一种消除CAF效应的汽车电子PCB板及制作方法与流程

一种消除caf效应的汽车电子pcb板及制作方法
技术领域
1.本发明属于pcb板技术领域，尤其涉及一种消除caf效应的汽车电子pcb板及制作方法。


背景技术：

2.所有pcb(英文全称：printedcircuitboard，翻译为印制电路板)产品都会面临caf效应的问题，在以往的电子产品中会产生caf问题，但没有系统的分析过caf的产生原理以及如何抑制，近年来随着信息化和互联网的发展，尤其是服务器等中大型设备面临越来越严苛的要求，其存储的数据也日益庞大和重要，连续不宕机工作时间要求近乎100％，这样的工作压力下也加速了caf的产生。
3.caf(英文全称：conductiveanodicfilamentation)中文译名为离子迁移，是指pcb板上的金属如铜、银、锡等在一定条件下，金属离子从阳极(高电压)沿着玻纤布的玻纤丝间的微裂通道，向阴极(低电压)迁移过程中，发生的漏电行为。当pcb板在高温高湿的环境下带电工作时，两绝缘导体间可能会产生严重的沿着树脂或玻纤界面生长的caf，此现象最终导致pcb板绝缘性能下降，甚至短路失效。
4.caf效应的产生有三个必要条件：电势差、迁移通道和水，三者一起造成了pcb板的caf效应。而最容易产生caf效应的区域就是过孔之间，具体产生原因如下：
5.1、pcb板不同网络间电势差是肯定存在的，尤其是电源部分电路电势差往往较大；当然可以在设计时加大不同网络过孔间距来抑制pcb板不同网络间的电势差，但是pcb板尺寸日益减小且工作频率和电压要求越来越高，基于成本和功能要求，过孔间距不易过大，此方式抑制有限；服务器的pcb板针对不同网络的过孔最小间距为4mil(毫寸)，在pcb板运行初期不会出现问题，但是，pcb板叠层结构、工作电流和环境等因素会随着工作时间的延长产生caf效应，如果过孔无规则的按照4mil间距摆放将很容易在caf效应产生后引起短路，严重的会烧pcb板；
6.2、任何材料都有吸潮性，即水分的存在也是不可避免的，潮湿容易产生caf效应；解决此因素可通过材料的升级来抑制，但是同样带来的是高昂的成本；
7.3、迁移通道的产生是由于玻纤布之间的树脂填充不良，造成绝缘性较差，而随意摆放的过孔往往位于玻璃纤维同侧，这样的摆放为caf效应提供了天然通道。在pcb设计的时候，在保证信号质量的前提下，设计者会尽量压缩空间以降低成本，电源转换电路包含较多的电源网络过孔和地过孔，且距离较近，按照习惯的设计规则会整齐的摆放过孔且不会关注电源和地过孔的相对位置；对于高速差分信号来说，为减少pin_stub(可简单理解为信号路径上多余的pin短桩)需要打过孔换层，差分过孔之间有时因为空间有限距离也会拉近。如果上述两种过孔相对位置是水平或竖直摆放的话，会加速caf效应的产生。
8.现有技术通过控制钻咀磨次和钻咀寿命，达到降低钻孔拉伤玻纤的风险。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术生产成本高，并且无法100％改善降低钻孔拉伤玻纤的问题。


技术实现要素：

9.为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种消除caf效应的汽车电子pcb板及制作方法。
10.所述技术方案如下：一种消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，包括以下步骤：
11.s1，拼板设计优化，对单元内拼板倾斜10-15
°
进行设置；
12.s2，对压合、钻孔、烤板、沉铜、板电的流程进行优化。
13.在步骤s2中，在烤板优化中，对于普通tg材料，烤板温度为160℃，时间2h。
14.在步骤s2中，在烤板优化中，对于中等tg材料，烤板温度180℃，时间2h。
15.在步骤s2中，在烤板优化中，对于高等tg材料，烤板温度190℃，时间2h。
16.进一步，对于不同tg材料，烤板温度与时间的调控方法包括：
17.步骤一，读取待烤板的不同tg材料图像集，对不同tg材料图像集进行预处理操作；
18.步骤二，将预处理后的不同tg材料图像集输入基于相关滤波的烤板算法中，计算出相应的烤板温度与时间，选取得分映射中具有最大数值的位置作为预测的位置，输出相应的最终烤板温度与时间；
19.步骤三，首次调控当前最终烤板温度与时间的可信度，将最大的烤板温度与时间值和预设置的阈值进行比对，如果其大于该阈值，则返回相应的最终烤板温度与时间，如果小于该阈值，则进行后续的二次调控操作；
20.步骤四，二次调控当前最终烤板温度与时间的可信度，将没有通过调控的最终烤板温度与时间输入预训练好的孪生网络中，获得当前最终烤板温度与时间与初始的最终烤板温度与时间之间的相似度得分，如果该得分大于预设的阈值，返回当前的最终烤板温度与时间，否则，进行后续的偏差调整操作；
21.步骤五，将没有通过调控的最终烤板温度与时间输入到偏差调整模块中，通过偏差调整方法来获取到一个更加准确的最终烤板温度与时间，将其作为最终的结果输出；
22.步骤六，获取不同tg材料图像集的下一帧图像，重复进行步骤二至步骤五的操作，直到整个待烤板的不同tg材料图像集终止为止。
23.在步骤二中，基于相关滤波的烤板算法包括：
24.(1)分解待烤板的不同tg材料图像集：
[0025][0026]
式中，s
pf
{x}为待烤板的不同tg材料分解后的图像集，p为烤板温度，p为烤板温度系数，f为烤板时间，j{x}为不同tg材料的滤波函数，c为加热次数，d为加热强度，p
d,c
为某加热强度下进行加热次数循环后的烤板温度，fc为某次的烤板时间，jd为某加热强度下的不同tg材料的滤波函数的子集，xd为不同tg材料加热强度计算值，p
t
为在某状态下的烤板温度；
[0027]
使用滤波集合{f1…
fd}中的一个子集{f1…
fc}，其中，c《d，通过公式实现待烤板的不同tg材料图像集的分解；
[0028]
(2)对应的烤板温度与时间集合为：
[0029][0030]
式中，e(f,p)为烤板温度与时间集合函数，为某一时间空间范围，为平均烤板时间，为滤波中杂波时间，l为不同tg材料长度，c为加热过程次数，为不同tg材料烤板位置，为在经某次数后平均烤板时间，λ为加热速率，f为不同tg材料厚度；
[0031]
(3)优化二次子问题，第i次的高斯牛顿子问题：
[0032][0033]
式中，为优化烤板温度偏差与优化烤板时间偏差允许下的集合函数，为某一状态下优化烤板时间偏差下的平均烤板时间，为某一状态下经加热多次后优化烤板时间偏差下的平均烤板时间，δp为烤板温度偏差，为某一时间空间范围，pi为某状态下烤板温度系数，vec(δp)为对烤板温度偏差初始化，为滤波中杂波时间，为不同tg材料烤板位置，μ为优化后加热速率，pi为某一状态烤板温度；
[0034]
(4)通过对分类简化训练集，通过混合高斯模型将样本进行分类，得到不同的温度与时间。
[0035]
步骤三中，进行后续的二次调控操作，具体包括：
[0036]
(i)利用滤波类烤板器获得在特定tg材料图像集上面的得分映射图；
[0037]
(ii)通过多次试验获得判决阈值；
[0038]
(iii)进行首次调控，判断获得的得分映射的最大值是否超过设定的阈值，如果超过该阈值，返回该最终烤板温度与时间作为输出结果，否则进行后面二次调控；
[0039]
(iv)选择预训练好的基于相关滤波的烤板算法；
[0040]
(v)将初始帧的最终烤板温度与时间和当前帧预测的最终烤板温度与时间同时输入到该孪生网络中，然后进行前向运算，从而获得相应的相似度得分值；
[0041]
(vi)设置相似度阈值，并将当前的相似度值和阈值进行比较，如果大于该阈值，返回该最终烤板温度与时间作为输出结果，否则进行后面的偏差调整模块。
[0042]
在步骤五中，偏差调整方法包括：
[0043]
(a)利用基于相关滤波的烤板算法获得上一帧的最终烤板温度与时间；
[0044]
(b)利用基于相关滤波的烤板算法获得当前帧的最终烤板温度与时间；
[0045]
(c)连接上一帧的最终烤板温度与时间和当前帧的最终烤板温度与时间的中心点坐标，获得一段线段，以线段的中心为圆心，线段的一半长为半径画一个圆；
[0046]
(d)将该圆上距离水平直线0
°
、60
°
、120
°
、240
°
的这几个点作为搜索区域的中心，分别在这4个区域利用基于相关滤波的烤板算法重新计算出4个最终烤板温度与时间；
[0047]
(e)利用计算这4个最终烤板温度与时间与初始帧最终烤板温度与时间的相似度，
选择具有最大相似度的最终烤板温度与时间作为最终的预测结果。
[0048]
本发明的另一目的在于提供一种消除caf效应的汽车电子pcb板，利用消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法制作。
[0049]
进一步，所述消除caf效应的汽车电子pcb板不同网络孔间距≤0.35mm。
[0050]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明适用于不同网络孔间距≤0.35mm的pcb板，本发明在成本不增加的情况下，从流程设计方面100％改善caf问题。caf的产生都是沿着玻璃纱束的方向衍生，当钻孔倾斜角度错位设计可以对caf的产生形成一个迂回的作用，起到降低caf的作用；pcb板经过高钻速，高进刀钻孔后会产生一定的应力，在沉铜前消除钻孔应力可以降低caf问题的发生。本发明通过对于不同tg材料，烤板温度与时间的调控方法选择具有最大相似度的最终烤板温度与时间作为最终的预测结果，实现了对不同型材的烤板温度与时间的调控。
附图说明
[0051]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；
[0052]
图1是本发明实施例提供的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法流程图；
[0053]
图2是本发明实施例提供的拼板设计优化示意图。
[0054]
图中：1、玻璃纤维；2、孔。
具体实施方式
[0055]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0056]
实施例1，如图1所示，本发明实施例提供的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法包括以下步骤：
[0057]
s1，拼板设计优化，对单元内拼板倾斜10-15
°
进行设置；
[0058]
如图2所示，其中斜线为板材中玻璃纤维1，椭圆为孔2；
[0059]
s2，对压合、钻孔、烤板、沉铜、板电的流程进行优化；
[0060]
现有技术中，流程包括：前工序、压合、钻孔、沉铜、板电。
[0061]
在本发明实施例步骤s2中，对于普通tg材料，烤板温度160℃，时间2h；
[0062]
对于中tg材料，烤板温度180℃，时间2h；
[0063]
对于高tg材料，烤板温度190℃，时间2h。
[0064]
在本发明实施例中，对于不同tg材料，烤板温度与时间的调控方法包括：
[0065]
步骤一，读取待烤板的不同tg材料图像集，对不同tg材料图像集进行预处理操作；
[0066]
步骤二，将预处理后的不同tg材料图像集输入到一个基于相关滤波的烤板算法中，计算出相应的烤板温度与时间，选取得分映射中具有最大数值的位置作为预测的位置，输出相应的最终烤板温度与时间；
[0067]
步骤三，首次调控当前最终烤板温度与时间的可信度，即将最大的烤板温度与时
间值和预设置的阈值进行比对，如果其大于该阈值，则返回相应的最终烤板温度与时间，如果小于该阈值，则进行后续的二次调控操作；
[0068]
步骤四，二次调控当前最终烤板温度与时间的可信度，即将没有通过调控的最终烤板温度与时间输入预训练好的孪生网络中，获得当前最终烤板温度与时间与初始的最终烤板温度与时间之间的相似度得分，如果该得分大于预设的阈值，返回当前的最终烤板温度与时间，否则，进行后续的偏差调整操作；
[0069]
步骤五，将没有通过调控的最终烤板温度与时间输入到偏差调整模块中，通过偏差调整方法来获取到一个更加准确的最终烤板温度与时间，将其作为最终的结果输出；
[0070]
步骤六，获取不同tg材料图像集的下一帧图像，重复进行步骤二-步骤五的操作，直到整个待烤板的不同tg材料图像集终止为止。
[0071]
在本发明实施例中，所述步骤二中基于相关滤波的烤板算法包括：
[0072]
(1)分解待烤板的不同tg材料图像集：
[0073][0074]
式中，s
pf
{x}为待烤板的不同tg材料分解后的图像集，p为烤板温度，p为烤板温度系数，f为烤板时间，j{x}为不同tg材料的滤波函数，c为加热次数，d为加热强度，p
d,c
为某加热强度下进行加热次数循环后的烤板温度，fc为某次的烤板时间，jd为某加热强度下的不同tg材料的滤波函数的子集，xd为不同tg材料加热强度计算值，p
t
为在某状态下的烤板温度；
[0075]
使用滤波集合{f1…
fd}中的一个子集{f1…
fc}，其中，c《d，通过公式实现待烤板的不同tg材料图像集的分解；
[0076]
(2)对应的烤板温度与时间集合为：
[0077][0078]
式中，e(f,p)为烤板温度与时间集合函数，为某一时间空间范围，为平均烤板时间，为滤波中杂波时间，l为不同tg材料长度，c为加热过程次数，为不同tg材料烤板位置，为在经某次数后平均烤板时间，λ为加热速率，f为不同tg材料厚度；
[0079]
(3)优化二次子问题，第i次的高斯牛顿子问题：
[0080][0081]
式中，为优化烤板温度偏差与优化烤板时间偏差允许下的集合函数，为某一状态下优化烤板时间偏差下的平均烤板时间，为某一状态下经加热多次后优化烤板时间偏差下的平均烤板时间，δp为烤板温度偏差，为某一时间空间范围，pi为某
状态下烤板温度系数，vec(δp)为对烤板温度偏差初始化，为滤波中杂波时间，为不同tg材料烤板位置，μ为优化后加热速率，pi为某一状态烤板温度；
[0082]
(4)通过对分类简化训练集，通过混合高斯模型将样本进行分类，得到不同的温度与时间。
[0083]
在本发明实施例中，步骤三进行后续的二次调控操作具体包括：
[0084]
(i)利用相关滤波类烤板器获得在特定tg材料图像集上面的得分映射图；
[0085]
(ii)通过多次试验获得一个比较合适的判决阈值；
[0086]
(iii)进行首次调控，即判断获得的得分映射的最大值是否超过设定的阈值，如果超过该阈值，返回该最终烤板温度与时间作为输出结果，否则进行后面二次调控；
[0087]
(iv)选择一个预训练好的基于相关滤波的烤板算法；
[0088]
(v)将初始帧的最终烤板温度与时间和当前帧预测的最终烤板温度与时间同时输入到该孪生网络中，然后进行前向运算，从而获得相应的相似度得分值；
[0089]
(vi)设置一个合适的相似度阈值，并将当前的相似度值和阈值进行比较，如果大于该阈值，返回该最终烤板温度与时间作为输出结果，否则进行后面的偏差调整模块。
[0090]
在本发明实施例中，所述步骤五中偏差调整方法包括：
[0091]
(a)利用基于相关滤波的烤板算法获得上一帧的最终烤板温度与时间；
[0092]
(b)利用基于相关滤波的烤板算法获得当前帧的最终烤板温度与时间；
[0093]
(c)连接上一帧的最终烤板温度与时间和当前帧的最终烤板温度与时间的中心点坐标，获得一段线段，以线段的中心为圆心，线段的一半长为半径画一个圆；
[0094]
(d)将该圆上距离水平直线0
°
、60
°
、120
°
、240
°
的这几个点作为搜索区域的中心，分别在这4个区域利用基于相关滤波的烤板算法重新计算出4个最终烤板温度与时间；
[0095]
(e)利用计算这4个最终烤板温度与时间与初始帧最终烤板温度与时间的相似度，选择具有最大相似度的最终烤板温度与时间作为最终的预测结果。
[0096]
本发明可以有效改善间距过小产生的caf问题。
[0097]
实施例2，基于上述实施例1记载的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，本发明可适用于不同网络孔间距≤0.35mm的pcb板。
[0098]
实施例3，基于上述实施例1记载的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，提供一种消除caf效应的汽车电子pcb，可应用于计算机设备处理器、存储器上的制作。
[0099]
还可应用于信息数据处理终端用户输入接口电路上的制作，所述信息数据处理终端不限于手机、电脑、交换机。
[0100]
还可应用于服务器用户输入接口电路上制备。
[0101]
还可应用于能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)电路板上的应用。
[0102]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0103]
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：s1，拼板设计优化，对单元内拼板倾斜10-15
°
进行设置；s2，对压合、钻孔、烤板、沉铜、板电的流程进行优化。2.根据权利要求1所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，在步骤s2中，在烤板优化中，对于普通tg材料，烤板温度为160℃，时间2h。3.根据权利要求1所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，在步骤s2中，在烤板优化中，对于中等tg材料，烤板温度180℃，时间2h。4.根据权利要求1所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，在步骤s2中，在烤板优化中，对于高等tg材料，烤板温度190℃，时间2h。5.根据权利要求2-4任意一项所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，对于不同tg材料，烤板温度与时间的调控方法包括：步骤一，读取待烤板的不同tg材料图像集，对不同tg材料图像集进行预处理操作；步骤二，将预处理后的不同tg材料图像集输入基于相关滤波的烤板算法中，计算出相应的烤板温度与时间，选取得分映射中具有最大数值的位置作为预测的位置，输出相应的最终烤板温度与时间；步骤三，首次调控当前最终烤板温度与时间的可信度，将最大的烤板温度与时间值和预设置的阈值进行比对，如果其大于该阈值，则返回相应的最终烤板温度与时间，如果小于该阈值，则进行后续的二次调控操作；步骤四，二次调控当前最终烤板温度与时间的可信度，将没有通过调控的最终烤板温度与时间输入预训练好的孪生网络中，获得当前最终烤板温度与时间与初始的最终烤板温度与时间之间的相似度得分，如果该得分大于预设的阈值，返回当前的最终烤板温度与时间，否则，进行后续的偏差调整操作；步骤五，将没有通过调控的最终烤板温度与时间输入到偏差调整模块中，通过偏差调整方法来获取到一个更加准确的最终烤板温度与时间，将其作为最终的结果输出；步骤六，获取不同tg材料图像集的下一帧图像，重复进行步骤二至步骤五的操作，直到整个待烤板的不同tg材料图像集终止为止。6.根据权利要求5所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，在步骤二中，基于相关滤波的烤板算法包括：(1)分解待烤板的不同tg材料图像集：式中，s
pf
{x}为待烤板的不同tg材料分解后的图像集，p为烤板温度，p为烤板温度系数，f为烤板时间，j{x}为不同tg材料的滤波函数，c为加热次数，d为加热强度，p
d，c
为某加热强度下进行加热次数循环后的烤板温度，f
c
为某次的烤板时间，j
d
为某加热强度下的不同tg材料的滤波函数的子集，x
d
为不同tg材料加热强度计算值，p
t
为在某状态下的烤板温度；使用滤波集合{f1…
f
d
}中的一个子集{f1…
f
c
}，其中，c＜d，通过公式实现待烤板的不同tg材料图像集的分解；(2)对应的烤板温度与时间集合为：
式中，e(f，p)为烤板温度与时间集合函数，为某一时间空间范围，为平均烤板时间，为滤波中杂波时间，2为不同tg材料长度，c为加热过程次数，为不同tg材料烤板位置，为在经某次数后平均烤板时间，λ为加热速率，f为不同tg材料厚度；(3)优化二次子问题，第i次的高斯牛顿子问题：式中，为优化烤板温度偏差与优化烤板时间偏差允许下的集合函数，为某一状态下优化烤板时间偏差下的平均烤板时间，为某一状态下经加热多次后优化烤板时间偏差下的平均烤板时间，δp为烤板温度偏差，为某一时间空间范围，p
i
为某状态下烤板温度系数，vec(δp)为对烤板温度偏差初始化，为滤波中杂波时间，为不同tg材料烤板位置，μ为优化后加热速率，p
i
为某一状态烤板温度；(4)通过对分类简化训练集，通过混合高斯模型将样本进行分类，得到不同的温度与时间。7.根据权利要求5所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，步骤三中，进行后续的二次调控操作，具体包括：(i)利用滤波类烤板器获得在特定tg材料图像集上面的得分映射图；(ii)通过多次试验获得判决阈值；(iii)进行首次调控，判断获得的得分映射的最大值是否超过设定的阈值，如果超过该阈值，返回该最终烤板温度与时间作为输出结果，否则进行后面二次调控；(iv)选择预训练好的基于相关滤波的烤板算法；(v)将初始帧的最终烤板温度与时间和当前帧预测的最终烤板温度与时间同时输入到该孪生网络中，然后进行前向运算，从而获得相应的相似度得分值；(vi)设置相似度阈值，并将当前的相似度值和阈值进行比较，如果大于该阈值，返回该最终烤板温度与时间作为输出结果，否则进行后面的偏差调整模块。8.根据权利要求5所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法，其特征在于，在步骤五中，偏差调整方法包括：(a)利用基于相关滤波的烤板算法获得上一帧的最终烤板温度与时间；(b)利用基于相关滤波的烤板算法获得当前帧的最终烤板温度与时间；(c)连接上一帧的最终烤板温度与时间和当前帧的最终烤板温度与时间的中心点坐标，获得一段线段，以线段的中心为圆心，线段的一半长为半径画一个圆；(d)将该圆上距离水平直线0
°
、60
°
、120
°
、240
°
的这几个点作为搜索区域的中心，分别在这4个区域利用基于相关滤波的烤板算法重新计算出4个最终烤板温度与时间；
(e)利用计算这4个最终烤板温度与时间与初始帧最终烤板温度与时间的相似度，选择具有最大相似度的最终烤板温度与时间作为最终的预测结果。9.一种消除caf效应的汽车电子pcb板，其特征在于，利用权利要求1所述的消除caf效应的汽车电子pcb板的制作方法制作。10.根据权利要求9所述的消除caf效应的汽车电子pcb板，其特征在于，所述消除caf效应的汽车电子pcb板不同网络孔间距≤0.35mm。

技术总结
本发明属于PCB板技术领域，公开了一种消除CAF效应的汽车电子PCB板及制作方法。所述制作方法包括：拼板设计优化：单元内拼板倾斜10-15


技术研发人员：刘林武 谭才文 李泰巍 田重庆
受保护的技术使用者：珠海中京新能源技术有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/16