零是十分困難的。通過(guò)大氣中氧的作用將一價(jià)銅轉(zhuǎn)換成二價(jià)銅可以去除一價(jià)銅。用噴淋的方式可以達(dá)到上述目的。
這就是要將空氣通入蝕刻箱的一個(gè)功能性的原因。但是如果空氣太多，又會(huì)加速溶液中的氨損失而使PH值下降，其結(jié)果仍使蝕刻速率降低。氨在溶液中也是需要加以控制的變化量。一些用戶采用將純氨通入蝕刻儲(chǔ)液槽的做法。這樣做必須加一套PH計(jì)控制系統(tǒng)。當(dāng)自動(dòng)測(cè)得的PH結(jié)果低于給定值時(shí)，溶液便會(huì)自動(dòng)進(jìn)行添加。
在與此相關(guān)的化學(xué)蝕刻(亦稱之為光化學(xué)蝕刻或PCH)領(lǐng)域中,研究工作已經(jīng)開(kāi)始，并達(dá)到了蝕刻機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段。在這種方法中,所使用的溶液為二價(jià)銅，不是氨-銅蝕刻。它將有可能被用在印制電路工業(yè)中。在PCH工業(yè)中，蝕刻銅箔的典型厚度為5到10密耳(mils)，有些情況下厚度則相當(dāng)大。它對(duì)蝕刻參量的要求經(jīng)常比PCB工業(yè)中的更為苛刻。
關(guān)于蝕刻狀態(tài)不同的問(wèn)題
大量的涉及蝕刻質(zhì)量方面的問(wèn)題都集中在上板面上被蝕刻的部分。了解這一點(diǎn)是十分重要的。這些問(wèn)題來(lái)自印制電路板的上板面蝕刻劑所產(chǎn)生的膠狀板結(jié)物的影響。膠狀板結(jié)物堆積在銅表面上，一方面影響了噴射力，另一方面阻擋了新鮮蝕刻液的補(bǔ)充，造成了蝕刻速度的降低。正是由于膠狀板結(jié)物的形成和堆積使得板子的上下面圖形的蝕刻程度不同。這也使得在蝕刻機(jī)中板子先進(jìn)入的部分容易蝕刻的徹底或容易造成過(guò)腐蝕，因?yàn)槟菚r(shí)堆積尚未形成，蝕刻速度較快。反之，板子后進(jìn)入的部分進(jìn)入時(shí)堆積已形成，并減慢其蝕刻速度。
蝕刻設(shè)備的維護(hù)
蝕刻設(shè)備維護(hù)的最關(guān)鍵因素就是要保證噴嘴的清潔，無(wú)阻塞物而使噴射通暢。阻塞物或結(jié)渣會(huì)在噴射壓力作用下沖擊版面。假如噴嘴不潔，那么會(huì)造成蝕刻不均勻而使整塊PCB報(bào)廢。
設(shè)備的維護(hù)就是更換破損件和磨損件，包括更換噴嘴，噴嘴同樣存在磨損的問(wèn)題。除此之外，更為關(guān)鍵的問(wèn)題是保持蝕刻機(jī)不存在結(jié)渣，在許多情況下都會(huì)出現(xiàn)結(jié)渣堆積.結(jié)渣堆積過(guò)多，甚至?xí)?duì)蝕刻液的化學(xué)平衡產(chǎn)生影響。同樣,如果蝕刻液出現(xiàn)過(guò)量的化學(xué)不平衡，結(jié)渣就會(huì)愈加嚴(yán)重。結(jié)渣堆積的問(wèn)題怎么強(qiáng)調(diào)都不過(guò)分。一旦蝕刻液突然出現(xiàn)大量結(jié)渣的情況，通常是一個(gè)信號(hào)，即溶液的平衡出現(xiàn)問(wèn)題。這就應(yīng)該用較強(qiáng)的鹽酸作適當(dāng)?shù)厍鍧嵒驅(qū)θ芤哼M(jìn)行補(bǔ)加。
殘膜也可以產(chǎn)生結(jié)渣物，極少量的殘膜溶于蝕刻液中，然后形成銅鹽沉淀。殘膜所形成的結(jié)渣說(shuō)明前道去膜工序不徹底。去膜不良往往是邊緣膜與過(guò)電鍍共同造成的結(jié)果。
]]>影響分析
2020年全球5G基地臺(tái)建置數(shù)量預(yù)估達(dá)到100萬(wàn)~120萬(wàn)座，中國(guó)大陸即占有約60萬(wàn)~80萬(wàn)座，含蓋率逼近10%，除此之外5G智能型手機(jī)預(yù)估出貨量將逼近2億只，其中衍生的零組件商機(jī)十分龐大。『質(zhì)』的需求促使高階產(chǎn)品比重提升：5G應(yīng)用由基地臺(tái)建置、5G手機(jī)、終端通訊設(shè)備到最終各式5G應(yīng)用場(chǎng)域，由于高頻/高速訊號(hào)的工作環(huán)境，許多裝置內(nèi)的零組件均有規(guī)格上的明顯升級(jí)，例如5G基站內(nèi)的核心芯片，由于I/O數(shù)目及芯片面積大幅增加，高單價(jià)的ABF載板取代BT載板；基站天線單價(jià)也成長(zhǎng)一倍以上；毫米波5G手機(jī)僅含PCB、射頻元件、AiP、相機(jī)模塊成本就約100美元。
『量』的增加形成廠商規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益：預(yù)計(jì)到5G的時(shí)代，頻段將會(huì)從目前4G時(shí)代的15個(gè)增為30個(gè)，每只手機(jī)的濾波器會(huì)從40個(gè)增為70個(gè)，Switch開(kāi)關(guān)數(shù)量會(huì)亦由10個(gè)增為30個(gè)、PA數(shù)目亦會(huì)倍數(shù)增加、新衍生的AiP天線在手機(jī)端有3~5個(gè)，通訊設(shè)備端則多達(dá)20~25個(gè)。廠商相繼增加資本支出的情形下，愈易形成大廠的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。
5G智能型手機(jī)主板由一般HDI升級(jí)為Any-layer HDI或是更高階之3層類載板主板、天線也改為更高階之整合型AiP、RF模塊需整合更多數(shù)目之被動(dòng)元件、PA也需更高階之SiP支援、效能更好的效熱模塊、基站內(nèi)更大面積的ABF載板，均需高資本支出因應(yīng)，因此也預(yù)估將有更多廠商透過(guò)股票市場(chǎng)增資以滿足資本支出需求。
]]>同時(shí)，今年以來(lái)，5G手機(jī)芯片投入商用，存儲(chǔ)器、柔性顯示屏量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)新突破。The Psychiatry Expert 有越來(lái)越多的工作要做。
目前，我國(guó)5G正處于加速發(fā)展期。今年6月6日，工信部向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照。根據(jù)規(guī)劃，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通今年將分別建設(shè)5萬(wàn)、4萬(wàn)和4萬(wàn)個(gè)5G基站。
10月31日，在2019中國(guó)國(guó)際信息通信展覽會(huì)上，工信部副部長(zhǎng)陳肇雄和三大運(yùn)營(yíng)商正式開(kāi)啟5G商用儀式。陳肇雄在開(kāi)幕式上表示，北京、上海、廣州、杭州等城市城區(qū)已實(shí)現(xiàn)連片覆蓋。下一步，我國(guó)將持續(xù)加快5G網(wǎng)絡(luò)部署，深化共建共享，激活應(yīng)用創(chuàng)新，開(kāi)啟通信和經(jīng)濟(jì)發(fā)展新篇章。三大運(yùn)營(yíng)商當(dāng)天也公布了5G商用套餐，三家資費(fèi)每月均不低于128元。
為了加快應(yīng)用落地，三大運(yùn)營(yíng)商各自也在分別組建5G產(chǎn)業(yè)基金。中國(guó)移動(dòng)董事長(zhǎng)楊杰在今年6月上海舉行的2019MWC（世界移動(dòng)大會(huì)）上宣布，中國(guó)移動(dòng)5G聯(lián)創(chuàng)產(chǎn)業(yè)基金的總規(guī)模300億元，首期70億~100億元已經(jīng)募集到位，通過(guò)基金扶植和創(chuàng)新孵化，促進(jìn)5G產(chǎn)業(yè)成熟發(fā)展。
中國(guó)聯(lián)通9月初在2019世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)上宣布，將設(shè)立一只由聯(lián)通主導(dǎo)、首期規(guī)模100億的5G創(chuàng)新母基金用于5G應(yīng)用投資，母基金體系下會(huì)有多個(gè)專項(xiàng)子基金，以基金的體系來(lái)支撐創(chuàng)新的業(yè)務(wù)協(xié)同。
據(jù)記者了解，中國(guó)電信也在籌備類似的5G產(chǎn)業(yè)基金，目標(biāo)也是100億。
根據(jù)《5G應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展白皮書(shū)——2019年第二屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽洞察》，從5G能力要求、成熟度、市場(chǎng)前景三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估，5G十大先鋒應(yīng)用領(lǐng)域分別為超高清視頻、VR/AR、無(wú)人機(jī)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智慧醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智慧教育、智慧金融和智慧城市。
5G改變社會(huì)的口號(hào)已深入人心。GSMA大中華區(qū)總裁斯寒表示，在移動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，從來(lái)沒(méi)有哪次運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)迭代像今天這樣受到如此多的關(guān)注。根據(jù)中國(guó)信通院預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2020~2025年期間，我國(guó)5G商用將直接帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出10.6萬(wàn)億元，直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)增加值3.3萬(wàn)億元，間接帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出約24.8萬(wàn)億元，間接帶動(dòng)的經(jīng)濟(jì)增加值達(dá)8.4萬(wàn)億元。
對(duì)于明年通信行業(yè)的發(fā)展，苗圩表示，要提升治理能力，促進(jìn)信息通信業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；穩(wěn)步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，深化共建共享，力爭(zhēng)2020年底實(shí)現(xiàn)全國(guó)所有地級(jí)市覆蓋5G網(wǎng)絡(luò)。
苗圩指出，優(yōu)化提升網(wǎng)絡(luò)供給質(zhì)量，深化電信普遍服務(wù)，重點(diǎn)支持邊疆和偏遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋。繼續(xù)做好網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)，在扶貧助殘領(lǐng)域?qū)嵤┚珳?zhǔn)降費(fèi)。持續(xù)提升IPv6網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和服務(wù)能力，支持IPv6在5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域融合創(chuàng)新發(fā)展。創(chuàng)新電信和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)監(jiān)管，抓好騷擾電話綜合整治等重點(diǎn)工作，抓好攜號(hào)轉(zhuǎn)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量。
]]>1、PCB線路板變形的危害
在自動(dòng)化表面貼裝線上，電路板若不平整，會(huì)引起定位不準(zhǔn)，元器件無(wú)法插裝或貼裝到板子的孔和表面貼裝焊盤上，甚至?xí)矇淖詣?dòng)插裝機(jī)。裝上元器件的電路板焊接后發(fā)生彎曲，元件腳很難剪平整齊。板子也無(wú)法裝到機(jī)箱或機(jī)內(nèi)的插座上，所以，裝配廠碰到板翹同樣是十分煩惱。目前的表面貼裝技術(shù)正在朝著高精度、高速度、智能化方向發(fā)展，這就對(duì)做為各種元器件家園的PCB板提出了更高的平整度要求。
在IPC標(biāo)準(zhǔn)中特別指出帶有表面貼裝器件的PCB板允許的最大變形量為0.75%，沒(méi)有表面貼裝的PCB板允許的最大變形量為1.5%。實(shí)際上，為滿足高精度和高速度貼裝的需求，部分電子裝聯(lián)廠家對(duì)變形量的要求更加嚴(yán)格。
PCB板由銅箔、樹(shù)脂、玻璃布等材料組成，各材料物理和化學(xué)性能均不相同，壓合在一起后必然會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力殘留，導(dǎo)致變形。同時(shí)在PCB的加工過(guò)程中，會(huì)經(jīng)過(guò)高溫、機(jī)械切削、濕處理等各種流程，也會(huì)對(duì)板件變形產(chǎn)生重要影響，總之可以導(dǎo)致PCB板變形的原因復(fù)雜多樣，如何減少或消除由于材料特性不同或者加工引起的變形，成為PCB制造商面臨的最復(fù)雜問(wèn)題之一。
2、變形產(chǎn)生原因分析
PCB板的變形需要從材料、結(jié)構(gòu)、圖形分布、加工制程等幾個(gè)方面進(jìn)行研究，本文將對(duì)可能產(chǎn)生變形的各種原因和改善方法進(jìn)行分析和闡述。
電路板上的鋪銅面面積不均勻，會(huì)惡化板彎與板翹。
一般電路板上都會(huì)設(shè)計(jì)有大面積的銅箔來(lái)當(dāng)作接地之用，有時(shí)候Vcc層也會(huì)有設(shè)計(jì)有大面積的銅箔，當(dāng)這些大面積的銅箔不能均勻地分布在同一片電路板上的時(shí)候，就會(huì)造成吸熱與散熱速度不均勻的問(wèn)題，電路板當(dāng)然也會(huì)熱脹冷縮，如果漲縮不能同時(shí)就會(huì)造成不同的應(yīng)力而變形，這時(shí)候板子的溫度如果已經(jīng)達(dá)到了Tg值的上限，板子就會(huì)開(kāi)始軟化，造成永久的變形。
電路板上各層的連結(jié)點(diǎn)(vias，過(guò)孔)會(huì)限制板子漲縮
現(xiàn)今的電路板大多為多層板，而且層與層之間會(huì)有向鉚釘一樣的連接點(diǎn)(vias)，連結(jié)點(diǎn)又分為通孔、盲孔與埋孔，有連結(jié)點(diǎn)的地方會(huì)限制板子漲冷縮的效果，也會(huì)間接造成板彎與板翹。
電路板本身的重量會(huì)造成板子凹陷變形
一般回焊爐都會(huì)使用鏈條來(lái)帶動(dòng)電路板于回焊爐中的前進(jìn)，也就是以板子的兩邊當(dāng)支點(diǎn)撐起整片板子，如果板子上面有過(guò)重的零件，或是板子的尺寸過(guò)大，就會(huì)因?yàn)楸旧淼姆N量而呈現(xiàn)出中間凹陷的現(xiàn)象，造成板彎。
V-Cut的深淺及連接條會(huì)影響拼板變形量
基本上V-Cut就是破壞板子結(jié)構(gòu)的元兇，因?yàn)閂-Cut就是在原來(lái)一大張的板材上切出溝槽來(lái)，所以V-Cut的地方就容易發(fā)生變形。
2.1、壓合材料、結(jié)構(gòu)、圖形對(duì)板件變形的響分析
PCB板由芯板和半固化片以及外層銅箔壓合而成，其中芯板與銅箔在壓合時(shí)受熱變形，變形量取決于兩種材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)
銅箔的熱膨脹系數(shù)(CTE)為左右
而普通FR-4基材在Tg點(diǎn)下Z向CTE為;
TG點(diǎn)以上為(250~350)X10-6，X向CTE由于玻璃布存在，一般與銅箔類似。
關(guān)于TG點(diǎn)的注釋：
高Tg印制板當(dāng)溫度升高到某一區(qū)域時(shí)，基板將由”玻璃態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋鹉z態(tài)”，此時(shí)的溫度 稱為該板的玻璃化溫度(Tg)。也就是說(shuō)，Tg是基材保持剛性的最高溫度(℃)。也就是說(shuō)普通PCB基板材料在高溫下，不但產(chǎn)生軟化、變形、熔融等現(xiàn)象，同時(shí)還表現(xiàn)在機(jī)械、電氣特性的急劇下降。
一般Tg的板材為130度以上，高Tg一般大于170度，中等Tg約大于150度。
通常Tg≥170℃的PCB印制板，稱作高Tg印制板。
基板的Tg提高了，印制板的耐熱性、耐潮濕性、耐化學(xué)性、耐穩(wěn)定性等特征都會(huì)提高和改善。TG值越高，板材的耐溫度性能越好 ，尤其在無(wú)鉛制程中，高Tg應(yīng)用比較多。
高Tg指的是高耐熱性。隨著電子工業(yè)的飛躍發(fā)展，特別是以計(jì)算機(jī)為代表的電子產(chǎn)品，向著高功能化、高多層化發(fā)展，需要PCB基板材料的更高的耐熱性作為重要的保證。以SMT、CMT為代表的高密度安裝技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使PCB在小孔徑、精細(xì)線路化、薄型化方面，越來(lái)越離不開(kāi)基板高耐熱性的支持。
所以一般的FR-4與高Tg的FR-4的區(qū)別：是在熱態(tài)下，特別是在吸濕后受熱下，其材料的機(jī)械強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、粘接性、吸水性、熱分解性、熱膨脹性等各種情況存在差異，高Tg產(chǎn)品明顯要好于普通的PCB基板材料。
其中做好內(nèi)層圖形的芯板的膨脹由于圖形分布與芯板厚度或者材料特性不同而不同，當(dāng)圖形分布與芯板厚度或者材料特性不同而不同，當(dāng)圖形分布比較均勻，材料類型一致，不會(huì)產(chǎn)生變形。當(dāng)PCB板層壓結(jié)構(gòu)存在不對(duì)稱或者圖形分布不均勻時(shí)會(huì)導(dǎo)致不同芯板的CTE差異較大，從而在壓合過(guò)程中產(chǎn)生變形。其變形機(jī)理可通過(guò)以下原理解釋。假設(shè)有兩種CTE相差較大的芯板通過(guò)半固化片壓合在一起，其中A芯板CTE為1.5×10-5/℃，芯板長(zhǎng)度均為1000mm。在壓合過(guò)程作為粘結(jié)片的半固化片，則經(jīng)過(guò)軟化、流動(dòng)并填充圖形、固化三個(gè)階段將兩張芯板粘合在一起。
圖1為普通FR-4樹(shù)脂在不同升溫速率下的動(dòng)粘底曲線，一般情況下，材料從90℃左右開(kāi)始流動(dòng)，并在達(dá)到TG點(diǎn)以上開(kāi)始交聯(lián)固化，在固化之前半固化片為自由狀態(tài)，此時(shí)芯板和銅箔處在受熱后自由膨脹狀態(tài)，其變形量可以通過(guò)各自的CTE和溫度變化值得到。
模擬壓合條件，溫度從30℃升至180℃，
此時(shí)兩種芯板變形量分別為
△LA=(180℃~30℃)x1.5×10-5m/℃X1000mm=2.25mm
△LB=(180℃~30℃)X2.5X10-5M/℃X1000mm=3.75mm
此時(shí)由于半固化尚在自由狀態(tài)，兩種芯板一長(zhǎng)一短，互不干涉，尚未發(fā)生變形。
見(jiàn)圖2，壓合時(shí)會(huì)在高溫下保持一段時(shí)間，直到半固化完全固化，此時(shí)樹(shù)脂變成固化狀態(tài)，不能隨意流動(dòng)，兩種芯板結(jié)合在一起.當(dāng)溫度下降時(shí)，如無(wú)層間樹(shù)脂束縛，芯板會(huì)回復(fù)至初始長(zhǎng)度，并不會(huì)產(chǎn)生變形，但實(shí)際上兩張芯板在高溫時(shí)已經(jīng)被固化的樹(shù)脂粘合，在降溫過(guò)程中不能隨意收縮，其中A芯板應(yīng)該收縮3.75mm，實(shí)際上當(dāng)收縮大于2.25mm時(shí)會(huì)受到A芯板的阻礙，為達(dá)成兩芯板間的受力平衡，B芯板不能收縮到3.75mm，而A芯板收縮會(huì)大于2.25mm，從而使整板向B芯板方向變曲根據(jù)上述分析可知，PCB板的層壓結(jié)構(gòu)、材料類型已經(jīng)圖形分布是否均勻，直接影響了不同芯板以及銅箔之間的CTE差異，在壓合過(guò)程中的漲縮差異會(huì)通過(guò)半固化片的固片過(guò)程而被保留并最終形成PCB板的變形。
2.2、PCB板加工過(guò)程中引起的變形
PCB板加工過(guò)程的變形原因非常復(fù)雜可分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩種應(yīng)力導(dǎo)致。其中熱應(yīng)力主要產(chǎn)生于壓合過(guò)程中，機(jī)械應(yīng)力主要產(chǎn)生板件堆放、搬運(yùn)、烘烤過(guò)程中。下面按流程順序做簡(jiǎn)單討論。
覆銅板來(lái)料：覆銅板均為雙面板，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，無(wú)圖形，銅箔與玻璃布CTE相差無(wú)幾，所以在壓合過(guò)程中幾乎不會(huì)產(chǎn)生因CTE不同引起的變形。但是，覆銅板壓機(jī)尺寸大，熱盤不同區(qū)域存在溫差，會(huì)導(dǎo)致壓合過(guò)程中不同區(qū)域樹(shù)脂固化速度和程度有細(xì)微差異，同時(shí)不同升溫速率下的動(dòng)黏度也有較大差異，所以也會(huì)產(chǎn)生由于固化過(guò)程差異帶來(lái)的局部應(yīng)力。一般這種應(yīng)力會(huì)在壓合后維持平衡，但會(huì)在日后的加工中逐漸釋放產(chǎn)生變形。
壓合：PCB壓合工序是產(chǎn)生熱應(yīng)力的主要流程，其中由于材料或結(jié)構(gòu)不同產(chǎn)生的變形見(jiàn)上一節(jié)的分析。與覆銅板壓合類似，也會(huì)產(chǎn)生固化過(guò)程差異帶來(lái)的局部應(yīng)力，PCB板由于厚度更厚、圖形分布多樣、半固化片更多等原因，其熱應(yīng)力也會(huì)比覆銅板更多更難消除。而PCB板中存在的應(yīng)力，在后繼鉆孔、外形或者燒烤等流程中釋放，導(dǎo)致板件產(chǎn)生變形。
阻焊、字符等烘烤流程：由于阻焊油墨固化時(shí)不能互相堆疊，所以PCB板都會(huì)豎放在架子里烘板固化，阻焊溫度150℃左右，剛好超過(guò)中低Tg材料的Tg點(diǎn)，Tg點(diǎn)以上樹(shù)脂為高彈態(tài)，板件容易在自重或者烘箱強(qiáng)風(fēng)作用下變形。
熱風(fēng)焊料整平：普通板熱風(fēng)焊料整平時(shí)錫爐溫度為225℃~265℃，時(shí)間為3S-6S。熱風(fēng)溫度為280℃~300℃.焊料整平時(shí)板從室溫進(jìn)錫爐，出爐后兩分鐘內(nèi)又進(jìn)行室溫的后處理水洗。整個(gè)熱風(fēng)焊料整平過(guò)程為驟熱驟冷過(guò)程。由于電路板材料不同，結(jié)構(gòu)又不均勻，在冷熱過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)熱應(yīng)力，導(dǎo)致微觀應(yīng)變和整體變形翹區(qū)。
存放：PCB板在半成品階段的存放一般都堅(jiān)插在架子中，架子松緊調(diào)整的不合適，或者存放過(guò)程中堆疊放板等都會(huì)使板件產(chǎn)生機(jī)械變形。尤其對(duì)于2.0mm以下的薄板影響更為嚴(yán)重。
除以上因素以外，影響PCB變形的因素還有很多。
3、改善對(duì)策
那要如何才可以防止板子過(guò)回焊爐發(fā)生板彎及板翹的情形呢?
1.降低溫度對(duì)板子應(yīng)力的影響
既然「溫度」是板子應(yīng)力的主要來(lái)源，只要降低回焊爐的溫度或是調(diào)慢板子在回焊爐中升溫及冷卻的速度，就可以大大地降低板彎及板翹的情形發(fā)生。不過(guò)可能會(huì)有其他副作用就事了。
2.采用高Tg的板材
Tg是玻璃轉(zhuǎn)換溫度，也就是材料由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變成橡膠態(tài)的溫度，Tg值越低的材料，表示其板子進(jìn)入回焊爐后開(kāi)始變軟的速度越快，而且變成柔軟橡膠態(tài)的時(shí)間也會(huì)變長(zhǎng)，板子的變形量當(dāng)然就會(huì)越嚴(yán)重。采用較高Tg的板材就可以增加其承受應(yīng)力變形的能力，但是相對(duì)地材料的價(jià)錢也比較高。
3.增加電路板的厚度
許多電子的產(chǎn)品為了達(dá)到更輕薄的目的，板子的厚度已經(jīng)剩下1.0mm、0.8mm，甚至作到了0.6mm的厚度，這樣的厚度要保持板子在經(jīng)過(guò)回焊爐不變形，真的有點(diǎn)強(qiáng)人所難，建議如果沒(méi)有輕薄的要求，板子最好可以使用1.6mm的厚度，可以大大降低板彎及變形的風(fēng)險(xiǎn)。
4.減少電路板的尺寸與減少拼板的數(shù)量
既然大部分的回焊爐都采用鏈條來(lái)帶動(dòng)電路板前進(jìn)，尺寸越大的電路板會(huì)因?yàn)槠渥陨淼闹亓?，在回焊爐中凹陷變形，所以盡量把電路板的長(zhǎng)邊當(dāng)成板邊放在回焊爐的鏈條上，就可以降低電路板本身重量所造成的凹陷變形，把拼板數(shù)量降低也是基于這個(gè)理由，也就是說(shuō)過(guò)爐的時(shí)候，盡量用窄邊垂直過(guò)爐方向，可以達(dá)到最低的凹陷變形量。
5.使用過(guò)爐托盤治具
如果上述方法都很難作到，最后就是使用過(guò)爐托盤 (reflow carrier/template) 來(lái)降低變形量了，過(guò)爐托盤可以降低板彎板翹的原因是因?yàn)椴还苁菬崦涍€是冷縮，都希望托盤可以固定住電路板等到電路板的溫度低于Tg值開(kāi)始重新變硬之后，還可以維持住園來(lái)的尺寸。
如果單層的托盤還無(wú)法降低電路板的變形量，就必須再加一層蓋子，把電路板用上下兩層托盤夾起來(lái)，這樣就可以大大降低電路板過(guò)回焊爐變形的問(wèn)題了。不過(guò)這過(guò)爐托盤挺貴的，而且還得加人工來(lái)置放與回收托盤。
6.改用實(shí)連接、郵票孔，替代V-Cut的分板使用
既然V-Cut會(huì)破壞電路板間拼板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，那就盡量不要使用V-Cut的分板，或是降低V-Cut的深度。
PCB生產(chǎn)工程中的優(yōu)化：
不同材料對(duì)板件變形的影響
將不同材料板件變形超標(biāo)缺陷率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)從表中可以看到，低Tg材料變形缺陷率要高于高Tg材料，上表所列高Tg材料均為填料形材料，CTE均小于低Tg材料，同時(shí)在壓合以后的加工過(guò)程中，烘烤溫度最高150℃，對(duì)低Tg材料的影響肯定會(huì)大于中高Tg材料。
工程設(shè)計(jì)研究
工程設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量避免結(jié)構(gòu)不對(duì)稱、材料不對(duì)稱、圖形不對(duì)稱的設(shè)計(jì)，以減少變形的產(chǎn)生，同時(shí)在研究過(guò)程還發(fā)現(xiàn)芯板直接壓合結(jié)構(gòu)比銅箔壓合結(jié)構(gòu)更容易變形，表2為兩種結(jié)構(gòu)板件的試驗(yàn)結(jié)果。
從表2可以看出兩種結(jié)構(gòu)變形不合格的缺陷率有明顯區(qū)別，可以理解為芯板壓合結(jié)構(gòu)由三張芯板組成，不同芯板間的漲縮以及應(yīng)力變化更復(fù)雜，更難以消除。在工程設(shè)計(jì)，拼板邊框形式對(duì)變形也有較大影響，一般PCB工廠會(huì)存在連續(xù)大銅皮邊框和非連續(xù)的銅點(diǎn)或銅塊邊框，也有不同區(qū)別。
表3為兩種邊框設(shè)計(jì)板件的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果。之所以兩種邊框形式變形表現(xiàn)不同，是因?yàn)檫B續(xù)形銅皮邊框強(qiáng)度高，在壓合及拼板加工過(guò)程中剛性比較大，使板件內(nèi)殘余應(yīng)力不容易釋放，集中在外形加工后釋放，導(dǎo)致變形更嚴(yán)重。而非連續(xù)形銅點(diǎn)邊框則在壓合及后繼加工過(guò)程中逐步釋放應(yīng)力，在外形后單板變形較小。以上為工程設(shè)計(jì)小涉及到的一些可能的影響因素，如能在設(shè)計(jì)時(shí)靈活運(yùn)用。可以減少因設(shè)計(jì)帶來(lái)的變形影響。
3.3、壓合研究
壓合對(duì)變形的影響至關(guān)重要，通過(guò)合理的參數(shù)設(shè)置、壓機(jī)選擇和疊板方式等可以有效減少應(yīng)力的產(chǎn)生。針對(duì)一般的結(jié)構(gòu)對(duì)稱的板件，一般需要注意壓合時(shí)對(duì)稱疊板，并對(duì)稱放置工具板、緩沖材料等輔助工具。同時(shí)選擇冷熱一體壓機(jī)壓合對(duì)減少熱應(yīng)力也有明顯幫助，原因?yàn)槔錈岱煮w壓機(jī)在高溫下(GT溫度以上)將板件轉(zhuǎn)到冷壓機(jī)，材料在Tg點(diǎn)以上失壓并快速冷卻會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力迅速釋放產(chǎn)生變形，而冷熱一體壓機(jī)可實(shí)現(xiàn)熱壓末段降溫，避免板件在高溫下失壓。
同時(shí)，對(duì)于客戶特殊的需要，不可避免的會(huì)存在一些材料或者結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的板件，此時(shí)前文分析的由于CTE不同帶來(lái)的變形將會(huì)非常明顯，針對(duì)這種問(wèn)題我們可以嘗試使用非對(duì)稱的疊板方式來(lái)解決，其原理為利緩沖材料的非對(duì)稱放置達(dá)到PCB板雙面升溫速度不一樣，從而影響不同CTE芯柏樹(shù)在升溫和降溫階段的漲縮來(lái)解決變形量不一致的問(wèn)題。表4是在我司某款結(jié)構(gòu)不對(duì)稱板件上的試驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)不對(duì)稱疊法，以及壓合后增加后固化流程，并在出貨前進(jìn)行校平操作，此板最終滿足客戶2.0mm的要求。
3.4、其他生產(chǎn)流程
PCB生產(chǎn)流程中，除壓合外還有阻焊、字符化以及熱風(fēng)整平幾個(gè)高溫處理流程，其中阻焊、字符后的烘板最高溫度150℃在前文提到過(guò)此溫度在普通Tg材料Tg點(diǎn)以上，此時(shí)材料為高彈態(tài)，容易在外力下變形，所以要避免烘板時(shí)疊板防止下層板被壓彎，同時(shí)要烘板時(shí)保證板件方向與吹風(fēng)方向平行。在熱風(fēng)整平加工時(shí)則要保證板件出錫爐平放冷卻30s以上，避免高溫下過(guò)后處理的冷水洗導(dǎo)致驟冷變形。
除生產(chǎn)流程外，PCB板件在各工位的存儲(chǔ)也對(duì)變形有一定的影響，在一些廠家由于待產(chǎn)較多、場(chǎng)地狹小的原因，會(huì)將多架板堆放在一起存儲(chǔ)，這也會(huì)導(dǎo)致板件受外力變形，由于PCB板也有一定塑性，所以這些變形在后面的校平工序也不會(huì)得到100%的恢復(fù)。
3.5、出貨前校平
大多數(shù)PCB廠家在出貨前都會(huì)有校平流程，這是因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生受熱或機(jī)械力產(chǎn)生的板件變形，在出貨前通過(guò)機(jī)械校平或熱烘校平可以得到有效改善。受阻焊以及表面涂覆層的耐熱性影響，一般烘板溫度在140℃~150℃以下，剛好超過(guò)普通材料Tg溫度，這對(duì)普通板的校平有很大好處，而對(duì)于高Tg材料的校平作用則沒(méi)那么明顯，所以在個(gè)別板翹嚴(yán)重的高Tg板上可以適當(dāng)提高烘板溫度，但要主要油墨和涂覆層質(zhì)量。同時(shí)烘板時(shí)壓重、增加隨爐冷卻時(shí)間的做法也對(duì)變形有一定改善作用，表5為不同壓重和爐冷時(shí)間對(duì)板件校平作用的試驗(yàn)結(jié)果，從其中可以看到增加壓重和延長(zhǎng)爐冷時(shí)間對(duì)變形的校平都有明顯作用。
美國(guó)國(guó)防部(DoD)負(fù)責(zé)研發(fā)工作的麗莎?波特(Lisa Porter)已促請(qǐng)美國(guó)公司開(kāi)發(fā)開(kāi)源5G軟件，雖然大家都知道這是在向潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手開(kāi)放自己的技術(shù)，但美國(guó)國(guó)防部威脅稱，如果美企不這樣做，它們就有被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。
華為目前在5G領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)，截至今年上半年，美國(guó)所有企業(yè)的5G核心專利總數(shù)，都沒(méi)有華為一家來(lái)得多。根據(jù)《金融時(shí)報(bào)》12月22日的報(bào)道，屆時(shí)美國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商可以任意選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，無(wú)需一刀切采用某一家公司的定制產(chǎn)品，而是直接從美國(guó)電信設(shè)備商中購(gòu)買現(xiàn)成的硬件。
《金融時(shí)報(bào)》認(rèn)為，美方這種做法實(shí)際上是要求美國(guó)企業(yè)向潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手開(kāi)放各自的5G技術(shù)。此舉將威脅到美國(guó)最大的電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商思科（Cisco）或甲骨文（Oracle）等美國(guó)公司。
但Porter警告，如果美國(guó)企業(yè)拒絕開(kāi)源5G技術(shù)，將影響美國(guó)市場(chǎng)的5G網(wǎng)絡(luò)普及，落后的公司就有被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。
“那些拖累市場(chǎng)的因素最終將會(huì)出現(xiàn)。就像歷史趨勢(shì)一樣，最經(jīng)典的是柯達(dá)（Kodak），它發(fā)明了數(shù)碼相機(jī)，但卻沒(méi)有加以利用?！?Porter表示，應(yīng)該讓市場(chǎng)來(lái)決定誰(shuí)是贏家，市場(chǎng)將做出決定。
為打壓華為，美國(guó)政府近期花招層出。除了擬定“實(shí)體清單”外，特朗普政府在上周又被曝拉攏美國(guó)企業(yè)簽訂所謂“原則性文件”，要求后者承諾不再購(gòu)買華為等中國(guó)企業(yè)的設(shè)備，但遭行業(yè)代表拒絕。詳細(xì)請(qǐng)參考電子工程專輯報(bào)道《美科技公司拒簽最新反華為協(xié)議》美國(guó)政府還考慮為支持開(kāi)源5G 技術(shù)的公司提供稅務(wù)優(yōu)惠，建立多產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟與華為抗衡。不過(guò)雖然美國(guó)政府已經(jīng)與 Oracle 以及 Cisco 等美國(guó)網(wǎng)絡(luò)企業(yè)商討進(jìn)入 5G 設(shè)備市場(chǎng)的可能性，但這些企業(yè)都已經(jīng)拒絕。目前只有歐洲的諾基亞（Nokia）、愛(ài)立信（Ericsson） 和中國(guó)的華為、中興有能力生產(chǎn) 5G 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，美國(guó)廠商則只有生產(chǎn)終端產(chǎn)品，因此市場(chǎng)上難以與擁有覆蓋整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)所有環(huán)節(jié)產(chǎn)品和技術(shù)的華為抗衡。
今年10月，美國(guó)政府還曾考慮給諾基亞和愛(ài)立信提供資金，企圖以這種方式壯大華為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，擠走華為市場(chǎng)份額。但諾基亞和愛(ài)立信拒絕了這個(gè)提議。
其實(shí)美國(guó)國(guó)防部并不是第一個(gè)提出要做開(kāi)源5G的，將5G開(kāi)源也并非一無(wú)是處，至少大部分運(yùn)營(yíng)商對(duì)此是有需求的。華為創(chuàng)始人任正非就曾表示，愿意把華為的5G技術(shù)授權(quán)給其他業(yè)者。
但如果要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，5G核心需要由軟件定義的開(kāi)放式數(shù)字基礎(chǔ)架構(gòu)，該基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)利用數(shù)字技術(shù)(例如基于云的網(wǎng)絡(luò)和軟件定義的網(wǎng)絡(luò)可編程連接)的優(yōu)勢(shì)。
今年9月在西班牙馬德里舉行的一場(chǎng)峰會(huì)中，西班牙西班牙電信全球首席技術(shù)和信息官恩里克·布蘭科(Enrique Blanco)表示，開(kāi)源的關(guān)鍵是要讓不同的供應(yīng)商，為5G核心提供不同的組件，以充分利用5G的全部服務(wù)潛力，這意味著沒(méi)有一個(gè)供應(yīng)商或國(guó)家可以控制5G。 據(jù)悉，西班牙電信運(yùn)營(yíng)商最高級(jí)的技術(shù)主管已經(jīng)確定，西班牙建立5G核心網(wǎng)絡(luò)不會(huì)僅使用一家供應(yīng)商，他們認(rèn)為傳統(tǒng)構(gòu)建核心網(wǎng)絡(luò)的方式，讓關(guān)鍵基礎(chǔ)架構(gòu)和服務(wù)過(guò)于依賴單個(gè)供應(yīng)商，增加了風(fēng)險(xiǎn)。
Enrique Blanco認(rèn)為，服務(wù)提供商在建立5G核心網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要考慮三個(gè)因素：開(kāi)源、網(wǎng)絡(luò)切片和安全性。
其中關(guān)于開(kāi)源的話題，德國(guó)電信公司(Deutsche Telekom AG)副總裁Franz Seiser將開(kāi)放源代碼描述為5G的游戲規(guī)則改變者。他認(rèn)為，一家供應(yīng)商提供的軟件較少，開(kāi)源可以縮短功能周期，讓供應(yīng)商能夠一次專注于一種軟件。
Enrique Blanco認(rèn)為，開(kāi)放式RAN計(jì)劃除了能通過(guò)升級(jí)達(dá)到5G來(lái)節(jié)省資本支出外，還可以促進(jìn)愛(ài)立信、華為和諾基亞主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)和創(chuàng)新。他在主題演講中說(shuō)：“5G網(wǎng)絡(luò)必須可編程。因?yàn)槲覀冃枰O(jiān)控客戶數(shù)據(jù)功能的巨大提升，該網(wǎng)絡(luò)需要開(kāi)放以便運(yùn)營(yíng)商獲得所有這些功能?！?/p>
英國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略總監(jiān)Paul Ceely回應(yīng)了對(duì)開(kāi)源的需求，他認(rèn)為，為了應(yīng)對(duì)5G帶來(lái)的來(lái)自不同垂直市場(chǎng)的數(shù)據(jù)流量的增長(zhǎng)，核心網(wǎng)絡(luò)需要大量的靈活性。這些垂直領(lǐng)域的全部范圍仍然是大多數(shù)人所不知道的，因此該平臺(tái)需要非常靈活，以允許在未來(lái)10年中需要它們的新應(yīng)用程序。
意大利電信數(shù)字和生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新高級(jí)副總裁露西·隆巴迪(Lucy Lombardi)表示，在5G方面進(jìn)行了大量投資后，運(yùn)營(yíng)商需要有效地優(yōu)化投資策略，而開(kāi)源則必須成為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的重點(diǎn)。
從目前來(lái)看，全球較大規(guī)模的通信設(shè)備商不超過(guò)10家，除了華為、中興、愛(ài)立信、諾基亞四大設(shè)備商外，還有三星、NEC、思科等。在4G時(shí)代，已經(jīng)形成華為、中興、愛(ài)立信、諾基亞四大設(shè)備商占據(jù)第一梯隊(duì)的市場(chǎng)格局。5G時(shí)代，四大設(shè)備商格局能否持續(xù)？
5G大約從2014年起進(jìn)入媒體和市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)的視野。2017年來(lái)隨著5G NSA和SA標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，技術(shù)走向成熟，5G設(shè)備紛紛面世，2018年以來(lái)，一些機(jī)構(gòu)開(kāi)始對(duì)設(shè)備商的產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。從評(píng)價(jià)看，四大設(shè)備商可謂各有千秋。
Strategy Analytics曾經(jīng)對(duì)華為的設(shè)備性能、產(chǎn)品組合完整性、標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)、研發(fā)投入和交付能力等方面進(jìn)行了全面評(píng)估和比較，指出華為處于領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。Strategy Analytics認(rèn)為，愛(ài)立信與諾基亞主要聚焦支持毫米波的基站開(kāi)發(fā)，以盡量滿足美國(guó)市場(chǎng)的需要，在這個(gè)領(lǐng)域該兩大廠商的優(yōu)勢(shì)要明顯一些。
根據(jù)GlobalData在2018年底發(fā)布的報(bào)告指出，愛(ài)立信早在2015年即率先推出了針對(duì)5G 演進(jìn)的新RAN產(chǎn)品組合，隨后加入了 ERS 高容量基帶單元軟件“Plug－Ins”，以及推出超大規(guī)模 MIMO等無(wú)線硬件。愛(ài)立信的弱項(xiàng)主要是Cloud RAN和 MEC。
諾基亞在2016年發(fā)布了“5G－Ready”AirScale 基站，并一直在努力傳播 AirScale 及其傳統(tǒng)基站 （Flexi Multiradio 10）的價(jià)值。諾基亞最早推廣MEC技術(shù)，其Cloud RAN的產(chǎn)品組合也比較全面，但在大規(guī)模MIMO的商用化上比較緩慢。
對(duì)于中興，Global Data表示，中興是最早提出Pre5G概念并大力推進(jìn)其演進(jìn)的廠家，中興在5G核心技術(shù)大規(guī)模MIMO上的商用能力領(lǐng)先于大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。同時(shí)，中興具備5G端到端解決方案提供能力，產(chǎn)品系列化和全場(chǎng)景化方面是其傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。在芯片方面，中興的基帶和數(shù)字中頻等自研芯片也已經(jīng)發(fā)布到了第三代，從指標(biāo)上看在性能、集成度、功耗等方面領(lǐng)先。
根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)Dell’Oro今年一季度數(shù)據(jù)，華為在通訊設(shè)備領(lǐng)域的市場(chǎng)份額為28%，愛(ài)立信以27%的份額緊隨其后，諾基亞手握8%。美國(guó)企業(yè)不在第一梯隊(duì)。此外根據(jù)德國(guó)專利數(shù)據(jù)公司IPlytics最新報(bào)告，截至今年9月，全球5G SEP必要專利中，華為憑借高達(dá)3325件申請(qǐng)量占據(jù)絕對(duì)制高點(diǎn)。
對(duì)于華為5G專利全球領(lǐng)先這件事，華為技術(shù)有限公司副總裁魯勇曾表示，這是必然結(jié)果，因?yàn)槿ツ耆A為在研發(fā)領(lǐng)域投入了1000多億人民幣，研發(fā)資金超過(guò)了英特爾和蘋(píng)果。 魯勇透露，華為手握的5G專利占全球總數(shù)20%，而美國(guó)的所有企業(yè)的5G核心專利的占比不到15%。
]]>在PCB板的設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以通過(guò)分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季€和安裝實(shí)現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)預(yù)測(cè)可以將絕大多數(shù)設(shè)計(jì)修改僅限于增減元器件。通過(guò)調(diào)整PCB布局布線，能夠很好地防范ESD。以下是一些常見(jiàn)的防范措施。
1、盡可能使用多層PCB
相對(duì)于雙面PCB而言，地平面和電源平面，以及排列緊密的信號(hào)線-地線間距能夠減小共模阻抗和感性耦合，使之達(dá)到雙面PCB的1/10到1/100。盡量地將每一個(gè)信號(hào)層都緊靠一個(gè)電源層或地線層。對(duì)于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB，可以考慮使用內(nèi)層線。
2、對(duì)于雙面PCB來(lái)說(shuō)，要采用緊密交織的電源和地柵格。
電源線緊靠地線，在垂直和水平線或填充區(qū)之間，要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小于等于60mm，如果可能，柵格尺寸應(yīng)小于13mm。
3、確保每一個(gè)電路盡可能緊湊。
4、盡可能將所有連接器都放在一邊。
5、在每一層的機(jī)箱地和電路地之間，要設(shè)置相同的“隔離區(qū)”;如果可能，保持間隔距離為0.64mm。
6、PCB裝配時(shí)，不要在頂層或者底層的焊盤上涂覆任何焊料。
使用具有內(nèi)嵌墊圈的螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)PCB與金屬機(jī)箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。
7、如果可能，將電源線從卡的中央引入，并遠(yuǎn)離容易直接遭受ESD影響的區(qū)域。
8、在引向機(jī)箱外的連接器(容易直接被ESD擊中)下方的所有PCB層上，要放置寬的機(jī)箱地或者多邊形填充地，并每隔大約13mm的距離用過(guò)孔將它們連接在一起。
9、在卡的邊緣上放置安裝孔，安裝孔周圍用無(wú)阻焊劑的頂層和底層焊盤連接到機(jī)箱地上。
10、在卡的頂層和底層靠近安裝孔的位置，每隔100mm沿機(jī)箱地線將機(jī)箱地和電路地用1.27mm寬的線連接在一起。與這些連接點(diǎn)的相鄰處，在機(jī)箱地和電路地之間放置用于安裝的焊盤或安裝孔。這些地線連接可以用刀片劃開(kāi)，以保持開(kāi)路，或用磁珠/高頻電容的跳接。
11、如果電路板不會(huì)放入金屬機(jī)箱或者屏蔽裝置中，在電路板的頂層和底層機(jī)箱地線上不能涂阻焊劑，這樣它們可以作為ESD電弧的放電極。
12要以下列方式在電路周圍設(shè)置一個(gè)環(huán)形地：
(1)除邊緣連接器以及機(jī)箱地以外，在整個(gè)外圍四周放上環(huán)形地通路。
(2)確保所有層的環(huán)形地寬度大于2.5mm。
(3)每隔13mm用過(guò)孔將環(huán)形地連接起來(lái)。
(4)將環(huán)形地與多層電路的公共地連接到一起。
(5)對(duì)安裝在金屬機(jī)箱或者屏蔽裝置里的雙面板來(lái)說(shuō)，應(yīng)該將環(huán)形地與電路公共地連接起來(lái)。不屏蔽的雙面電路則應(yīng)該將環(huán)形地連接到機(jī)箱地，環(huán)形地上不能涂阻焊劑，以便該環(huán)形地可以充當(dāng)ESD的放電棒，在環(huán)形地(所有層)上的某個(gè)位置處至少放置一個(gè)0.5mm寬的間隙，這樣可以避免形成一個(gè)大的環(huán)路。信號(hào)布線離環(huán)形地的距離不能小于0.5mm。
13、在能被ESD直接擊中的區(qū)域，每一個(gè)信號(hào)線附近都要布一條地線。
14、I/O電路要盡可能靠近對(duì)應(yīng)的連接器。
15、對(duì)易受ESD影響的電路，應(yīng)該放在靠近電路中心的區(qū)域，這樣其他電路可以為它們提供一定的屏蔽作用。
16、通常在接收端放置瞬態(tài)保護(hù)器。用短而粗的線(長(zhǎng)度小于5倍寬度，最好小于3倍寬度)連接到機(jī)箱地。從連接器出來(lái)的信號(hào)線和地線要直接接到瞬態(tài)保護(hù)器，然后才能接電路的其他部分。
17、通常在接收端放置串聯(lián)的電阻和磁珠，而對(duì)那些易被ESD擊中的電纜驅(qū)動(dòng)器，也可以考慮在驅(qū)動(dòng)端放置串聯(lián)的電阻或磁珠。
18在連接器處或者離接收電路25mm的范圍內(nèi)，要放置濾波電容。
(1)用短而粗的線連接到機(jī)箱地或者接收電路地(長(zhǎng)度小于5倍寬度，最好小于3倍寬度)。
(2)信號(hào)線和地線先連接到電容再連接到接收電路。
18、要確保信號(hào)線盡可能短。
19、信號(hào)線的長(zhǎng)度大于300mm時(shí)，一定要平行布一條地線。
20、確保信號(hào)線和相應(yīng)回路之間的環(huán)路面積盡可能小。對(duì)于長(zhǎng)信號(hào)線每隔幾厘米便要調(diào)換信號(hào)線和地線的位置來(lái)減小環(huán)路面積。
21、從網(wǎng)絡(luò)的中心位置驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)入多個(gè)接收電路。
22、在可能的情況下，要用地填充未使用的區(qū)域，每隔60mm距離將所有層的填充地連接起來(lái)。
23、確保電源和地之間的環(huán)路面積盡可能小，在靠近集成電路芯片每一個(gè)電源管腳的地方放置一個(gè)高頻電容。
24、在距離每一個(gè)連接器80mm范圍以內(nèi)放置一個(gè)高頻旁路電容。
25、復(fù)位線、中斷信號(hào)線或者邊沿觸發(fā)信號(hào)線不能布置在靠近PCB邊沿的地方。
26、確保在任意大的地填充區(qū)(大約大于25mm×6mm)的兩個(gè)相反端點(diǎn)位置處要與地連接。
27、電源或地平面上開(kāi)口長(zhǎng)度超過(guò)8mm時(shí)，要用窄的線將開(kāi)口的兩側(cè)連接起來(lái)。
28、將安裝孔同電路公地連接在一起，或者將它們隔離開(kāi)來(lái)。
(1)金屬支架必須和金屬屏蔽裝置或者機(jī)箱一起使用時(shí)，要采用一個(gè)零歐姆電阻實(shí)現(xiàn)連接。
(2)確定安裝孔大小來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬或者塑料支架的可靠安裝，在安裝孔頂層和底層上要采用大焊盤，底層焊盤上不能采用阻焊劑，并確保底層焊盤不采用波峰焊工藝進(jìn)行焊接。
29、不能將受保護(hù)的信號(hào)線和不受保護(hù)的信號(hào)線并行排列。
30、要特別注意復(fù)位、中斷和控制信號(hào)線的布線。
(1)要采用高頻濾波。
(2)遠(yuǎn)離輸入和輸出電路。
(3)遠(yuǎn)離電路板邊緣。
31、PCB要插入機(jī)箱內(nèi)，不要安裝在開(kāi)口位置或者內(nèi)部接縫處。
32、要注意磁珠下、焊盤之間和可能接觸到磁珠的信號(hào)線的布線。有些磁珠導(dǎo)電性能相當(dāng)好，可能會(huì)產(chǎn)生意想不到的導(dǎo)電路徑。
33、如果一個(gè)機(jī)箱或者主板要內(nèi)裝幾個(gè)電路板，應(yīng)該將對(duì)靜電最敏感的電路板放在最中間。
]]>借著新中國(guó)成立70周年的契機(jī)，邁威科技今天帶大家一起回顧下我國(guó)PCB的發(fā)展歷程。
世界PCB發(fā)展史
1936年，印制電路板的創(chuàng)造者奧地利人保羅·愛(ài)斯勒（Paul Eisler）首先在收音機(jī)裝置里采用了印刷電路板。
1943年，美國(guó)人多將該技術(shù)運(yùn)用于軍用收音機(jī)內(nèi)。
1947年，美國(guó)航空局和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)起PCB首次技術(shù)討論會(huì)。
1948年，美國(guó)正式認(rèn)可這個(gè)發(fā)明并用于商業(yè)用途。
20世紀(jì)50年代初，由于CCL的 copper foil和層壓板的粘合強(qiáng)度和耐焊性問(wèn)題得到解決，性能穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化大生產(chǎn)，銅箔蝕刻法成為PCB制造技術(shù)的主流，開(kāi)始生產(chǎn)單面板。
20世紀(jì)60年代，實(shí)現(xiàn)了孔金屬化雙面PCB實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)。
20世紀(jì)70年代，多層PCB迅速發(fā)展，并不斷向高精度、高密度、細(xì)線小孔、高可靠性、低成本和自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)方向發(fā)展。
20世紀(jì)80年代，表面安裝印制板（SMT）逐漸替代插裝式PCB，成為生產(chǎn)主流。
20世紀(jì)90年代以來(lái)，表面安裝進(jìn)一步從扁平封裝（QFP）向球珊陣列封裝（BGA）發(fā)展。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，高密度的BGA、芯片級(jí)封裝以及有機(jī)層壓板材料為基板的多芯片模塊封裝印制板得到迅猛發(fā)展。
中國(guó)PCB發(fā)展史
1956年，我國(guó)開(kāi)始PCB研制工作。
60年代，批量生產(chǎn)單面板，小批量生產(chǎn)雙面校并開(kāi)始研制多層板。
70年代，由于受當(dāng)時(shí)歷史條件的限制，印制板技術(shù)發(fā)展緩慢，使得整個(gè)生產(chǎn)技術(shù)落后于國(guó)外先進(jìn)水平。
80年代，從國(guó)外引進(jìn)了先進(jìn)水平的單面、雙面、多層印制板生產(chǎn)線，提高了我國(guó)印制板的生產(chǎn)技術(shù)水平
進(jìn)入90年代，香港和臺(tái)灣地區(qū)以及日本等外國(guó)印制板生產(chǎn)廠商紛紛來(lái)我國(guó)合資和獨(dú)資設(shè)廠，使我國(guó)印制板產(chǎn)量和技術(shù)突飛猛進(jìn)。
2002年，成為第三大PCB產(chǎn)出國(guó)。
2003年，PCB產(chǎn)值和進(jìn)出口額均超過(guò)60億美元，首度超越美國(guó)，成為世界第二大PCB產(chǎn)出國(guó)，產(chǎn)值的比例也由2000年的8.54%提升到15.30%，提升了近1倍。
2006年中國(guó)已經(jīng)取代日本，成為全球產(chǎn)值最大的PCB生產(chǎn)基地和技術(shù)發(fā)展最活躍的國(guó)家。
近年來(lái)，我國(guó)PCB產(chǎn)業(yè)保持著20%左右的高速增長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球PCB行業(yè)的增長(zhǎng)速度。
中國(guó)PCB行業(yè)現(xiàn)狀
在全球PCB產(chǎn)業(yè)向亞洲轉(zhuǎn)移的整體趨勢(shì)下，中國(guó)作為電子產(chǎn)品制造大國(guó)，以巨大的內(nèi)需市場(chǎng)和較為低廉的生產(chǎn)成本吸引了大量外資和本土PCB企業(yè)投資，促進(jìn)中國(guó)PCB產(chǎn)業(yè)在短短數(shù)年間呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
當(dāng)前，中國(guó)已成為全球最大PCB生產(chǎn)國(guó)，也是目前全球能夠提供PCB最大產(chǎn)能及最完整產(chǎn)品類型的地區(qū)之一。從整體上來(lái)看，本土PCB企業(yè)盡管數(shù)量眾多，但其企業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平與在中國(guó)大陸設(shè)立分廠的外資企業(yè)相比仍存在一定差距，競(jìng)爭(zhēng)力稍顯薄弱。2008年至2015年，中國(guó)PCB行業(yè)產(chǎn)值從150.37億美元增至262.00億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)14.85%，遠(yuǎn)超全球整體增長(zhǎng)速度2.94%。2008年金融危機(jī)對(duì)全球PCB行業(yè)造成較大沖擊，中國(guó)PCB行業(yè)亦未能幸免，但在全球PCB產(chǎn)業(yè)向我國(guó)轉(zhuǎn)移的大背景下，2009年后中國(guó)PCB產(chǎn)業(yè)全面復(fù)蘇，整體保持快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。
]]>絕大部分電子產(chǎn)品都要求在干燥條件下作業(yè)和存放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有1/4以上的工業(yè)制造不良品與潮濕的危害有關(guān)。對(duì)于電子工業(yè)，潮濕的危害已經(jīng)成為影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一。
（1）集成電路：潮濕對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的危害主要表現(xiàn)在潮濕能透過(guò)IC塑料封裝和從引腳等縫隙侵入IC內(nèi)部，產(chǎn)生IC吸濕現(xiàn)象。
在SMT過(guò)程的加熱環(huán)節(jié)中形成水蒸氣，產(chǎn)生的壓力導(dǎo)致IC樹(shù)脂封裝開(kāi)裂，并使IC器件內(nèi)部金屬氧化，導(dǎo)致產(chǎn)品故障。此外，當(dāng)器件在PCB板的焊接過(guò)程中，因水蒸氣壓力的釋放，亦會(huì)導(dǎo)致虛焊。
根據(jù)IPC-M190 J-STD-033標(biāo)準(zhǔn)，在高濕空氣環(huán)境暴露后的SMD元件，必需將其放置在10%RH濕度以下的干燥箱中放置暴露時(shí)間的10倍時(shí)間，才能恢復(fù)元件的“車間壽命”，避免報(bào)廢，保障安全。
（2）液晶器件：液晶顯示屏等液晶器件的玻璃基板和偏光片、濾鏡片在生產(chǎn)過(guò)程中雖然要進(jìn)行清洗烘干，但待其降溫后仍然會(huì)受潮氣的影響，降低產(chǎn)品的合格率。因此在清洗烘干后應(yīng)存放于40%RH以下的干燥環(huán)境中。
（3）其它電子器件：電容器、陶瓷器件、接插件、開(kāi)關(guān)件、焊錫、PCB、晶體、硅晶片、石英振蕩器、SMT膠、電極材料粘合劑、電子漿料、高亮度器件等，均會(huì)受到潮濕的危害。
（4）作業(yè)過(guò)程中的電子器件：封裝中的半成品到下一工序之間；PCB封裝前以及封裝后到通電之間；拆封后但尚未使用完的IC、BGA、PCB等；等待錫爐焊接的器件；烘烤完畢待回溫的器件；尚未包裝的產(chǎn)成品等，均會(huì)受到潮濕的危害。
（5）成品電子整機(jī)在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中亦會(huì)受到潮濕的危害。如在高濕度環(huán)境下存儲(chǔ)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將導(dǎo)致故障發(fā)生，對(duì)于計(jì)算機(jī)板卡CPU等會(huì)使金手指氧化導(dǎo)致接觸不良發(fā)生故障。
電子工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)和產(chǎn)品的存儲(chǔ)環(huán)境濕度應(yīng)該在40%以下。有些品種還要求濕度更低。
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