在我的高速设计课程中,我经常被问到我在课堂上传递的一些pcb的外表层上的斑点是什么。图1到图3就是这样的例子。这被PCB制造行业称为偷窃。

图1偷窃行为
图1。印刷电路板与大偷窃点添加到外层

请注意,在外层的区域有圆形点,那里没有电路特征,如走线,过孔,IC安装垫或连接器。

图2偷窃行为

图2。一种外层增加小方形的印刷电路板

在图2中,在ic、连接器和其他组件的通孔和安装垫之间的表面开放区域添加了小方块。

图3偷窃行为

图3。一种外层加有大方形的印刷电路板

在图3中,外层添加的特征是大正方形。

一个公平的问题是,为什么要把这些添加到外层?为什么他们的大小不同,谁把他们放在外层的艺术品?要理解这一点,最好回顾一下外层电镀是如何完成的。

外层电镀
外层电镀是将铜沉积在过孔和组件引孔中,形成PCB一侧与另一侧的连接,并与内层的信号和平面连接。为了给在孔中镀铜所需的电镀电流提供路径,PCB的外两层一直保持固体铜,直到钻孔和电镀完成。

面板镀
在PCB制造的早期,形成PCB的整个面板将在钻孔和清除毛刺和碎片后浸泡在电镀槽中。这就是所谓的面板电镀。面板电镀的问题是,即使在最终蚀刻后没有痕迹或垫片的地方,铜也被镀满了表面。这导致了两个不良的副作用。首先,蚀刻不需要的铜必须穿过镀到外层的铜以及外层的原始铜,使用更多的化学物质,花费更多的时间。第二,当蚀刻通过这个铜,它也蚀刻横向导致不准确的痕迹宽度控制。为了解决这一系列问题,设计了一种称为图案电镀的技术。

镀模式
模版镀是一种工艺,只在外层最终蚀刻后保留的特征上镀铜。这些通常包括所有的镀通孔,痕迹和组件安装垫。它是通过在钻孔完成后在外层涂上一层镀膜来完成的。这种镀抗蚀剂是光敏的,暴露在光下,在不镀的区域固化抗蚀剂。所有未暴露的抗蚀剂都被冲洗掉,露出必须镀的区域。然后进行电镀。

花纹电镀的问题是,如果外层的特征在表面上分布不均匀,电镀电流就会不均匀分布,如上图所示,一些区域会比其他区域镀得更重,包括过孔和连接器孔。当需要非常均匀的电镀时,例如在压接连接器的孔中,必须采取一些措施使电镀电流均匀地分布在整个表面。

做贼的
偷窃是在表面加上“假”垫,与设计的特征一起镀在外层。其目的是提供均匀分布的铜在外层,使电镀电流更均匀,电镀孔更均匀。这些假垫与所有其他功能连接在一起,这些功能将由外层铜层压到PCB堆叠上。电镀后,假垫之间的铜被蚀刻掉,使它们彼此隔离,并在表面层上保持其他特征。

谁将偷窃添加到外层艺术品?
每个制造商都有算法来检查客户提供的艺术品中铜的分布。制造商的制造工程人员将确定必须添加多少铜才能实现均匀电镀,而这些额外的铜以点或方块的形式添加。从本文开头的图中可以看出,每个制造者都有不同形状和大小的偷窃特征。

关于增加偷盗的注意事项
如果在添加了偷窃的层下面有痕迹,如果在这些痕迹上应用偷窃,这些痕迹的阻抗可能会受到不利影响。为了确保这种情况不会发生,必须在制造图纸上添加说明,说明是否允许偷窃以及在哪里允许偷窃。以下是在制造图纸上指定这一点的一种方法:

图4偷窃行为

不添加外层偷窃的后果
如果没有在pcb的外层添加漏电,那么被镀的特征分布不均匀(如控制阻抗迹线,压配合连接器的孔和组件安装垫),那么被隔离的特征将比那些密集填充的特征镀上更多的铜。

PCB外层电镀的控制参数是确保有足够的铜镀进过孔和组件安装孔,以确保坚固的连接。在大多数情况下,最关键的孔是那些将接受压合插销的连接器。对这些的控制通常是+/- 2密尔或0.05毫米。盘片将允许电镀继续进行,直到达到这个规格。如果没有偷窃,大多数其他特征将被镀上过量的铜,有时铜太多,完成的孔尺寸太小或痕量阻抗被抛出。

盗镀是制造商用来确保在PCB上钻的孔中镀铜更均匀的一种方法。当被镀孔分布不均匀时,必须保证电镀电流均匀分布在PCB的外层表面,保证镀铜均匀。它是内层要求,因为它们只暴露于蚀刻,不需要电镀。