軌交鐵路行業(yè)的從業(yè)人員，在提及該行業(yè)的PCB時，馬上會聯(lián)想到許多行業(yè)標準，比如EN45545-2。然而，光是滿足這些標準，并不足以確保PCB的可靠性，在制造過程中，還必須使用合適的參數(shù)、設(shè)備和工藝，尤其是在與安全相關(guān)的應(yīng)用中。

在NCAB，我們制造PCB時，不僅遵循IPC要求，其中一些標準還比IPC 3級更嚴苛。在本文中，我們將深入探討用于鐵路設(shè)備的PCB制造過程中涉及的4個關(guān)鍵工序，重點介紹每個工序如何影響PCB的性能和整體可靠性。

層壓對許多參數(shù)的影響

層壓，是制造PCB的重要工序。通過層壓，將不同層的材料壓合到一起，形成多層PCB，并成為所有元器件的載體。層壓通過以下方式影響PCB的性能：

a)PCB的機械性能

PCB的厚度、材料、銅箔和抗分層能力、完全強度等，都是重要的機械性能；

樹脂流動受層壓過程中使用的參數(shù)控制，不同的壓力、溫度和持續(xù)時間都會導(dǎo)致不同的介質(zhì)厚度，這也會影響阻抗；

X/Y軸膨脹也會影響圖形的位置精度。

b)消除內(nèi)應(yīng)力

消除內(nèi)應(yīng)力是層壓工藝中的一個關(guān)鍵步驟，內(nèi)應(yīng)力會導(dǎo)致形變，如彎曲和扭曲。層壓后，層間對準度至關(guān)重要，各層之間的對位偏差會導(dǎo)致圖形位置不一致，從而影響后續(xù)元件的貼裝。

c)熱可靠性

層壓后檢查Tg值，一些Tg值較低的材料會有分層的風(fēng)險。在層壓過程的前段，控制棕化、除濕和層壓過程中的參數(shù)，對避免分層非常重要。

d)電氣性能

層壓工藝還會影響阻抗、介電強度、LCR、微短路等。

總之，層壓是PCB品質(zhì)、可靠性和整體性能的關(guān)鍵因素，管控這一工藝對生產(chǎn)高品質(zhì)PCB至關(guān)重要。

鉆孔是PCB正常工作的關(guān)鍵

鉆孔工序的重要性不言而喻，通過鉆孔才能實現(xiàn)各種功能，包括元件貼裝、導(dǎo)通以及在PCB層間建立電氣連接。

首先，通過鉆孔工序，可以在PCB上建立連接，使電信號實現(xiàn)層間流動，這一功能對PCB不可或缺。

其次，鉆孔位置必須精確，才能確保PCB的正確運行，這取決于所使用的鉆機及參數(shù)，不正確的定位會影響裝配、導(dǎo)通和后續(xù)操作。

鉆孔工藝的另一個關(guān)鍵是孔徑公差。在某些情況下，如壓接孔，公差必須控制得非常嚴格，來確保后續(xù)正確裝配的同時不損傷PCB。對于其它用途的孔，較大的公差或許也是可以接受的。

孔的品質(zhì)也非常重要，因為孔內(nèi)的粗糙度會影響后續(xù)的沉積，進而影響導(dǎo)電性、材料附著力甚至最終產(chǎn)品的耐用性。存在可靠性問題和/或質(zhì)量差的孔會導(dǎo)致斷路問題。

最后，鉆孔工藝的能力決定了可加工孔的特性。例如，機械鉆孔在孔徑和精度方面會受限，而激光鉆孔在小孔徑方面則更具優(yōu)勢。

選擇正確的電鍍方法

PCB使用導(dǎo)線、焊盤實現(xiàn)電子元件的電氣和機械連接，這些導(dǎo)線、焊盤由銅箔制成，壓合在非導(dǎo)電基板上。

什么是電鍍？

電鍍是在PCB的孔壁和導(dǎo)體上沉積上一層薄銅的過程，這層銅在PCB各層之間實現(xiàn)電氣連接，電鍍的方式有多種，比如電鍍或化學(xué)鍍。

電鍍的關(guān)鍵

沉銅+電鍍（電鍍通孔）：沉銅+電鍍（PTH）對于在Z軸上建立不同層的電氣連接至關(guān)重要，這可確保信號在各層之間流動。

孔壁質(zhì)量：孔壁質(zhì)量（包括粗糙度和燈芯效應(yīng)）對電鍍工藝有影響。良好的金屬化孔壁（符合IPC-6012孔壁質(zhì)量）對于確保良好的導(dǎo)電性以及提高元件焊接后和使用過程中的通孔可靠性至關(guān)重要。

孔壁銅厚：孔壁銅厚對連接可靠性至關(guān)重要。例如，在熱應(yīng)力或熱沖擊測試中，銅厚不足會導(dǎo)致開裂，造成連續(xù)性中斷和/或間接性故障。

銅厚均勻性：銅厚均勻性會影響線寬間距的公差，以及創(chuàng)造最小線寬間距的能力。

表面平整度對可焊性的影響

PCB的表面處理，是保護銅導(dǎo)體免受氧化的關(guān)鍵步驟，它還能確保元件在PCB上定位和焊接時的完美可焊性（符合IPC-610標準）。

表面處理的要點：

可裝配性：表面處理的品質(zhì)對于后續(xù)PCB的元件裝配非常關(guān)鍵，經(jīng)過良好處理（符合IPC標準）的表面有利于焊接，并確保焊點可靠性。

工藝管控：為了達到合適的金屬沉積厚度或化學(xué)電鍍厚度，需要對加工過程進行精確控制，才可確保焊盤和通孔的表面處理達到所需的厚度，從而實現(xiàn)最佳的可焊性。

表面清潔：在表面處理之前，必須對表面進行徹底脫氧和清潔，去除污染，正確的前處理工藝，可確保金屬或金屬沉積物良好附著在表面。

常見的表面處理方式：

OSP：一種浸漬或噴涂工藝，使用的有機化合物可選擇性地與銅結(jié)合，形成有機金屬保護層。OSP操作簡單，成本低廉，但在儲存時間和焊接方面有其局限性。

HASL：這種方式是將錫/鉛或錫/銀/銅（用于HAL LF）浸入熔融合金溶液中進行選擇性沉積，然后熱風(fēng)整平。HASL非常堅固，但不能用于具有細間距元件（＜0.5mm）的電路或HDI電路板。

ENIG：ENIG在鎳層上鍍一層薄薄的金，具有良好的可焊性，適用于各種應(yīng)用和幾乎所有的焊接工藝。

總之，表面處理是影響PCB品質(zhì)、可靠性和性能的關(guān)鍵因素，表面處理方式的選擇取決于您的應(yīng)用規(guī)格和性能要求。

超越IPC標準

對于有阻抗要求的PCB，工廠將記錄線寬間距、每層的阻抗要求，然后測量成品的阻抗。

我們的標準檢查項，還包括PCB的外形尺寸和孔徑。在報告中，我們會將預(yù)期規(guī)格與實際結(jié)果進行對比，電路越復(fù)雜，需要的測量也就越多。

對于每批次產(chǎn)品，我們的工廠都會根據(jù)IPC-TM-650 2.3.25標準進行測試，確保HASL（含鉛和無鉛）產(chǎn)品的離子污染水平不超過氯化鈉當(dāng)量100ug/cm2，非HASL產(chǎn)品不超過0.80ug/cm2。這超出了IPC的要求，最終測試結(jié)果會記錄在我們的出貨報告中（目前僅適合亞洲工廠）。

最后，我們知道有些客戶希望獲得額外的PCB樣品，來幫助評估和參考?？蛻魧⑹盏揭环荨霸囧a板”和相應(yīng)的微切片（如果客戶需要，還將收到阻抗條）。

本文件封裝在NCAB包裝箱內(nèi)，在其箱頂纏繞藍色膠帶以示區(qū)分。

在軌道交通行業(yè)，故障是不容許發(fā)生的，尤其是在安全有關(guān)的模塊。PCB的制造是一系列機械操作和化學(xué)工藝的組合。如前所述，某些工藝會直接影響PCB的品質(zhì)，尤其是長期使用的可靠性和惡劣環(huán)境下的可靠性。

正是出于這些原因，我們的工廠管理團隊會定期對工廠進行審核，來確保這些關(guān)鍵工序得到管控，并確保高水平的可靠性表現(xiàn)。

審核編輯 黃宇