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pcb覆铜的作用及厚度【组图】

 quasiceo 2016-01-13

pcb覆铜的作用及厚度【组图】

时间:2015-02-12来源:全铜网责任编辑:小罗浏览数:1093
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文章导读:pcb覆铜的作用:回流和屏蔽做哟;pcb覆铜的厚度:一般单、双面PCB板铜箔(覆铜)厚度约为35um(1.4mil)。也有另一种规格为50um的不常见;多层板表层一般35um(1.4mil),内层17.5um(0.7mil)。

  pcb覆铜的作用及厚度?有些情况下是需要pcb是要覆铜的,但是有些情况下是不能覆铜的。pcb覆铜主要是起到两个作用,在下面的介绍中我们会提到的。pcb覆时也需要注意三个问题。pcb覆铜有着具大的意义。

pcb覆铜

pcb覆铜

  再说“pcb覆铜的作用及厚度”之前,我们还是要说下什么情况下pcb不能覆铜

  1、对于需要严格阻抗控制的板子,不要敷铜,覆铜会由于覆铜与布线间的分布电容,影响阻抗控制;

  2、对于器件以及上下两层布线密度较大的PCB,不需要敷铜,此时敷铜支离破碎,基本不起作用,而且很难保证良好接地;

  3、对于单双面电源板,老老实实在电源线边跟地线,不要用敷铜,敷铜的话你很难保证环路;

  4、如果是4层(不包括4层板)以上的PCB,且第二层和倒数第二层为完整地平面,可以不用敷铜,但如果上下两层器件和布线密度较小,敷铜更好;

  5、4层以下的PCB如果阻抗要求不严格,可以在有空间的情况下敷铜,因为4层以下PCB层间距离较远(10mil),此时敷铜,敷铜与线间距7mil左右,可以起到一定的回流作用;

  6、多层数字板内平面层坚决用平面层,不要用敷铜代替,一是敷铜如果为网格,阻抗很高,二是如果布线布不通,懒人就直接将信号线布这层,弊端太多,不说了;

  7、内层如果都是单带状线,布线较少的层可以不用敷铜,如果双带状线,可以敷铜,此时要注意内层敷铜良好接地,这种方案前提是单板阻抗控制不做要求。

  pcb覆铜为什么要用网状?防止和缓解铜箔粘胶焊接的时候产生的气体使铜箔起泡.所以,就是不采用网状,也要注意开几个槽,缓解铜箔起泡。

  pcb覆铜的厚度表示方法?1盎司的厚度大约是35um。1OZ意思是1平方英尺的面积上平均铜箔的重量在在28.35g,用单位面积的重量来表示铜薄的平均厚度!

  pcb覆铜的作用及厚度

  一、pcb覆铜的作用:

  1、pcb覆铜可以起到一定的回流作用,当然,如果板层较多且层设置合理,敷铜回流的作用就很小;

  2、pcb覆铜可以起到一定的屏蔽作用,将上下层两个覆铜平面想象成无限大,就成了一个屏蔽盒,敷铜永远做不到这点,就像机箱一样。

  二、pcb覆铜的厚度:

  1、一般单、双面PCB板铜箔(覆铜)厚度约为35um(1.4mil)。

  2、也有另一种规格为50um的不常见。

  3、多层板表层一般35um(1.4mil),内层17.5um(0.7mil)。

  4、铜箔厚度也有用OZ(盎司)表示的,1OZ指1OZ的铜均匀的覆盖在1平方英尺的面积上铜的厚度,也就是大约1.4mil。这也就是大家总觉得那些尺寸古怪的原因。

覆铜电路板和元件

覆铜电路板和元件

  pcb覆铜各层的作用?pcb覆铜工作层大致可以分为7类:SignalLayers(信号层)、InternalPlanes(内部电源/接地层)、MechanicalLayers(机械层)、Masks(阻焊层)、Silkscreen(丝印层)、Others(其他工作层面)及System(系统工作层)。

  1、SignalLayers(信号层)包括[TopLayer](顶层)、[BottomLayer](底层)、[MidLayer1](中间层1)、[MidLayer2](中间层2)……[MidLayer30](中间层30)。信号层主要用于放置元件(顶层和底层)和走线。信号层是正性的,即在这些工作层面上放置的走线或其他对象是覆铜的区域。

  2、InternalPlanes(内部电源/接地层)内部电源/接地层(简称内电层):[InternalPlane]],这几个工作层面专用于布置电源线和地线。放置在这些层面上的走线或其他对象是无铜的区域,也即这些工作层是负性的。每个内部电源/接地层都可以赋予一个电气网络名称,印制电路板编辑器会自动地将这个层面和其他具有相同网络名称(即电气连接关系)的焊盘,以预拉线的形式连接起来。还允许将内部电源/接地层切分成多个子层,即每个内部电源/接地层可以有两个或两个以上的电源,如+5V和+l5V等等。

  3、MechanicalLayers(机械层)机械层一般用于放置有关制板和装配方法的指示性信息,如电路板物理尺寸线、尺寸标记、数据资料、过孔信息、装配说明等信息。

  4、Masks(阻焊层、锡膏防护层)阻焊层:[TopSolder](顶层阻焊层)和(BottomSolder](底层阻焊层)。阻焊层是负性的,在该层上放置的焊盘或其他对象是无铜的区域。通常为了满足制造公差的要求,生产厂家常常会要求指定一个阻焊层扩展规则,以放大阻焊层。对于不同焊盘的不同要求,在阻焊层中可以设定多重规则。锡膏防护层,分别是[TopPaste](顶层锡膏防护层)和(BottomPaste](底层锡膏防护层)。锡膏防护层与阻焊层作用相似,但是当使用"hotre-follow"(热对流)技术来安装SMD元件时,锡膏防护层则主要用于建立阻焊层的丝印。该层也是负性的。与阻焊层类似,我们也可以通过指定一个扩展规则,来放大或缩小锡膏防护层。对于不同焊盘的不同要求,也可以在锡膏防护层中设定多重规则。

  5、Silkscreen(丝印层)[TopOverlay](顶层丝印层)和[BottomOverlay](底层丝印层)。丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓、放置元件的编号或其他文本信息。在印制电路板上,放置PCB库元件时,该元件的编号和轮廓线将自动地放置在丝印层上。

  6、Others(其他工作层面)除了上述的工作层面外,还有以下的工作层:?[KeepOutLayer](禁止布线层)禁止布线层用于定义元件放置的区域。通常,我们在禁止布线层上放置线段(Track)或弧线(Arc)来构成一个闭合区域,在这个闭合区域内才允许进行元件的自动布局和自动布线。注意:如果要对部分电路或全部电路进行自动布局或自动布线,那么则需要在禁止布线层上至少定义一个禁止布线区域。?[Multilayer](多层)该层代表所有的信号层,在它上面放置的元件会自动地放到所有的信号层上,所以我们可以通[MultiLayer],将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信号层上。?[Drillguide](钻孔说明)?[Drilldrawing](钻孔视图)[Drillguide](钻孔说明)和[Drilldrawing](钻孔视图),这两层主要用于绘制钻孔图和钻孔的位置。[DrillGuide]主要是为了与手工钻孔以及老的电路板制作工艺保持兼容,而对于现代的制作工艺而言,更多的是采用[DrillDrawing]来提供钻孔参考文件。我们一般在[DrillDrawing]工作层中放置钻孔的指定信息。在打印输出生成钻孔文件时,将包含这些钻孔信息,并且会产生钻孔位置的代码图。它通常用于产生一个如何进行电路板加工的制图。

  这里提醒大家注意:

  (1)无论是否将[DrillDrawing]工作层设置为可见状态,在输出时自动生成的钻孔信息在PCB文档中都是可见的。

  (2)[DrillDrawing]层中包含有一个特殊的".LEGEND"字符串,在打印输出的时候,该字符串的位置将决定钻孔制图信息生成的地方。

  7、System(系统工作层)?[DRCErrors](DRC错误层)用于显示违反设计规则检查的信息。该层处于关闭状态时,DRC错误在工作区图面上不会显示出来,但在线式的设计规则检查功能仍然会起作用。?[Connections](连接层)该层用于显示元件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线,比如半拉线(BrokenNetMarker)或预拉线(Ratsnest),但是导线(Track)不包含在其内。当该层处于关闭状态时,这些连线不会显示出来,但是程序仍然会分析其内部的连接关系。?[PadHoles](焊盘内孔层)该层打开时,图面上将显示出焊盘的内孔。?[ViaHoles](过孔内孔层)该层打开时,图面上将显示出过孔的内孔。?[VisibleGrid1](可见栅格1)?[VisibleGrid2](可见栅格2)这两项用于显示栅格线。同时,对于各层的功能简要说明如下

  (1)TopLayer元件层、BottomLayer布线与插件式元件的焊接层、MidLayerx中间层,这几层是用来画导线或覆铜的(当然还有TopLayer、BottomLayer的SMT贴片器件的焊盘PAD);

  (2)TopSolder、BottomSolder、TopPaste、BottomPaste,这四层是与穿越两层以上器件PAD相关的;一般Paste层留的孔会比焊盘小(Paste表面意思是指焊膏层,就是说可以用它来制作印刷锡膏的钢网,这层只需要露出所有需要贴片焊接的焊盘,并且开孔可能会比实际焊盘小);然后,要往PCB版上刷绿油(阻焊)吧,这就是Solder层,Solder层要把PAD露出来吧,这就是我们在只显示Solder层时看到的小圆圈或小方圈,一般比焊盘大(Solder表面意思是指阻焊层,就是用它来涂敷绿油等阻焊材料,从而防止不需要焊接的地方沾染焊锡的,这层会露出所有需要焊接的焊盘,并且开孔会比实际焊盘要大);这几层一般为黄色(铜)或白色(锡);

  (3)TopOverlay、BottomOverlay,丝印层,PCB表面的文字或电阻电容符号或器件边框等,一般为黄色;

  (4)Keepout,画边框,确定电气边界;

  (5)Mechanicallayer,真正的物理边界,定位孔的就按照Mechanicallayer的尺寸来做的,但PCB厂的工程师一般不懂这个。所以最好是发给PCB厂之前将keepoutlayer层删除;

  (6)MultiLayer,贯穿各层的,像过孔(到底层或顶层的过孔VIA也有Solder和Paste);7.Drillguide、Drilldrawing,钻孔层;

  pcb覆铜的意义有哪些

  1、pcb覆铜减小地线阻抗,提高抗干扰能力;

  2、pcb覆铜降低压降,提高电源效率;

  3、还有,与地线相连,减小环路面积。

  “pcb覆铜的作用及厚度”说完了,那么pcb覆铜时的注意问题呢

  一是不同地的单点连接,做法是通过0欧电阻或者磁珠或者电感连接;

  二是晶振附近的覆铜,电路中的晶振为一高频发射源,做法是在环绕晶振敷铜,然后将晶振的外壳另行接地。

  三是孤岛(死区)问题,如果觉得很大,那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。

  什么是pcb覆铜厚度超差?覆铜板产品实际厚度如果超过相关标准规定厚度偏差范围称为厚度超差。

  pcb覆铜厚度超差的原因?GB4723~4725~92“印制电路用覆铜箔层压板”,由于多年来重新修订,标准中对覆铜板标称厚度,单点偏差要求比较松。随着电子技术的进步,各用户对覆铜板厚度单点偏差要求越来越高,许多CCL厂采用IPC-4101A“刚性及多层印制板用基材总规范”中的厚度与偏差规范。该规范将基板厚度与偏差分为A/K级(俗称1级)、B/L级(俗称2级)、C/M级(俗称3级)、D级。A、B、C级的厚度为未覆金属箔的层压板的厚度,K、L、M级的厚度为层压板覆金属箔后的厚度,D级用于显微剖切法测量基板最小厚度。

  1、半固化片树脂含量波动范围过大:在正常流胶情况下,半固化片树脂含量与覆铜板厚度偏差成正比。即半固化片树脂含量波动越大,覆铜板厚度偏差变化范围也越大。并可能超过标准值允许的变化范围。

  2、热压成型时流胶太多:由于树脂的流失,使覆铜板厚度偏薄并可能低于标准允许范围,并极易造成中间厚四周薄情形。

  3、基材选用不当:对于某些厚度产品,由于基材标重偏低,热压成型时稍为流胶就会出现产品厚度低于标准规定的厚度范围。如果通过加大树脂含量办法来增加基板厚度,由于半固化片树脂含量越大,热压成型时流胶相应会增多,可能会增大基板白边角或造成基板中间厚四周薄,甚至出现“滑板”事故。

  4、当铜箔厚度有变化时,没有及时变换不同树脂含量或不同标重基材半固化片。因为18?、35?、70?铜箔厚度差异已不小,再加上单面覆铜箔与双面覆铜箔及芯板(没覆铜箔的基板)的差异,如没及时变换半固化片种类,也会造成覆铜板厚度超差。

  5、基材厚度均匀性不好,波动范围过大,导致基板厚度波动也大。

  6、上胶机计量辊加工精度、安装精度较差,使半固化片树脂含量分布不均匀,影响基板厚度均匀性。

  7、上胶过程中胶液的固体含量发生变化:对于没有粘度控制装置的上胶机,随着溶剂挥发,胶液固体含量逐渐加大,在固定了计量辊间隙条件下,半固化片树脂含量变大,导致基板偏厚。有些工厂是采用定时往胶罐里补充定量溶剂的办法,这种做法使胶液的固体含量呈时浓时稀状态,一致性不太好;由于胶液的固体含量与胶液的粘度呈线性关系,而胶液的粘度变化又与温度呈线性关系。所以必须在恒定温度下控制胶液的粘度,才能达到有效地控制胶液固体含量的目的。此外,胶槽供胶结构也很关键,半固化片树脂含量不均匀如:中间厚、两侧薄;中间薄、两侧厚或一侧厚一侧薄等状况多数与胶槽及供胶结构有关系。

  也有些工厂在生产过程中视半固化片树脂含量的大小调节计量辊的间隙,这一种做法,由于实际生产中每隔1~2个小时甚至更长时间才检测一次半固化片的技术参数,所以这一做法难以使半固化片的质量达到一致性(包括树脂含量一致性)。

  8、层压机热压板平行性、平坦性精度不够,造成基板厚度不均。

  9、热压板压力分布均匀性不够,也会影响基板厚度均匀性。

  10、热压板温度分布不均匀,温度高的地方半固化片树脂固化进程快;温度低的地方树脂固化进程慢。固化进程不同造成基板流胶不同,也导致基板厚度均匀性不好。

  pcb覆铜厚度超差的危害?

  1、基板厚度超差,特别是较常见的中间厚四周薄,或一侧厚、一侧薄等状况,将影响PCB加工进程,加工质量(如当要在PCB板上开V型槽时,基板厚度不均将影响开槽深度、基板对折性等)及电子元器件表面贴装等。

  2、对于精密印制电路板及有镀金接插头(俗称金手指)的PCB板,厚度超差会造成整机时接插头松紧不一,形成接触不良,影响电子装置性能。

  3、对于多层印制电路板,厚度超差累积可能造成整块多层板厚度超差而产生废品。

  4、基板的介电常数与基板厚度相关,在对某些基板作介电常数测试时发现,基板厚度每变动10%,介电常数值变动约0.03。因此基板厚度偏差大,基板介电常数稳定性也就差。

  pcb覆铜厚度超差的解决措施?厚度超差既与设备状况有关系,也与生产工艺及原材料有关系。好些中小型CCL厂覆铜板厚度公差都控制得不太好,并且很容易出现产品中间厚,四周薄状况。覆铜板厚度问题也是一个综合性问题,需从设备、工艺技术、基材等多方面进行综合治理。

  1、防止半固化片树脂含量波动过大,特别是半固化片任何位置树脂含量波动要小,像基板中间厚四周薄情况与压板时流胶多有关,但更多地与半固化片中间部位树脂含量高于两侧树脂含量。要控制好半固化片树脂含量需作好如下几个方面工作:

  ①上胶机计量辊要有足够高的精度:计量辊的精度分静态精度(即加工精度),通常为0.003~0.005mm,较高级上胶机达0.001mm和动态精度(即安装精度),通常为0.002~0.005mm,此时一定要采用高精度轴承及辊子轴承位高精度加工与精确安装相配合。当代较为高级上胶机尚在计量辊两端装有计量辊间隙动态调节装置,使计量辊在生产过程中其间隙一直保持在0.001mm范围内,充分保证了半固化片树脂分布均匀性。

  ②上胶树脂溶液(俗称“胶水”)要保持稳定的固体含量,它是在连续生产半固化片树脂含量一致性的重要条件。由于在生产过程中,“胶水”中的溶剂很容易挥发,造成“胶水”浓度逐渐增大,在计量辊间隙不变情形下,随着“胶水”的浓度增大,半固化片的树脂的固体含量也增大。所以,要稳定半固化片的树脂含量,必须先稳定“胶水”的固体含量。由于“胶水“的固体含量与胶水的粘度呈对应关系,胶水的固体含量越高,胶水的粘度也越大,通常用控制胶水粘度的方法来控制胶水的固体含量。其作法是在上胶机跟前装一个胶水粘度调节罐,装有一个粘度计和搅拌器,当粘度计检测出胶液粘度超过设定值时,溶剂补给阀门自动打开,补入溶剂,并不停地搅拌使胶水混合均匀。胶水粘度调节罐与浸胶槽及胶水补给罐连成一个系统。上胶槽胶水经由循环泵打至胶水粘度调节罐,调节好粘度的胶水再廻流至上胶槽。胶水补给罐补充上胶过程消耗了的胶水。

  但在实际生产中,仅有这一套粘度调节控制装置还是不够的,因为“胶水”粘度虽然与胶水中的固体含量成正比,但也与温度成正比。当温度比较高时,同一固体含量的胶水所显示的粘度值会较低。而一年四季温差是相当大的,就连气候暖和的南产地区,一年四季温差也可达三、四十摄氏度,而且在同一天里,早晚的温差变化也会达十几摄氏度。因此,要获得稳定固体含量的胶水,尚需加有一套胶水温度调节系统。通常作法是将上胶槽及各胶罐均做成夹层,备一温水罐,使其温度恒定在某一温度上(通常取40℃),让温水在上胶槽,粘度调节罐,贮胶罐间循环,使其温度恒定在相同温度下,这样就可以保证胶水固体含量稳定。

  当前国内有不少CCL厂的上胶槽,粘度调节罐,贮胶罐没有夹层装置,对于这些已应用在生产上的设备要改加装夹层有一定的难度,但随着高精密印制电路板用覆铜板及超薄型覆铜板市场需求增大及质量要求提升,不解决上述问题已难以生产出高品质,高厚度精度的覆铜板。因而加装粘度控制系统及温水系统是非做不可的。对于原设备上胶系统没有夹层的CCL厂,可以采用如下作法:在上胶槽之前或胶水粘度调节罐之前加装1—2套热交器,让进入上胶槽及胶水粘度调节罐的胶水的温度恒定在设定的温度范围内,这一作法的优点是既简单、投资也少,效果也很不错。

  ③浸胶槽左、中、右各处胶水固体含量要一致,它是避免基板中间厚四周薄的重要条件。这一点既非常重要,而又最容易被忽略掉。生产实践发现,如果上胶槽进出胶水管路结构及分布不合理,那么半固化片的树脂含量分布的均匀性仍不是很理想,最常见的基板中间厚度偏厚多数与此相关。至于供胶管路结构与分布方式也是五花八门,如有下进式、淋胶式、夹缝式、管孔式等等,究竟采取哪种形式,怎么分布为好,很多高技术层次CCL厂对此讳言莫深,因此各CCL厂只有八仙过海,各显神通,只能依据不同胶槽结构及生产经验进行设计。

  ④计量辊开合机构复位准确性:有些上胶机为了使基材连接头经过计量辊时不会被计量辊挤断,而采取让计量辊在接头经过时暂时分开(自动分开或手动分开),待接头通过后再复位。操作中应考察计量辊复位后计量辊间隙复位精度(要保证计量辊被动辊顶紧机构有足够压力)。计量辊复位精确才能保证连续生产中半固化片的树脂含量的一致性。

  2、热压机热压板厚度,平行度、平坦度要有足够高的精度。对于使用时间比较长,热压板已产生明显变形之时,应当修磨。

  3、选择合适的基材:

  由于基板厚度与基材标重及基材树脂含量成正比,而不同材质、不同标重的基材又有一个比较佳的树脂含量范围。树脂含量过少,基板表层干涩、电性能、耐化学品性能下降,基板易起花。如树脂含量过大,热压时流胶较多,基板白边角偏大,并易出现基板中间厚四周薄等品质问题,热压成型中易产生“滑板事故”(不锈钢板移位),在成本方面也不合算。

  由于纸基覆铜板是用于家用电器产品中,极少有高档用途,对产品的厚度偏差要求没有玻纤布基覆铜板那么严格,所以用于纸基覆铜板的基材(绝缘纸)没有形成系列化产品,较常用的是标重为126g/m2(或127g/m2)这一规格产品。有的CCL厂为了调节产品厚度及降低生产成本的需要,而采用标重为130g/m2、150g/m2(适于用7张料作1.6mm厚度产品)等产品,这些都得向造纸厂专门定制。

  在玻纤布基覆铜板方面,不少CCL厂习惯于采用7628、2116、1080型玻纤布。对于通用产品用7628布,用调节树脂含量方法来调节产品厚度,当只用7628布调节不过来时,再混入2116或1080型半固化片。这一作法弊端除上面已述及之外,这三种布的单丝结构,布的织造结构差异很大,混用后产品存在较大内应力,影响产品平整度,所以这一作法缺陷较多。

  随着印制电路板制造技术的进一步提高,对覆铜板的厚度偏差要求及平整度要求越来越高。此外,客户订单中经常出现芯板(没有铜箔)及不同厚度铜箔的产品如:芯板、?盎司铜箔、1盎司铜箔、2盎司铜箔甚至3盎司铜箔的单面覆铜板,及?盎司铜箔、1盎司铜箔、2盎司铜箔的双面覆铜板等产品。对于这些产品,显然用同一规格型号基材,只靠调节树脂含量作法制造出来的产品厚度偏差是达不到客户要求的。只有选用合适基材,配合树脂含量的调节,才能精确控制好产品厚度以满足客户的要求。由于基材型号选择涉及产品厚度精确控制并与产品平整度,产品成本等相关连,在选用时应认真分析。如最常用的7628布,目前已有三个不同标重产品:203g/m2、210g/m2、220g/m2。对这三个产品有的玻纤布织造厂将其命名为:7628、7629、7630;也有的织造厂将其命名为:7628—L、7628—M、7628—H(如德宏工业股份有限公司)。在选用时要仔细查看玻纤布织造厂的产品说明,对于其它规格型号玻纤布情况与此类同,选用时除了标重之外,尚需注意该布的经纬密结构及单丝结构,以防止选用不当,影响产品的平整度和加大生产成本。

  4、热压成型时严格控制流胶量

  要精密控制覆铜板的厚度,精确控制半固化片树脂含量是第一步,热压成型时严格控制流胶量是第二步。因为流胶多,基板就偏薄,或中间厚四周薄,流胶少,基板就偏厚。要严格控制好流胶量,应依半固化片的技术指标设计合适的层压菜单。如果能使每张板的流胶都控制在数毫米范围内,这时不仅产品的厚度均匀性会很好,白边角也很少因而废边也很小,覆铜板铜箔面受污染程度也很小,对降低生产成本意义就很大。

  PCB板覆铜厚度、线宽与通过的电流对应的关系?见下表

 PCB板覆铜厚度、线宽与通过的电流对应的关系

PCB板覆铜厚度、线宽与通过的电流对应的关系

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