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(shù)的一種線路分布密度比較高的電路板。HDI板有內(nèi)層線路和外層線路,再利用鉆孔、孔內(nèi)金屬化等工藝,使各層線路內(nèi)部實(shí)現(xiàn)連結(jié)。

電子產(chǎn)品不斷地向高密度、高精度發(fā)展,所謂“高”,除了提高機(jī)器性能之外,還要縮小機(jī)器的體積。高密度集成（HDI）技術(shù)可以使終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加小型化,同時(shí)滿足電子性能和效率的更高標(biāo)準(zhǔn)。目前流行的電子產(chǎn)品,諸如手機(jī)、數(shù)碼（攝）像機(jī)、筆記本電腦、汽車(chē)電子等,很多都是使用HDI板。隨著電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代和市場(chǎng)的需求,HDI板的發(fā)展會(huì)非常迅速。

　　HDI板一般采用積層法制造,積層的次數(shù)越多,板件的技術(shù)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(shù),同時(shí)采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等先進(jìn)PCB技術(shù)。

　　當(dāng)PCB的密度增加超過(guò)八層板后,以HDI來(lái)制造,其成本將較傳統(tǒng)復(fù)雜的壓合制程來(lái)得低。HDI板有利于先進(jìn)構(gòu)裝技術(shù)的使用,其電性能和訊號(hào)正確性比傳統(tǒng)PCB更高。此外,HDI板對(duì)于射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導(dǎo)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(zhuān)家級(jí)人士創(chuàng)建，是國(guó)內(nèi)專(zhuān)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(lái)，一直專(zhuān)注樣品，中小批量領(lǐng)域?？焖俚慕桓兑约斑^(guò)硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國(guó)內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)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(guò)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。

按照印刷線路板按照層數(shù)可分為單面板、雙面板、多層板、HDI板等；按照結(jié)構(gòu)分類(lèi),包括剛性版、柔性線路板、軟硬結(jié)合板等。
據(jù)Prismark 2015年發(fā)布的數(shù)據(jù),全球PCB產(chǎn)值中占比最大的3類(lèi)產(chǎn)品依次為多層板、柔性電路板、HDI板,其產(chǎn)值增速亦領(lǐng)先。


產(chǎn)值增速一定程度上反應(yīng)供給端情形,但并不適合據(jù)此判斷對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的發(fā)展前景。我們認(rèn)為,HDI最大的市場(chǎng)為手機(jī)市場(chǎng),行業(yè)增速放緩,普通HDI產(chǎn)品盈利性并不樂(lè)觀。

HDI是高密度互聯(lián)（High Density Interconnector）的縮寫(xiě),HDI板是使用微盲埋孔技術(shù)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(shù)量,及精確設(shè)置盲孔、埋孔來(lái)實(shí)現(xiàn),高密度集成（HDI）技術(shù)可以使終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加小型化,同時(shí)滿足電子性能和效率的更高標(biāo)準(zhǔn)。

HDI目前廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼（攝）像機(jī)、MP3、MP4、筆記本電腦等消費(fèi)電子及IC載板中,其中手機(jī)市場(chǎng)為最大的應(yīng)用市場(chǎng)。


我們認(rèn)為,普通HDI產(chǎn)品的盈利性近年并不樂(lè)觀,資本聚焦普通HDI的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去。普通HDI供不應(yīng)求的局面已過(guò),產(chǎn)品價(jià)格或?qū)⒊掷m(xù)下滑需求層面,全球手機(jī)市場(chǎng)呈衰退趨勢(shì),對(duì)于HDI板需求疲軟；供給層面,伴隨2009年左右智能手機(jī)滲透率迅速提升,消費(fèi)電子市場(chǎng)爆發(fā)式增長(zhǎng),HDI技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)漸成手機(jī)板主流,臺(tái)灣、日本、韓國(guó)、中國(guó)的PCB廠紛紛大量投資擴(kuò)產(chǎn)HDI板應(yīng)以對(duì)市場(chǎng)旺盛需求,且伴隨2001以來(lái)歐美手機(jī)及制作手機(jī)最多的EMS廠將制造中心轉(zhuǎn)移到大陸,大部分HDI產(chǎn)能跟隨由歐洲向大陸轉(zhuǎn)移,中國(guó)大陸HDI板生產(chǎn)比重持續(xù)加大,成為產(chǎn)能重災(zāi)區(qū),形成HDI產(chǎn)能過(guò)剩的局面,隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,普通HDI產(chǎn)品價(jià)格下降趨勢(shì)明顯。

消費(fèi)電子功能日益復(fù)雜,線路密度、孔密度等要求越來(lái)越高,HDI生產(chǎn)成本并未下降,隨著手機(jī)功能的增加,手機(jī)的電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度亦隨之增加,加上消費(fèi)者對(duì)手機(jī)輕薄短小的需求日增,手機(jī)所用線路板的技術(shù)層次不斷演進(jìn)。

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

綜上,在HDI板價(jià)格下滑,生產(chǎn)成本高企的背景下,普通HDI板的利潤(rùn)薄如紙,盈利性并不樂(lè)觀,部分HDI供應(yīng)商出現(xiàn)虧損局面,亦有一些PCB廠重新慎重考慮其HDI擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

相比之下,高多層板、柔性線路板（FPC）及軟硬結(jié)合板應(yīng)用領(lǐng)域廣,價(jià)值量高,為當(dāng)下及未來(lái)幾年內(nèi)PCB企業(yè)布局的重點(diǎn)領(lǐng)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(zhuān)家級(jí)人士創(chuàng)建，是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)高效的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測(cè)試儀器、電源等各個(gè)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(zhuān)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(xiāo)訂單占比70%以上。

在PCB板的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，工程師不僅需要防止PCB板在制造加工時(shí)出現(xiàn)意外，還需要避免設(shè)計(jì)失誤的問(wèn)題出現(xiàn)。本文就這些常見(jiàn)的PCB問(wèn)題進(jìn)行匯總和分析，希望能夠?qū)Υ蠹业脑O(shè)計(jì)和制作工作帶來(lái)一定的幫助。

問(wèn)題一：PCB板短路


這一問(wèn)題是會(huì)直接造成PCB板無(wú)法工作的常見(jiàn)故障之一，而造成這種問(wèn)題的原因有很多，下面我們逐一進(jìn)行分析。

造成PCB短路的最大原因，是焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng)，此時(shí)可以將圓形焊墊改為橢圓形，加大點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離，防止短路。

PCB零件方向的設(shè)計(jì)不適當(dāng)，也同樣會(huì)造成板子短路，無(wú)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(shí)可以適當(dāng)修改零件方向，使其與錫波垂直。

還有一種可能性也會(huì)造成PCB的短路故障，那就是自動(dòng)插件彎腳。由于IPC規(guī)定線腳的長(zhǎng)度在2mm以下及擔(dān)心彎腳角度太大時(shí)零件會(huì)掉，故易因此而造成短路，需將焊點(diǎn)離開(kāi)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(huì)導(dǎo)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(jiàn)的故障原因，工程師可以對(duì)比以上原因和發(fā)生故障的情況逐一進(jìn)行排除和檢查。



問(wèn)題二：PCB開(kāi)路

當(dāng)跡線斷裂時(shí)，或者焊料僅在焊盤(pán)上而不在元件引線上時(shí)，會(huì)發(fā)生開(kāi)路。在這種情況下，元件和PCB之間沒(méi)有粘連或連接。就像短路一樣，這些也可能發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中或焊接過(guò)程中以及其他操作過(guò)程中。振動(dòng)或拉伸電路板，跌落它們或其他機(jī)械形變因素都會(huì)破壞跡線或焊點(diǎn)。同樣，化學(xué)或濕氣會(huì)導(dǎo)致焊料或金屬部件磨損，從而導(dǎo)致組件引線斷裂。


問(wèn)題三：元器件的松動(dòng)或錯(cuò)位


在回流焊過(guò)程中，小部件可能浮在熔融焊料上并最終脫離目標(biāo)焊點(diǎn)。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(shè)置，焊膏問(wèn)題，人為錯(cuò)誤等引起焊接PCB板上元器件的振動(dòng)或彈跳。


問(wèn)題四：焊接問(wèn)題

以下是由于不良的焊接做法而引起的一些問(wèn)題：

受干擾的焊點(diǎn)：由于外界擾動(dòng)導(dǎo)致焊料在凝固之前移動(dòng)。這與冷焊點(diǎn)類(lèi)似，但原因不同，可以通過(guò)重新加熱進(jìn)行矯正，并保證焊點(diǎn)在冷卻時(shí)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(shí)，導(dǎo)致表面粗糙和連接不可靠。由于過(guò)量的焊料阻止了完全熔化，冷焊點(diǎn)也可能發(fā)生。補(bǔ)救措施是重新加熱接頭并去除多余的焊料。

焊錫橋：當(dāng)焊錫交叉并將兩條引線物理連接在一起時(shí)會(huì)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(huì)導(dǎo)致組件燒毀或在電流過(guò)高時(shí)燒斷走線。

焊盤(pán)：引腳或引線潤(rùn)濕不足。太多或太少的焊料。由于過(guò)熱或粗糙焊接而被抬高的焊盤(pán)。

?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(zhuān)家級(jí)人士創(chuàng)建，是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)高效的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。 ? 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測(cè)試儀器、電源等各個(gè)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(zhuān)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(xiāo)訂單占比70%以上。

PCB失效分析技術(shù)及部分案例

作為各種元器件的載體與電路信號(hào)傳輸?shù)臉屑~，PCB已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分，其質(zhì)量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機(jī)設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。但是由于成本以及技術(shù)的原因，PCB在生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了大量的失效問(wèn)題。

? ?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(zhuān)家級(jí)人士創(chuàng)建，是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)高效的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來(lái)，一直專(zhuān)注樣品，中小批量領(lǐng)域?？焖俚慕桓兑约斑^(guò)硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國(guó)內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)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(guò)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。

對(duì)于這種失效問(wèn)題，我們需要用到一些常用的失效分析技術(shù)，來(lái)使得PCB在制造的時(shí)候質(zhì)量和可靠性水平得到一定的保證，本文總結(jié)了十大失效分析技術(shù)，供參考借鑒。

1.外觀檢查

外觀檢查就是目測(cè)或利用一些簡(jiǎn)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(guān)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(gè)別，是不是總是集中在某個(gè)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(xiàn)，是不是組裝工藝過(guò)程以及過(guò)程所用材料的影響導(dǎo)致的失效也需要仔細(xì)檢查失效區(qū)域的特征。

2.切片分析

切片分析就是通過(guò)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(jié)構(gòu)的過(guò)程。通過(guò)切片分析可以得到反映PCB（通孔、鍍層等）質(zhì)量的微觀結(jié)構(gòu)的豐富信息，為下一步的質(zhì)量改進(jìn)提供很好的依據(jù)。但是該方法是破壞性的，一旦進(jìn)行了切片，樣品就必然遭到破壞；同時(shí)該方法制樣要求高，制樣耗時(shí)也較長(zhǎng)，需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員來(lái)完成。要求詳細(xì)的切片作業(yè)過(guò)程，可以參考IPC的標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810規(guī)定的流程進(jìn)行。

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(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測(cè)試儀器、電源等各個(gè)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(zhuān)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(xiāo)訂單占比70%以上。



PCB失效分析技術(shù)方法（續(xù)）

3.掃描聲學(xué)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(xué)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(chǎn)生的振幅及位相與極性變化來(lái)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(xué)顯微鏡可以用來(lái)檢測(cè)元器件、材料以及PCB與PCBA內(nèi)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(xué)的頻率寬度足夠的話，還可以直接檢測(cè)到焊點(diǎn)的內(nèi)部缺陷。典型的掃描聲學(xué)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(zhuǎn)換成無(wú)鉛工藝的過(guò)程中，大量的潮濕回流敏感問(wèn)題產(chǎn)生，即吸濕的塑封器件會(huì)在更高的無(wú)鉛工藝溫度下回流時(shí)出現(xiàn)內(nèi)部或基板分層開(kāi)裂現(xiàn)象，在無(wú)鉛工藝的高溫下普通的PCB也會(huì)常常出現(xiàn)爆板現(xiàn)象。此時(shí)，掃描聲學(xué)顯微鏡就凸現(xiàn)其在多層高密度PCB無(wú)損探傷方面的特別優(yōu)勢(shì)。而一般的明顯的爆板則只需通過(guò)目測(cè)外觀就能檢測(cè)出來(lái)。

4.X射線透視檢查

對(duì)于某些不能通過(guò)外觀檢查到的部位以及PCB的通孔內(nèi)部和其他內(nèi)部缺陷，只好使用X射線透視系統(tǒng)來(lái)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(duì)X光的吸濕或透過(guò)率的不同原理來(lái)成像。 該技術(shù)更多地用來(lái)檢查PCBA焊點(diǎn)內(nèi)部的缺陷、通孔內(nèi)部缺陷和高密度封裝的BGA或CSP器件的缺陷焊點(diǎn)的定位。目前的工業(yè)X光透視設(shè)備的分辨率可以達(dá)到一個(gè)微米以下，并正由二維向三維成像的設(shè)備轉(zhuǎn)變，甚至已經(jīng)有五維（5D）的設(shè)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(shí)際的應(yīng)用。

盲埋孔板件疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1 對(duì)于芯板厚度對(duì)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(duì)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(duì)于N+結(jié)構(gòu)的盲埋孔板件，疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循厚度一致或相近（厚度差小于0.20mm），當(dāng)N或M層疊層結(jié)構(gòu)中介質(zhì)層厚度≥0.40mm，應(yīng)采用內(nèi)層芯板代替，對(duì)于多次壓合的盲埋孔板件，工程在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮最后一次壓合厚度的匹配性。

3 對(duì)于盲埋孔電鍍控制銅厚請(qǐng)工程備注：平均20um，單點(diǎn)大于18um。

4對(duì)于常規(guī)FR4材料，如果單張芯板沒(méi)有盲埋孔結(jié)構(gòu)，不可以使用芯板直接壓合方式進(jìn)行疊層設(shè)計(jì)，應(yīng)采用PP+內(nèi)層芯板方式設(shè)計(jì)

5 對(duì)于二階HDI流程的板件外層必須采用負(fù)片電鍍工藝。（即：外層電鍍采用負(fù)片電鍍、外層圖形采用負(fù)片工藝，采用內(nèi)層蝕刻線加工外層線路）
6、對(duì)于存在多次壓合板件內(nèi)層芯板預(yù)放比例相關(guān)規(guī)定參照《HDI、機(jī)械盲埋孔預(yù)放比例事宜》。
7.對(duì)于采用PP+內(nèi)層芯板壓合方式的內(nèi)層板，板件有盲埋孔設(shè)計(jì)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(fù)片電鍍后即可達(dá)到要求；
9.對(duì)內(nèi)層要求完成HOZ銅厚用12um銅箔或12um銅箔的RCC，走內(nèi)層電鍍孔工藝，然后走負(fù)片工藝蝕刻。
10.板件沒(méi)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(jìn)行沉銅、電鍍加工流程。
11.對(duì)于芯板直接壓合的板件，如板件需要進(jìn)行電鍍流程，內(nèi)層芯板盡量采用陰陽(yáng)銅結(jié)構(gòu)。
12.對(duì)于多次壓合板件外層補(bǔ)償請(qǐng)參照《盲孔板外層線路補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)充規(guī)定》。
13.對(duì)所有類(lèi)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(pán)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(fù)焊盤(pán)工藝，如有以上要求請(qǐng)溝通。


? ?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(zhuān)家級(jí)人士創(chuàng)建，是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)高效的HDI PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來(lái)，一直專(zhuān)注樣品，中小批量領(lǐng)域。 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測(cè)試儀器、電源等各個(gè)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(zhuān)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(xiāo)訂單占比70%以上。