一、應用場景
PCB板廣泛應用于工業控制領域,是工業控制領域是核心部件之一,工業領域線路板其主要有3個特點:高可靠性:工業電子線路板作為工業用途中的一部分,通常需要長時間、不間斷的運行,所以可靠性是至關重要。高穩定性:工業類線路板具有高穩定性,能夠滿足在各種惡劣環境下工作并保持長期穩定的性能。尺寸大、層數高:工業板的尺寸通常較大,層數相對較多,這是由于工業用途廣泛,例如,舞臺,或者大型設備控制板,尺寸可能超過1.5米以上,又比如涉及芯片級測試的ATE測試線路板,層數可能達到上100層以上。
以下是PCB版在工業控制中的主要應用領域及具體場景:
PLC(可編程邏輯控制器):PCB用于主控板、I/O模塊和通信模塊,處理邏輯運算、信號采集和傳輸,要求多層板(4-8層)和抗干擾設計(如屏蔽層)。
伺服驅動器與變頻器:高功率PCB需支持大電流(銅厚2-8 oz)、散熱設計(金屬基板或厚銅散熱層),并集成IGBT/MOSFET驅動電路。
人機界面(HMI):觸控屏驅動板(4-8層通孔)和通信板需高密度互聯(HDI PCB)和EMI防護。
除此以外,還有個類傳感器、各類控制器板、各類測試設備,工業攝像頭、工業電腦、工業馬達、CNC設備、AGV設備等均需要PCB板。
二、管控難點
工業控制類線路板因應用場景復雜、環境嚴苛,對可靠性和穩定性要求極高,其全生命周期管控需要考慮到:設計、制造、測試及維護等多個環節,其主要特點體現在PCB生產制造方面,需要做以下管控:
1、材料的選擇:需要選擇中Tg(如Tg≥150℃)和高Tg板料(如Tg≥170℃),和半固化片(PP)。避免在長期在高溫環境工作過程中出現線路板變形,導致功能性失效。
2、電鍍:需要嚴格按照客戶的要求,保證面銅和孔銅的鍍銅厚度,另外電鍍的均勻性對線路信號影響比較大,也需要重點進行管控。
3、壓合:壓合主要涉及到3個方面:第一由于工控板高TG材料較多,需要精確控制升溫速率,避免樹脂固化不均導致內層空洞;第二由于部分工控類PCB板尺寸較大,內層芯板在壓合過程中容易擦花,壓合無車室潔凈度不達標:導致有異物、或則水汽超標,容易導致分層爆板;第三是要控制好壓合層間對位精度,避免出現開短路的狀況。
4、信號完整性:由于工控板通常具有多組差分阻抗,對信號方面要求比較高。所需要控制好以下幾點:線路板蝕刻,要控制好蝕刻精度;上文提到的要控制好電鍍均勻性;壓合需要管控好細節,控制好溢膠量和對位對位。
仁創藝是如何進行管控的?
我們最早于2006年獲得了IS9001,ISO14001, UL等認證,又于2008獲得TS16949認證,并且以5大管理工具為基本要求,我們建立嚴格的品質管理系統,確保做到:功能性問題0缺陷。以下為我司的管控措施:
材料方面:我們覆銅板選用:KB,生益,臺灣南亞等國內國際一線品牌,TG值150℃起步、耐CAF板料。銅箔,銅球,油墨,干膜等物料也均采用國內外一線品牌。從源頭確保質量。
制造方面:電鍍工序我們都走正片工藝,避免孔無銅的情況出現;電鍍均勻性方面,我們定期會做碳處理和均勻性測試,生產工控板時采用低電流慢鍍銅時間的做法,最大限度保證電鍍的均勻性好;壓合方面,我們的壓合設備是臺灣活全的高溫壓機,最大問題可以達到280℃,溫差可以達到1℃,可以避免壓合高TG值板料穩定度不夠,造成空洞的問題,也可以控制溢膠量從而使層間對位精度更好。
三、我們有哪些工業控制類客戶?
憑借對工業控制領域深刻的技術理解,穩定的品質,靈活的交期,我們獲得工業控制領域眾多客戶的信任,以下是我們部分工業控制類客戶清單:
四、未來提升方向
工業控制類線路板的管控難點本質是:可靠性、一致性、環境適應性的平衡。隨著工業4.0的繼續推薦,智能化制造與數字化管理將為工業控制領域注入新的活力,但是也給PCB板生產制造帶來新的要求,以下是我們的在該領域的技術規劃:
領域 |
項目 |
制程能力(現在) |
制程能力(未來) |
工業控制 |
層數 |
樣品36層,批量26層 |
樣品48層,量產36層 |
銅厚 |
樣品8OZ,量產3OZ |
樣品8OZ,量產5OZ |
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電鍍均勻性 |
COV≤10% |
COV≤5% |
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線路蝕刻公差 |
±10% / ±1.5mil |
可以滿足未來需求 |
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層間對位精度 |
≥2.0mil |
≥1.5mil |
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阻抗控制 |
≥±10% |
≥±5% |