5 belangrijkste oorzaken van schuimvorming op het koperplateren van een printplaat

Er zijn veel oorzaken van schuimvorming op de koperplaat van een printplaat. Sommige worden veroorzaakt door olie- of stofvervuiling, terwijl andere worden veroorzaakt door het kopersinkproces. Schuimvorming is een probleem bij elk koperplateerproces omdat het chemische oplossingen vereist die andere gebieden kunnen besmetten. Het kan ook optreden door een onjuiste lokale behandeling van het oppervlak van de printplaat.

Micro-etsen

Bij micro-etsen is de activiteit van het koperneerslag te sterk, waardoor poriën gaan lekken en blaasjes ontstaan. Het kan ook leiden tot slechte hechting en verslechtering van de coatingkwaliteit. Daarom is het verwijderen van deze onzuiverheden cruciaal om dit probleem te voorkomen.

Voordat het kopersubstraat wordt verkoperd, wordt het eerst gereinigd. Deze reinigingsstap is essentieel om onzuiverheden van het oppervlak te verwijderen en te zorgen voor een algehele bevochtiging van het oppervlak. Vervolgens wordt het substraat behandeld met een zuuroplossing om het koperoppervlak te conditioneren. Dit wordt gevolgd door de koperplateerstap.

Een andere oorzaak van schuimvorming is onjuiste reiniging na zuur ontvetten. Dit kan worden veroorzaakt door verkeerd reinigen na het ontvetten met zuur, een verkeerde instelling van het glansmiddel of een slechte temperatuur van de kopercilinder. Daarnaast kan onjuist reinigen leiden tot lichte oxidatie van het plaatoppervlak.

Oxidatie

Oxidatie veroorzaakt schuimvorming op de koperbeplating van de printplaat wanneer de koperfolie op de printplaat niet voldoende beschermd is tegen de effecten van oxidatie. Het probleem kan ontstaan door slechte hechting of oppervlakteruwheid. Het kan ook optreden als de koperfolie op de printplaat dun is en niet goed hecht aan het substraat van de printplaat.

Micro-etsen is een proces dat wordt gebruikt bij het verzinken van koper en het galvaniseren van patronen. Microetsen moet voorzichtig gebeuren om overmatige oxidatie te voorkomen. Overmatig etsen kan leiden tot de vorming van bellen rond de opening. Onvoldoende oxidatie kan leiden tot slechte hechting, schuimvorming en een gebrek aan bindkracht. Microetsen moet worden uitgevoerd tot een diepte van 1,5 tot twee micron voor de koperdepositie en 0,3 tot één micron voor het patroonplateerproces. Chemische analyse kan gebruikt worden om er zeker van te zijn dat de vereiste diepte bereikt is.

Substraatverwerking

Schuimvorming op de koperbeplating van de printplaat is een belangrijk kwaliteitsdefect dat kan worden veroorzaakt door slechte verwerking van het substraat. Dit probleem doet zich voor wanneer de koperfolie op het plaatoppervlak niet kan hechten aan het chemische koper door een slechte hechting. Hierdoor blaast de koperfolie op het plaatoppervlak. Dit resulteert in een ongelijkmatige kleur en zwarte en bruine oxidatie.

Het proces van verkoperen vereist het gebruik van zware koperregelaars. Deze chemische vloeibare middelen kunnen kruisbesmetting van de printplaat veroorzaken en resulteren in slechte behandelingseffecten. Bovendien kan het leiden tot ongelijke printplaatoppervlakken en een slechte hechting tussen de printplaat en de PCBA-assemblage.

Micro-erosie

Schuimvorming op het koperplateren van printplaten kan door twee belangrijke factoren veroorzaakt worden. De eerste is een onjuist koperplateerproces. Bij het verkoperen worden veel chemicaliën en organische oplosmiddelen gebruikt. Het behandelingsproces voor het verkoperen is ingewikkeld en de chemicaliën en oliën in het water dat voor het verkoperen wordt gebruikt, kunnen schadelijk zijn. Ze kunnen kruisbesmetting, ongelijke defecten en bindingsproblemen veroorzaken. Het water dat gebruikt wordt voor het koperplateerproces moet gecontroleerd worden en moet van goede kwaliteit zijn. Een ander belangrijk punt is de temperatuur bij het verkoperen. Deze heeft een grote invloed op het waseffect.

Micro-erosie treedt op wanneer water en zuurstof op de koperplaat worden opgelost. Het opgeloste water en de zuurstof uit het water veroorzaken een oxidatiereactie en vormen een chemische verbinding die ijzerhydroxide wordt genoemd. Het oxidatieproces resulteert in het vrijkomen van elektronen uit de koperplaat van de printplaat.

Gebrek aan kathodische polariteit

Schuimvorming op de koperbeplating van een printplaat is een veel voorkomend kwaliteitsdefect. Het proces dat gebruikt wordt voor de productie van de printplaat is complex en vereist zorgvuldig procesonderhoud. Het proces omvat chemische natte verwerking en plating en vereist een zorgvuldige analyse van de oorzaak en het gevolg van schuimvorming. Dit artikel beschrijft de oorzaken van schuimvorming op de koperplaat en wat er gedaan kan worden om het te voorkomen.

De pH-waarde van de plateringsoplossing is ook cruciaal, omdat die de kathodische stroomdichtheid bepaalt. Deze factor beïnvloedt de afzettingssnelheid en de kwaliteit van de coating. Een plateringsoplossing met een lagere pH zal resulteren in een grotere efficiëntie, terwijl een hogere pH zal resulteren in minder.

PCB's van buitenaf waarnemen

Als je de printplaat van de buitenkant bekijkt, kun je defecten in de buitenste lagen gemakkelijk opsporen. Het is ook gemakkelijk om de effecten van te weinig ruimte tussen de componenten te zien als je de printplaat van de buitenkant bekijkt.

Als je een pcb van de buitenkant bekijkt, kun je gemakkelijk defecten in de buitenste lagen opsporen.

Door een printplaat van buitenaf te bekijken, kunt u defecten in de buitenste lagen van de printplaat ontdekken. Het is gemakkelijker om deze defecten te herkennen dan aan de binnenkant. PCB's zijn meestal groen van kleur en hebben koperen sporen en soldeermasker waardoor ze gemakkelijk te herkennen zijn. Afhankelijk van de grootte van de printplaat kunnen de buitenste lagen in verschillende mate defecten vertonen.

Het gebruik van röntgeninspectieapparatuur kan deze problemen verhelpen. Omdat materialen röntgenstraling absorberen op basis van hun atoomgewicht, kunnen ze worden onderscheiden. De zwaardere elementen, zoals soldeer, absorberen meer röntgenstraling dan de lichtere elementen. Hierdoor is het eenvoudig om defecten in de buitenste lagen te identificeren, terwijl defecten die gemaakt zijn van lichtgewicht elementen niet zichtbaar zijn met het blote oog.

Als u een printplaat van de buitenkant bekijkt, kunt u defecten ontdekken die u anders misschien niet zou zien. Eén zo'n defect is ontbrekend koper of interconnecties. Een ander defect is een haarscheurtje. Dit is een gevolg van de hoge complexiteit van het ontwerp. Als deze defecten niet worden gecorrigeerd voordat de printplaat wordt geassembleerd, kunnen ze aanzienlijke fouten veroorzaken. Eén manier om deze fouten te corrigeren is om de speling tussen de koperen verbindingen en hun pads te vergroten.

De breedte van de geleidingssporen speelt ook een cruciale rol in de functionaliteit van een printplaat. Als de signaalstroom toeneemt, genereert de printplaat enorme hoeveelheden warmte en daarom is het belangrijk om de spoorbreedte in de gaten te houden. Door de breedte van de geleiders goed te houden, voorkomt u oververhitting en beschadiging van de printplaat.

Ceramic PCB Vs Metal Core PCB

Ceramic pcbs are more thermally efficient than their metal counterparts. This means that the operating temperature of a PCB will be lower. Aluminum PCBs, on the other hand, will be subject to a dielectric layer, while ceramic PCBs will not. In addition, ceramic PCBs are more durable than their metal counterparts.

FR4 vs ceramic pcb

The main difference between FR4 PCB and ceramic PCB is their thermal conductivity performance. FR4 PCB is prone to high thermal conductivity while ceramic PCB is prone to low thermal conductivity. Ceramic PCBs are better for applications that need high thermal conductivity. However, they are more expensive.

FR4 PCB has some advantages over ceramic PCB, but is not a strong competitor to ceramic PCB. Ceramic PCBs have higher thermal conductivity, making it easier for heat to reach other components. They are also available in a variety of shapes and sizes.

The main advantage of ceramic PCBs is their low electrical conductivity and high thermal conductivity. Moreover, they are better insulators, making it easier for high-frequency circuits. In addition, ceramic PCBs are more resistant to corrosion and normal wear and tear. They can also be combined with a plasticizer or lubricant to create a flexible, reusable curtain. Another key advantage of ceramic PCBs is their high heat transmission capacity. This allows them to disperse heat across the entire PCB. By contrast, FR4 boards are largely dependent on cooling gadgets and metal structures to achieve the desired thermal conductivity.

Moreover, FR4 has a relatively low thermal conductivity. Compared to ceramic materials, FR4 is only a few times more conductive. For example, aluminum oxide and silicon carbide are 100 times more thermally conductive than FR4, while beryllium oxide and boron nitride have the highest thermal conductivity.

LTTC vs metal core pcb

A ceramic PCB, also known as a low-temperature-co-fired ceramic (LTTC) PCB, is a type of PCB that has been specially crafted for low temperatures. Its manufacturing process is different from that of a metal-core PCB. In the case of LTTC, the PCB is made of an adhesive substance, crystal glass, and gold paste, and it is fired at a temperature below 900 degrees Celsius in a gaseous oven.

Metal-core PCBs are also more efficient at dissipating heat, allowing them to be used for high-temperature applications. In order to do this, they use thermally-conductive dielectric materials, acting as a heat-wicking bridge to transfer heat from core to plate. However, if you are using an FR4 board, you will need to use a topical heat sink.

In addition to their superior heat dissipation and thermal expansion, metal core PCBs also feature higher power density, better electromagnetic shielding, and improved capacitive coupling. These benefits make them a better choice for electronic circuits that need to be cooled.

FR4

Thermal conductivity performance of ceramic PCBs is much higher than that of metal core PCBs, which may be a reason for their higher prices. Unlike metal core boards, ceramic PCBs don’t require via drilling and deposition to dissipate heat. The difference between these two types of boards lies in the type of solder mask used. Ceramic PCBs generally have dark colors, whereas metal core boards have an almost-white solder mask.

Ceramic PCBs have higher thermal conductivity than FR4, a material most commonly used for PCB mass production. However, FR4 materials have relatively low thermal conductivity, making them less suitable for applications requiring temperature cycling or high temperatures. Moreover, ceramic boards tend to expand faster once the substrate temperature reaches the glass transition temperature. Rogers materials, on the other hand, have high glass transition temperatures and stable volumetric expansion over a wide temperature range.

Metal core PCBs are made from aluminum or copper. They have a metal core instead of FR4 and a thin copper coating. This type of PCB can be used to cool multiple LEDs and is becoming more common in lighting applications. Metal core PCBs have certain design restrictions, but they are easier to manufacture.

Metal core PCBs have superior heat dissipation, dimensional stability, and electrical conductivity. They can also offer improved power density, electromagnetic shielding, and capacitive coupling. Compared to ceramic PCBs, metal core PCBs cost less. They are often used in communication electrical equipment and LED lighting.

Het verschil tussen FPGA en CPLD

The two types of programmable logic chips are the Field Programmable Gate Array (FPGA) and the Complex Programmable Logic Device (CPLD). The former is a “fine-grain” device, whereas the latter is based on larger blocks. The two types have different strengths and weaknesses. While FPGAs are better for simple applications, CPLDs are ideal for complex algorithms.

CPLD is a programmable ASIC device

A CPLD is a programmable IC device that is composed of a macrocell. The macrocell contains AND arrays and flip-flops, which complete the combinational logic function. The AND array generates a product term, which is the output of the CPLD. The product term number is also an indication of the CPLD’s capacity. Similarly, an AND-OR array has a programmable fuse at each intersection.

CPLDs can be programmed using a hardware description language. These languages can be used to write and test software. For example, an engineer can write a hardware description language (HDL) for a CPLD, which can be read by a CPLD. The code is then downloaded into the chip. The CPLD chip is then tested to ensure that it is functional, and any bugs can be fixed by revising the schematic diagram or hardware description language. Eventually, the prototype can be sent to production.

CPLD is more suitable for algorithms

CPLDs are large-scale integrated circuits that can be designed to implement a large number of complex algorithms. They use a combination of CMOS EPROM and EEPROM programming technologies and are characterized by their high density and low power consumption. Their high-density architecture enables them to achieve extremely high speeds and high-density operation. CPLDs are also extremely complex, with a large number of internal components.

CPLDs are also faster and more predictable than FPGAs. Because they’re configured using electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), they can be configured on-chip when the system boots up, unlike FPGAs, which require an external non-volatile memory to feed the bitstream. This makes CPLDs more suitable for algorithms than FPGAs for many applications.

CPLD is more secure

There are some key differences between FPGAs and CPLDs. FPGAs are composed of programmable logic, whereas CPLDs use a more flexible structure. CPLDs have fewer programmable features, but they are still easier to program. CPLDs are often constructed as a single chip with a number of macrocells. Each macrocell has a corresponding output pin.

The first significant difference between the two types of chips is the way that clocks are generated. CPLDs can use a single external clock source or a number of unique clock generating chips. These clocks have defined phase relationships and can be used to improve chip programming performance. A CPLD can be programmed in several ways, and the design can be altered multiple times if necessary.

CPLDs also have a lower overall cost of ownership. This factor makes them less expensive to produce. CPLDs can be used for many different applications. For example, a CPLD may contain a lot of discrete components, but it can also contain multiple programmable logic elements. This increases flexibility.

CPLD is cheaper

A CPLD is more cost-effective than an FPGA, although FPGAs have certain limitations. Because of the smaller size of CPLDs, the circuitry is not as deterministic, which can complicate timing scenarios. Nevertheless, there are a number of advantages associated with FPGAs, including greater flexibility and security.

CPLDs can be programmed using electrically erasable programmable read-only memory, unlike FPGAs, which rely on static random access memory. As a result, CPLDs can configure themselves during a system boot-up, whereas FPGAs must be reconfigured from external non-volatile memory. CPLDs are also more power-efficient and thermally-efficient than FPGAs.

A CPLD is made up of complex programmable logic macro cells that are linked together with an interconnect matrix. This matrix is reconfigurable and can support large-scale, high-speed logic designs. A typical use for a CPLD is as a configuration memory for FPGAs, such as a system bootloader. A CPLD has a non-volatile memory, while FPGAs use external memory to load the configuration.

CPLD is more suitable for timing logic

The CPLD is an integrated circuit that can perform multiple tasks. Its flexibility and programmability are enhanced by its Logic Doubling architecture, which enables double latch functions per microcell. This technology allows a smaller device with ample room for revisions. CPLDs can perform more functions than a traditional CMOS, including multiple independent feedbacks, multiple routing resources, and individual output enable.

CPLDs are more flexible than conventional logic, as they do not need external configuration memory. Unlike FPGAs, CPLDs use EEPROM, a non-volatile memory that retains the configuration even when the system is turned off.

Waarom flexibele printplaten verstevigers nodig hebben

A PCB stiffener is required to give your PCB its rigidity. There are several materials available to stiffen PCBs. Some are more expensive than others, such as FR4 or stainless steel. You need to decide which type is best for your specific needs.

Stainless steel

Flexible printed circuit boards (PCBs) are among the most popular types of PCBs on the market today. Their flexibility allows designers to design circuitry that isn’t possible with rigid circuits. However, a flexible PCB’s lack of stiffness can lead to performance and durability issues. For this reason, flexible PCBs often include stainless steel stiffeners.

A stiffener may be either thick or mass-oriented and attached to a flexible PCB on the same side as the components. If the flexible PCB is assembled with plated through-hole connections, the stiffeners may be attached to the opposite side of the connector. The stiffeners are then sealed into place with pressure-sensitive adhesives or thermal bonding.

The use of stiffeners for flexible PCBs is most commonly used for flex circuits. They help maintain a proper thickness of the flex circuit and prevent stress on the components and solder joints. This type of stiffener can be attached with thermally bonded acrylic adhesives or PSA.

Aluminum

Stiffeners are often required for flexible PCBs. They reduce the flexibility of the board and provide mechanical support for components during assembly. They also serve a role in heat dissipation. There are several types of stiffeners, and each one provides different benefits. For example, stiffeners can improve solder resistance, increase bond strength, and limit the bending ability of the board.

Generally, rigideners are attached to a PCB using pressure sensitive adhesive tape. PSA is a popular adhesive material for this purpose, which is designed to withstand high-temperature reflow cycles. The type of adhesive used depends on the length and location of the stiffeners. If the stiffeners extend beyond the flex circuit side, it is important to use PSA to attach them to the board. Additionally, PSA may not be suitable for stiffeners that are too short or too long.

Aluminum is an alternative material for stiffeners. This material has better heat-sink and rigidity than other materials. Aluminum is more expensive, but can be more durable than other materials.

Kapton

When working with flexible PCBs, it is necessary to consider stiffeners in your design. Adding a stiffener can increase solder resistance and strengthen the connections between components. It can also help with strain relief and heat dissipation. In most cases, stiffeners are bonded on the same side of the flexible PCB as the components.

FR4 and polyimide are two materials that are commonly used for stiffeners. These materials are cheap and can provide a flat surface to the flexible PCB. They also provide excellent solder resistance and can provide the required support during pick-and-place processes.

The placement of stiffeners is important because they must be installed on the same side as the components to be mounted. This also allows easy access to the solder pads. While stiffeners are important, some customers may choose to skip the stiffeners altogether and use a FR-4 frame instead of an SMT carrier.

FR4

FR4 stiffeners for flexible PCBs are an excellent way to maintain and route flexible PCBs. They work by extending a strip of FR-4 stiffener material into a flexible PCB array. This helps the flex PCB maintain its proper shape and avoid cracks in the conductor layers. In addition to providing support during assembly, these devices can also act as heat dissipation devices.

FR4 stiffeners can be made of a variety of materials, including stainless steel and aluminum. Stainless steel stiffeners are more resistant to corrosion, are more adaptable and more resistant to a wide range of temperature conditions. Stainless steel stiffeners are usually thin, ranging from 0.1 to 0.45mm.

FR4 stiffeners are added to a flexible circuit as the final fabrication step. They can be applied with either pressure sensitive or thermal-set adhesive. The choice may depend on the end-use, but pressure-sensitive stiffeners are usually less expensive than thermal-set adhesive. In addition, thermal-set adhesive requires the flex to be placed in a lamination press, which applies heat to cure the adhesive.