信号完整性期刊
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做贼的

盗窃印刷电路板

2017年11月21日

在我的高速设计课程中,我经常被问到,在课堂上我传递的一些pcb的外表层都有什么斑点。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盗窃
图1所示。一种印制电路板与大盗窃点添加到外层

请注意,在没有走线、过孔、IC安装垫或连接器等电路特征的外层区域有圆形点。

图2盗窃

图2。印刷电路板与小盗窃方块添加到外层

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正方形。

图3盗窃

图3。一个印刷电路板与大盗窃方块添加到外层

在图3中,外层上添加的特征是大正方形。

一个公平的问题是,为什么要将这些添加到外层?为什么它们的大小不同,谁把它们放在外层艺术品中?为了理解这一点,最好回顾一下外层电镀是如何完成的。

外层电镀
外层电镀是为了在过孔和元件引脚孔中沉积铜,以形成从PCB的一侧到另一侧的连接,并在内层上连接信号和平面。为了提供镀铜所需的电镀电流路径,在钻孔和镀铜之前,PCB的两层外层都是固体铜。

面板镀
在早期的PCB制造中,在钻孔并清除毛刺和碎屑后,形成PCB的整个面板将浸入电镀浴中。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,铜也被镀在整个表面。这导致了两个不良的副作用。首先,不需要的铜的蚀刻必须通过镀到外表面的铜以及外层的原始铜,使用更多的化学品,花费更多的时间。其次,蚀刻向下通过这个铜,它也蚀刻横向导致不太准确的痕迹宽度控制。为了解决这一系列问题,一种被称为图案电镀的技术被设计出来。

镀模式
图案镀是一种将铜只镀在外层最终蚀刻后留下的特征上的过程。这些通常包括所有的镀通孔,走线和组件安装垫。它是通过在钻孔完成后在两个外部层上涂镀抗蚀剂来完成的。这种电镀抗蚀剂是光敏的,暴露在光下,在不镀的地方固化抗蚀剂。所有未暴露的抗蚀剂都被冲走,暴露出必须镀的区域。然后电镀就开始了。

图案电镀的问题是,如果外层的特征不均匀地分布在表面上,则电镀电流将不均匀分布,如上图所示,并且一些区域将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,例如在压合连接器的孔中,必须采取措施使电镀电流均匀地分布在整个表面上。

做贼的
盗窃是在表面上添加“假”垫,这些垫与设计到外层的特征一起镀上。它们的目的是提供铜在外层的均匀分布,使电镀电流更均匀,孔中的电镀更均匀。这些假垫与所有其他功能连接在一起,这些功能将通过外层铜层压在PCB堆叠上。电镀后,假焊盘之间的铜被蚀刻掉,使它们彼此隔离,并在表层上留下其他特征。

谁在外层艺术作品中添加了偷窃?
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决定必须添加多少铜才能达到均匀的电镀,这些额外的铜以点或正方形的形式添加。从本文开头的图中可以看出,每个制造者的偷窃特征都有不同的形状和大小。

添加盗窃的注意事项
如果在添加了盗窃的层的正下方有走线,如果在这些走线上应用盗窃,它们的阻抗可能会受到不利影响。为了确保这种情况不会发生,必须在制造图纸上加上一个说明,说明是否允许偷窃以及在哪里允许偷窃。以下是在制造图上说明这一点的一种方法:

图4盗窃

没有在外层添加偷窃的后果
如果没有将盗窃添加到pcb的外层,这些pcb的镀特征分布不均匀(例如控制阻抗走线,压接连接器的孔和组件安装垫),那么隔离的特征将比密集包装的特征镀上更多的铜。

电镀PCB外部层的控制参数是确保有足够的铜镀进过孔和组件安装孔,以确保牢固的连接。在大多数情况下,最关键的孔是那些将接收连接器的压合销的孔。对这些的控制通常是+/- 2密尔或0.05毫米。拼盘将允许继续电镀,直到达到此规格。在没有盗窃的情况下,大多数其他功能将被镀上过量的铜,有时太多,以至于完成的孔尺寸太小或走线阻抗被抛出。

“偷窃”是制造商使用的一种方法,以确保在PCB上钻的孔中镀上更均匀的铜。当待镀孔分布不均匀时,有必要确保电镀电流均匀分布在PCB的外层表面,以保证铜的均匀镀。它是内层需要,因为它们只暴露于蚀刻而不需要电镀。

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