作者：一博科技高速先生自媒體成員 王輝東
高端的食材，往往采用最樸實(shí)的烹飪方法。
復(fù)雜的PCB，往往從設(shè)計(jì)上考慮解決方案。
一個(gè)看似合理的PCB設(shè)計(jì)，只因在線(xiàn)路板上做了控深區(qū)域并鍍了銅，在焊接時(shí)詭異的一幕出現(xiàn)了，板子分層起泡了。是加工亂了設(shè)計(jì)，還是焊接忽略了工藝，請(qǐng)看今天的案例分析。
小飄在某個(gè)產(chǎn)品公司做PCB設(shè)計(jì)，她是一個(gè)美麗的女孩，她嘴角輕揚(yáng)，她自信從容，她優(yōu)雅而不失陽(yáng)光。
小飄最近在設(shè)計(jì)一款PCB，在靠近板邊的區(qū)域，有一個(gè)器件比板子高出0.4mm，但是產(chǎn)品對(duì)PCB的厚度有嚴(yán)格的要求，器件不能超出PCB的厚度，否則裝配時(shí)會(huì)因?yàn)槠骷穸瘸瑯?biāo)，而不能正常放入腔體。
經(jīng)過(guò)和結(jié)構(gòu)工程師討論后，小飄決定從PCB設(shè)計(jì)上去解決這個(gè)器件超出板厚的問(wèn)題。
先在PCB上設(shè)計(jì)一塊下沉區(qū)域，在成型時(shí)通過(guò)PCB成型控深，將器件下沉，來(lái)滿(mǎn)足產(chǎn)品的裝配需求。
經(jīng)過(guò)和工廠工藝工程師討論后，方案可行，說(shuō)干就干。
她快速的調(diào)整好疊層方案后，一切完美。
突然她腦中又靈光一現(xiàn)，可以在PCB下沉區(qū)域電鍍鍍銅，這樣對(duì)產(chǎn)品的散熱也有一定的改善。
她的心情在一刻是美麗的，考慮到加工和鍍銅厚度的影響，她哼著小曲，在PCB原圖上做了下面的備注。
PCB文件很快投到了工廠，板子也是按照小飄的設(shè)計(jì)開(kāi)始了生產(chǎn)。等待是一個(gè)漫長(zhǎng)而又痛苦的過(guò)程。有希望的等待叫守候，沒(méi)有希望的等待叫煎熬。好在這個(gè)守候的過(guò)程很快結(jié)束了。制作好的PCB板子很快就交到了小飄的手上。明天就是PCB上線(xiàn)焊接裝配的日子了。明天也注定是一個(gè)不平凡的日子。看著板子緩緩的從自動(dòng)上板子機(jī)上開(kāi)始進(jìn)入裝配之旅。錫膏印刷、SPI、高速貼片，爐前檢查，就剩最后一步，過(guò)十二溫區(qū)的回流焊接。奇跡就要誕生了，見(jiàn)證奇跡的時(shí)候就要到了。小飄這一刻的心情，就像剛打開(kāi)的可口可樂(lè)，冒著歡快的氣泡。人生總有意外和驚喜，有時(shí)候你等了很久期待星星出現(xiàn)，于是你仰望星空，結(jié)果天亮了……板子從爐后出來(lái)的一瞬間，小飄都不敢相信自己的眼睛，你見(jiàn)過(guò)北方人蒸的饅頭嗎。 對(duì)，此時(shí)板子上的臺(tái)階區(qū)域，就像擺滿(mǎn)了一個(gè)個(gè)剛出鍋的饅頭。冒著金黃金黃的氣泡。所有的失望都源于自己盲目的期待，小飄想不明白是哪個(gè)地方出了問(wèn)題。突然，她在車(chē)間里看到了一個(gè)熟悉的身影，面相英俊，玉樹(shù)臨風(fēng)，那就是江湖人稱(chēng)無(wú)所不知，無(wú)所不能的PCB工藝工程師王大仙。小飄原本黯淡的眼睛里瞬間充滿(mǎn)了神色，她歡快的跑到王大仙跟前，激動(dòng)的說(shuō)道：“大仙，快幫我看這是什么問(wèn)題。”大仙拿起起泡的板子，看了片刻，微然一笑，然后說(shuō)道：“小飄，你中了PCB江湖中的最厲害的銅箔分離之咒，銅箔與基材附著力不夠，受熱沖擊后分層起泡了�！�“大仙能否再做詳細(xì)解釋�！毙★h趕忙問(wèn)道。大仙說(shuō)：“姑娘，這個(gè)事情說(shuō)起來(lái)有些復(fù)雜，我就長(zhǎng)話(huà)短說(shuō)。這要從PCB的壓合開(kāi)始說(shuō)起。”PCB壓合時(shí)有三劍客---銅箔、core、PP。硬板常用的銅箔是用硫酸銅溶液電鍍而成，它一面光滑，我們稱(chēng)為光面，另一面是粗糙的結(jié)晶面,稱(chēng)為毛面(Matte Side) ，雙面粗糙度不同,較粗的一面處理后可以和樹(shù)脂產(chǎn)生較強(qiáng)的接合力。Prepreg 是Pre-pregnant的英文縮寫(xiě),是樹(shù)脂與玻璃纖維布載體合成的一種片狀粘結(jié)材料。它在常溫下是以卷狀固態(tài)的形式存在。在疊層壓合時(shí)，裁切成片狀。在壓合時(shí)，當(dāng)壓機(jī)內(nèi)的溫度達(dá)到它的TG以上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，它就會(huì)慢慢的由固態(tài)變成玻璃狀態(tài)，也就是（樹(shù)脂）變成膠的形狀。樹(shù)脂是一種熱固型材料，可以發(fā)生高分子聚合反應(yīng)。它可以作為銅箔與玻璃纖維布之間的粘合劑。Core是PP經(jīng)過(guò)完全固化后的PP和銅箔的結(jié)合體。CORE經(jīng)過(guò)高溫高壓真空的壓合后，完全固化。在工廠的PCB加工時(shí)，它的形態(tài)和厚度基本穩(wěn)定，不會(huì)有太大的變化。在PCB制作時(shí)，它有多種稱(chēng)呼，如芯板、core、基板。其實(shí)它就是一個(gè)琉璃纖維布加環(huán)氧樹(shù)脂和雙面銅箔的一個(gè)混合體下圖為一個(gè)常規(guī)6層板的疊層，top和bottom面是銅箔中間用PP和core。在壓機(jī)里面通過(guò)高溫高壓真空，PP融化后，把CORE和銅箔完全粘合在一起。完全固化后，就成了我們常說(shuō)的多層線(xiàn)路板。而小飄設(shè)計(jì)制作的線(xiàn)路板，是在PCB壓合后再在板上做控深處理，而控深后的區(qū)域，線(xiàn)路板已完全固化，再在其上面鍍銅，這個(gè)銅箔只是簡(jiǎn)單的沉積在基材上，它的結(jié)合力完全沒(méi)有壓合時(shí)銅箔結(jié)合力好，在高溫沖擊時(shí)，電鍍銅與基材分層起泡。大師你說(shuō)的我還是有些暈乎，在車(chē)間里面王半仙說(shuō)了半天，小飄還是有些聽(tīng)不明白。這時(shí)剛好下班了，王大仙把小飄拉到工廠園區(qū)外面的自行車(chē)修理攤，讓小飄在那里看李大爺補(bǔ)輪胎。只見(jiàn)李大爺先拿起一個(gè)銼，在輪胎上用力的磨，然后在上面涂了膠水，最后把一塊膠皮壓在上面，片刻之后破損的輪胎補(bǔ)好了。然后大仙問(wèn)小飄你看到了什么。小飄激動(dòng)的說(shuō)大仙我明白了，李大爺補(bǔ)胎真不容易，你看他汗流浹背，我以后要好好設(shè)計(jì)一款人工智能的補(bǔ)胎產(chǎn)品，讓李大爺不這么累。大仙瞬間感覺(jué)一口氣上不來(lái)，憋了半天，悠悠的說(shuō)出一句話(huà)，補(bǔ)輪胎不打磨，怎么增加輪胎與膠皮的結(jié)合力，補(bǔ)完之后會(huì)漏氣的。 線(xiàn)路板的外層銅皮是通過(guò)高溫高壓真空和融化后的PP接合在一起，毛面的鈾箔與膠狀的樹(shù)脂相結(jié)合，完全固化后，就緊密的結(jié)合在一起，不容易分層，而控深區(qū)域鍍銅，只是通過(guò)電鍍?cè)诳厣顓^(qū)域的基材表面沉積一層銅，因?yàn)槌练e銅沒(méi)有膠的參與，這層銅與PCB的結(jié)合力，遠(yuǎn)沒(méi)有壓合時(shí)毛面的銅箔與樹(shù)脂的結(jié)合力好。在回流焊接時(shí)，受到熱沖擊的影響，就會(huì)出現(xiàn)分層起泡，于是案例就發(fā)生了。小飄聽(tīng)完后恍然大悟，后來(lái)放棄在控深區(qū)域的鍍銅方案，重新評(píng)估優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終將板子順利交付。
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