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印制板的基本功能之一是承載電信號的傳輸。 研究印制板的可靠性就是研究它的基本功能不喪失或者它的一些電性能指標不衰退，也就是它的功能保持的持久性。本文擬從印制板下游用戶(hù)安裝后質(zhì)量、直接用戶(hù)調試質(zhì)量和產(chǎn)品使用質(zhì)量三方面研究印制板的可靠性，從而表征出印制板加工質(zhì)量的優(yōu)劣并提供生產(chǎn)高可靠性印制板的基本途徑。 1 印制板的可靠性分析 1.1 印制板安裝后的質(zhì)量表征 印制板安裝后，其質(zhì)量的好壞直接的反映是： 目測印制板表觀(guān)是否出現起泡、白斑、翹曲等現象。 其中最令人關(guān)注的是冒泡即業(yè)內人士稱(chēng)之“爆板或分層”，可靠性高的印制板安裝后不應出現“起泡”缺陷。為了獲取高可靠性的印制板，則必須從以下幾個(gè)方面入手。 1.1.1 印制板材料的選擇 同一類(lèi)型的印制板基材，不同的生產(chǎn)廠(chǎng)家，其性能差異較大，不同類(lèi)型的印制板基材其性能差異就更大。印制板加工選擇基材時(shí)既要考慮材料的耐熱性能又要考慮材料的電氣性能，就安裝而言，我們更多考慮材料的耐熱性能。材料的耐熱性能一般以玻璃轉化溫度（Tg）和熱分解溫度（Td）作參考。目前，印制板安裝按元器件的焊點(diǎn)成份（有鉛、無(wú)鉛）分為有鉛、無(wú)鉛、混合安裝，相應回流焊峰值溫度為215 ℃、250 ℃、225 ℃。因此，針對不同的安裝方式，印制板材料應該區分選擇。對無(wú)鉛焊接，選用Tg高于170 ℃的板材；對于混裝焊接，選用Tg高于150 ℃的板材。 對于有鉛焊接，所有材料均適用，但通常選用Tg高于130 ℃的板材。除了考慮Tg外，一般還要關(guān)注廠(chǎng)家品牌和型號，目前，性能較穩定常用板材有Tuc 、IsoIa、Hitachi、 Neleo等。 1.1.2 生產(chǎn)過(guò)程的控制 印制板出廠(chǎng)前都要抽樣進(jìn)行交收態(tài)和熱應力實(shí)驗，其目的就是要保證安裝不分層等。盡管交收態(tài)和熱應力實(shí)驗完全合格的產(chǎn)品不能保證安裝無(wú)缺陷，但交收態(tài)有缺陷的產(chǎn)品安裝時(shí)肯定存在隱患。因此，交收態(tài)和熱應力試驗是安裝質(zhì)量的前期預告。這樣，交收態(tài)和熱應力合格是印制板交付的必要條件。為此，在印制板的加工過(guò)程中應當關(guān)注以下幾個(gè)方面，以確保交收態(tài)和熱應力試驗合格，提升安裝后的質(zhì)量。 1.1.2.1 明確印制板的加工要求 印制板的層數、厚度、BGA的節距（或孔壁間的最小中心距），導體銅厚等影響印制板熱應力試驗結果。層數超過(guò)12層，厚度大于3.0 mm的板，由于Z軸脹縮值大，容易在熱應力后產(chǎn)生微裂，產(chǎn)生孔壁缺陷。 BGA節距小于0.8 mm或孔壁中心距小于0.5 mm，由于熱容大，安裝時(shí)受熱集中，容易引起介質(zhì)層分層。因此，對于這類(lèi)印制板加工應選擇Tg大于170 ℃的基材。 導體厚度大于35 μm，熱容大，樹(shù)脂流動(dòng)阻力大，層壓時(shí)盡量利用多張高流動(dòng)度的半固化片�？讖叫∮�0.3 mm的印制板，鉆孔的質(zhì)量直接影響孔化孔壁質(zhì)量，應嚴格控制鉆孔參數，確�？妆谇鍧�、平整、撕裂小。 1.1.2.2 精細化的工藝控制 交收態(tài)和熱應力實(shí)驗出現分層，究其原因主要是內層導體氧化處理質(zhì)量缺陷造成銅與半固化片結合力差或者半固化片沾染或吸潮所致。氧化處理因材質(zhì)不同其工藝也不盡相同，高Tg材料因質(zhì)硬而脆，采用絨狀的棕氧化，而常規材料可能為晶狀的黑氧化[2]當然，導體表面的粗糙度直接影響銅與半固化片的結合力。因此，不管何種氧化處理必須明確規定氧化的表面粗糙度。同時(shí)，在層壓過(guò)程中，要盡量避免材料的沾污和吸潮。為此，單片必須定量控制其烘烤條件，半固化片必須去潮，疊板中必須控制環(huán)境的潔凈度和操作規范性。在層壓工藝控制中，必須根據板類(lèi)和板量確立有效的層壓參數，確保樹(shù)脂充分濕潤和流變速度，避免空洞的產(chǎn)生。 1.2 印制板調試質(zhì)量的表征 印制板調試質(zhì)量好壞主要依據調試結果是否順利滿(mǎn)足設計要求，而安裝后印制板調試是否順利，涉及印制板的加工質(zhì)量，也是印制板可靠性表征的一個(gè)重要信息。一般地，調試順利的板，其可靠性就高；相反，調試不順利的板，其可靠性必然存在隱患，究其印制板的加工質(zhì)量，主要涉及印制板的線(xiàn)、盤(pán)、介質(zhì)層。 1.2.1 印制板導線(xiàn)對印制板質(zhì)量的影響 隨著(zhù)電子產(chǎn)品的精細化發(fā)展，伴隨印制板加工工藝的不斷提升，印制板的導線(xiàn)不再是簡(jiǎn)單的信號傳輸，而是輔以許多功能化的要求如阻抗線(xiàn)、等長(cháng)線(xiàn)、電抗線(xiàn)等。因此，導線(xiàn)的缺陷如缺口、毛刺、形狀拐角等對印制板性能的影響越來(lái)越明顯（3），線(xiàn)寬10%的偏差帶來(lái)阻抗變化可能達20%，導線(xiàn)的缺口、毛刺使信號的延遲可達0.1 ns，導線(xiàn)的形狀差異產(chǎn)生反射、噪聲等干擾影響信號傳輸的完整性�？梢�(jiàn)，線(xiàn)的質(zhì)量在印質(zhì)板制作過(guò)程中不容忽視。這一方面需要嚴格的過(guò)程控制，另一方面需要高精度生產(chǎn)設備和適當的工藝技術(shù)（如半加成法和加成法），以確保線(xiàn)的精度滿(mǎn)足設計要求。 |
