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作者：一博科技高速先生成員 王輝東 林如煙總是說：“線路板上的成品銅厚越厚，線寬線距要足夠。” 她的好友佳妮說：“必須必須。” 暗戀佳妮的小齊也總是笑嘻嘻的附和道：“美女說的都是對的。” 至于原因是什么，他只知道個大概，但是他也講不出個具體一二三。 然而現(xiàn)實中有些事情總是令人猝不及防。 小齊在做市場。 客戶說我有一個14層板，天天熬夜加班設(shè)計了兩個月，交期很急，幫忙趕一下。 小齊說可以。 光看客戶的局部圖紙就知道PCB很密，設(shè)計確實不易，更是考驗工廠的加工能力。 但是接到板子后，工程師一評估，問題就來了。 PCB內(nèi)層有2OZ銅厚的要求，內(nèi)層設(shè)計有3.5/3.5mil的線寬線距，超出工藝加工能力。 建議客戶把內(nèi)層銅厚修改成1OZ，客戶說仿真做過了不能修改，要滿足載流能力。 溝通陷入了僵局，生產(chǎn)無法繼續(xù)，交期卻很急。 小齊一時著急上火，卻感覺無能為力。 這不夜里11點了，還一個人坐在車?yán)铮钟粢钟簟?/font> 正在迷茫中的小齊，突然聽到DuangDuang敲擊車窗的聲音，抬頭一看，就發(fā)現(xiàn)佳妮手里拿著兩瓶雪花，瞪著一雙水汪汪的大眼睛，笑咪咪的說道：“兄弟，沒有什么事是一瓶雪花擺不平的，我想喝酒了，來，走一個。” 小齊看到喜歡已久的女神，一時呆在車內(nèi)。 佳妮說：“還愣著干嘛呀，有人能陪你喝雪花，卻不一定能陪你闖天涯。而我兩者都能。兄弟說說你的故事吧，看把你愁得，這可不是我心目中樂觀的小齊。” 這一刻，小齊平靜的心湖里開始波濤洶涌。 板內(nèi)局部有3.5/3.5mi的線寬線距。 不要看線路少，BGA里面卻是沒有空間移不了。 客戶的層疊設(shè)計和銅厚要求： 要說這個案例的原因，還要從PCB的加工流程說起。線路板的線路加工是經(jīng)過圖形轉(zhuǎn)移和蝕刻等主要流程加工而成。 內(nèi)層線路的加工流程如下： DES為DES為顯影;蝕刻;去膜工序的簡稱。 下圖為DES的流程： 內(nèi)層蝕刻原理：是在酸性條件下把不需要的銅箔去掉。外層是堿性蝕刻流程。 從上圖中我們可以看出，內(nèi)層線路加工是把需要的圖形用干膜或濕膜保護起來，將不需要留下來的銅箔用酸性藥水蝕刻掉。 蝕刻就是用化學(xué)方法按一定的深度除去不需要的金屬。 蝕刻因子： 蝕刻液在蝕刻過程中，不僅向下而且對左右各方向都產(chǎn)生蝕刻作用，側(cè)蝕是不可避免的。側(cè)蝕寬度與蝕刻深度之比稱之為蝕刻因子。 側(cè)蝕不能完全杜絕，我們只能將其降到最低。 蝕刻因子是用于考量蝕刻側(cè)蝕量的指標(biāo)，因不同成品銅厚的側(cè)蝕量會有所差別，所以蝕刻因子是與成品銅厚有關(guān)。 D 為高，B 為下底，A 為上底 線路上的銅越厚，線路的側(cè)蝕越嚴(yán)重。 發(fā)生在抗蝕層圖形下面導(dǎo)線側(cè)壁的蝕刻稱為側(cè)蝕，側(cè)蝕的程度是以側(cè)向蝕刻的寬度來表示。 我們理想中要求藥水是垂直向下蝕刻的，但是現(xiàn)實中藥水向下蝕刻的同時，也對線路的側(cè)面有了腐蝕，通常PCB銅厚越厚，向下蝕刻的時間會越久，側(cè)蝕量也越大。 成品后的線路由于側(cè)蝕的影響，變成了梯形。所以在計算阻抗時，會有W1和W2的上下線寬的選項要填寫。 所以為了避免蝕刻后線路變細，根據(jù)PCB成品銅厚的大小，工廠的工程制作時會依照本廠的工廠能力和蝕刻因子的大小，做一定的線路補償，比如說我們PCB內(nèi)層在1OZ銅厚時，蝕刻補償在1mil，2OZ在2mil.如果線路在蝕刻補償后，線路間距過小，曝光顯影后，線路蝕刻時會導(dǎo)致線路過細或開路。 外層線路的加工過程如下： 下面為外層圖形電鍍和蝕刻的流程： 外層線路工序，上圖中藍色干膜保護的地方，是需要蝕刻的地方。 因為外層電鍍后，銅厚增加超過了干膜厚度，在退膜工序時干膜退不掉，就形成了夾膜，本來要腐蝕掉的銅箔，因為干膜沒有顯影干凈，部分地方就被保留下來了，比如說本來是一對差分線，中間不能有連接的，結(jié)果因為夾膜，導(dǎo)致銅腐蝕不完全，短路就產(chǎn)生了。 圖形電鍍后線路銅厚大于干膜厚度會造成夾膜。（一般PCB廠所用干膜厚度1.4mil），成品銅越厚，這種風(fēng)險越大。 短路不良如下： 了解了上面的內(nèi)外層線路的加工過程，那我們在設(shè)計時要怎么避免這種問題呢。 加大PCB線寬線距或者降低其成品銅厚。 如果考慮安規(guī)和載流的影響，無法減少成品銅厚，PCB的設(shè)計時就適當(dāng)?shù)募哟缶�寬和線距，具體內(nèi)層工藝能力如下（建議按照第一列的工藝能力設(shè)計）： 外層的線寬線距如下(H表示成品銅厚)： 后來經(jīng)過E公司仿真部周哥多方驗證，重新優(yōu)化了設(shè)計，最終解決了客戶的載流問題，內(nèi)層銅厚按1OZ生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)加工能力，板子順利下線。 這正是： 盛夏畫一板 修改到秋天 不聽工藝言 獨自空流汗 |
