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Fischer Marketing Team | 24. April 2020

电路板-印刷进程

来自英格兰南部Graphic Plc的多层PCB现今在控制发电厂和拯救生命的医疗设备中。这些任务关键要素的质量是由新的FISCHERSCOPE XDAL® 237 SDD来把控的。

计算机的处理能力比登月任务所用的计算机还要大——那时,充斥着多个房间的庞然大物——现在正好能放进你的口袋里:就是今天的智能手机。 然而,小型化的科学几乎和电子领域一样古老。在很大程度上,它的成功归功于可用的电路板不断缩小。

Graphic Plc是世界上最早且仍然活跃的印刷电路板制造商之一。这家公司由Rex Rozario创立,他是电路板发明家Paul Eisler的代理人。在过去的50年里,Graphic Plc见证并帮助塑造了该行业从早期的单面PCB到今天的高密度互连技术:超紧凑型PCB。

这些来自英格兰南部德文郡的多层PCB,控制着发电厂,挽救了医疗设备中的生命,并通过卫星将全球数百万人连接起来。Graphic Plc以生产此类关键电路板而闻名,其客户大多是高端用户。航空业是一个特别依赖高可靠性电子产品的行业,这就是为什么几家主要的飞机制造商都是由Graphic Plc供应的。

如果在飞行途中,电子设备发生故障可能会导致生命损失。因此,高端PCB需要高端镀层。这里,Graphic Plc依赖于ENIG工艺(化学镀镍浸金),在该工艺中,铜导线被化学镀上一层3–6µm厚的镍层;在此基础上,再通过浸没工艺沉积50–100nm的金层。用这种方法涂覆的PCB具有优良的导电性能且在组装前能有较长的保质期。

在镍和金之间加上钯层可以获得更好的效果: ENEPIG(化学镀镍-化学镀钯-浸金)。这种先进的表面处理产生了一个非常适合高可靠性金线和铝线连接的接触面。

变化中的质量保证

为了保证可靠的焊点并确保良好的储存性能,不同材料层的厚度必须完全协调。Graphic Plc是一家著名的关键PCB的制造商。相应地,高期望意味着高质量。Graphic Plc的技术总监Paul Comer说过,“Fiscer提供的测量技术具有我们所需的精度,以保证我们的产品是最优质的。”

Graphic Plc也重视Fischer仪器的可靠性。在过去20年中,位于德文郡的公司总部一直在使用XDL®系列。如果有良好的维护,它将能继续提供优质的质量保证服务。但现在规范已经改变了。

高端用户不仅需要非常可靠的PCB,还需要非常同质的PCB。为了使所有后续步骤尽可能顺利地运行,每块印刷电路板应尽可能相同。这就是为什么在2017年,新的IPC 4552标准对ENIG工艺进行了非常严格的规定:金层厚度可能只有40至100nm。

只有在如此严格的条件下,强大的测量技术才变得越来越重要。

为了确保始终满足规定的40到100nm的标准限值,镀层工艺的目标会定在是更窄的限值,例如55到85nm。这个“安全距离”的宽度取决于镀层工艺的一致性。镀层厚度的变化越大,为确保遵守规范就必须规定更大的安全距离。通常,选择3倍标准偏差的距离。

然而,测量的标准偏差不仅取决于镀层工艺本身,测量技术也起着关键作用。如果仪器不够精确,即使镀层工艺非常一致,标准偏差也会很高。

由于这个原因,新的标准使得有必要使用X射线荧光测厚仪(带有半导体探测器,如硅漂移检测器(SDD))来监测印刷电路板的质量。以前常见的比例计数管接收器的精度不再足以监控这种严格控制的镀层工艺。

为行业量身定制

考虑到对标准的更新,Fischer开发了最新的XRF仪器,XDAL® 237 SDD,于2016年底推出。这款久经考验的SDD版仪器使处理大型柔性电路板变得简单易行,并且它能对厚度仅为100nm的镀层进行分析。

2016年12月,Graphic Plc将新系列的首批仪器之一投入运行。交付前,系统已预先设置并定制。多亏了Fischer在Graphic的应用和产品方面的长期经验,能够立即匹配。“这种特制的仪器完全符合我们的质量保证流程,有助于我们优化生产,”Paul Comer解释道。

但是,尽管现阶段已经完成,Graphic Plc和Fischer仍在紧密合作。Paul Cave,Fischer的高级应用程序经理,继续支持Graphic Plc的测量任务。共同的目标是跟上未来不断变化的需求。

Paul Comer,Graphic Plc技术总监

除了X射线仪器,Fischer还为印刷电路板行业提供其他特制仪器。多层PCB的各层通过通孔连接。在这里,Graphic Plc使用 Phascope®来测试镀层

“在Fischer,客户关系不会随着一台仪器的销售而结束——这只是开始!”

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