作者：一博科技高速先生自媒體成員 王輝東
高端的食材，往往采用最樸實的烹飪方法。
復(fù)雜的PCB，往往從設(shè)計上考慮解決方案。
一個看似合理的PCB設(shè)計，只因在線路板上做了控深區(qū)域并鍍了銅，在焊接時詭異的一幕出現(xiàn)了，板子分層起泡了。是加工亂了設(shè)計，還是焊接忽略了工藝，請看今天的案例分析。
小飄在某個產(chǎn)品公司做PCB設(shè)計，她是一個美麗的女孩，她嘴角輕揚(yáng)，她自信從容，她優(yōu)雅而不失陽光。
小飄最近在設(shè)計一款PCB，在靠近板邊的區(qū)域，有一個器件比板子高出0.4mm，但是產(chǎn)品對PCB的厚度有嚴(yán)格的要求，器件不能超出PCB的厚度，否則裝配時會因為器件厚度超標(biāo)，而不能正常放入腔體。
經(jīng)過和結(jié)構(gòu)工程師討論后，小飄決定從PCB設(shè)計上去解決這個器件超出板厚的問題。
先在PCB上設(shè)計一塊下沉區(qū)域，在成型時通過PCB成型控深，將器件下沉，來滿足產(chǎn)品的裝配需求。
經(jīng)過和工廠工藝工程師討論后，方案可行，說干就干。
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)計開始了生產(chǎn)。等待是一個漫長而又痛苦的過程。有希望的等待叫守候，沒有希望的等待叫煎熬。好在這個守候的過程很快結(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上線焊接裝配的日子了。明天也注定是一個不平凡的日子。看著板子緩緩的從自動上板子機(jī)上開始進(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，過十二溫區(qū)的回流焊接。奇跡就要誕生了，見證奇跡的時候就要到了。小飄這一刻的心情，就像剛打開的可口可樂，冒著歡快的氣泡。人生總有意外和驚喜，有時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……板子從爐后出來的一瞬間，小飄都不敢相信自己的眼睛，你見過北方人蒸的饅頭嗎。 對，此時板子上的臺階區(qū)域，就像擺滿了一個個剛出鍋的饅頭。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地方出了問題。突然，她在車間里看到了一個熟悉的身影，面相英俊，玉樹臨風(fēng)，那就是江湖人稱無所不知，無所不能的PCB工藝工程師王大仙。小飄原本黯淡的眼睛里瞬間充滿了神色，她歡快的跑到王大仙跟前，激動的說道：“大仙，快幫我看這是什么問題。”大仙拿起起泡的板子，看了片刻，微然一笑，然后說道：“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趕忙問道。大仙說：“姑娘，這個事情說起來有些復(fù)雜，我就長話短說。這要從PCB的壓合開始說起。”PCB壓合時有三劍客---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，我們稱為光面，另一面是粗糙的結(jié)晶面,稱為毛面(Matte Side) ，雙面粗糙度不同,較粗的一面處理后可以和樹脂產(chǎn)生較強(qiáng)的接合力。Prepreg 是Pre-pregnant的英文縮寫,是樹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，裁切成片狀。在壓合時，當(dāng)壓機(jī)內(nèi)的溫度達(dá)到它的TG以上，經(jīng)過一段時間后，它就會慢慢的由固態(tài)變成玻璃狀態(tài)，也就是（樹脂）變成膠的形狀。樹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)過完全固化后的PP和銅箔的結(jié)合體。CORE經(jīng)過高溫高壓真空的壓合后，完全固化。在工廠的PCB加工時，它的形態(tài)和厚度基本穩(wěn)定，不會有太大的變化。在PCB制作時，它有多種稱呼，如芯板、core、基板。其實它就是一個琉璃纖維布加環(huán)氧樹脂和雙面銅箔的一個混合體下圖為一個常規(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，就成了我們常說的多層線路板。而小飄設(shè)計制作的線路板，是在PCB壓合后再在板上做控深處理，而控深后的區(qū)域，線路板已完全固化，再在其上面鍍銅，這個銅箔只是簡單的沉積在基材上，它的結(jié)合力完全沒有壓合時銅箔結(jié)合力好，在高溫沖擊時，電鍍銅與基材分層起泡。大師你說的我還是有些暈乎，在車間里面王半仙說了半天，小飄還是有些聽不明白。這時剛好下班了，王大仙把小飄拉到工廠園區(qū)外面的自行車修理攤，讓小飄在那里看李大爺補(bǔ)輪胎。只見李大爺先拿起一個銼，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。然后大仙問小飄你看到了什么。小飄激動的說大仙我明白了，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。大仙瞬間感覺一口氣上不來，憋了半天，悠悠的說出一句話，補(bǔ)輪胎不打磨，怎么增加輪胎與膠皮的結(jié)合力，補(bǔ)完之后會漏氣的。 線路板的外層銅皮是通過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，只是通過電鍍在控深區(qū)域的基材表面沉積一層銅，因為沉積銅沒有膠的參與，這層銅與PCB的結(jié)合力，遠(yuǎn)沒有壓合時毛面的銅箔與樹脂的結(jié)合力好。在回流焊接時，受到熱沖擊的影響，就會出現(xiàn)分層起泡，于是案例就發(fā)生了。小飄聽完后恍然大悟，后來放棄在控深區(qū)域的鍍銅方案，重新評估優(yōu)化設(shè)計，最終將板子順利交付。
電子產(chǎn)業(yè)一站式賦能平臺
