您只需把问题发给行业专家Happy Holden，他将全力为您答疑授惑！自从IConnect007开设该栏目以来，收到了读者大量的问题，非常感谢读者的信任！我们想读者所想，把收到的所有21个问题和解答汇编成了一个文件，方便读者阅读参考。如果有问题询问Happy，请关注我们的微信公众号“PCB007中文线上杂志”并留言。
按制造技术和产量排名全球顶尖国家
问：目前和10年内，就整体PCB制造能力而言，您将如何排列这些国家与地区在技术和生产方面的名次：美国、日本、韩国、中国台湾地区、中国、泰国、越南、印度、德国和英国？
A：下面的排列名次是我的猜测：
从设计师角度看制造问题
Q： 从设计师角度来看，您认为PCB制造/组装最大的问题是什么？
A： 沟通与教育！设计师需要了解很多关于电路及其性能的知识，但同样需要了解电路是如何制造的。但制造通常不是设计师教育的一部分，因此设计师必须不遗余力地与制造同仁见面，与他们沟通设计相关的问题。IPC和SMTA提供了这类培训，但是设计师必须积极地学习制造相关知识和所有注意事项。
未来的挠性电路技术
Q： 你认为挠性电路的下一个前沿技术是什么？
A： 一次性和可穿戴基材，包括纸基材
逐批监控导通孔可靠性
Q： 对于大批量生产，逐批监控微导通孔可靠性的最佳方法是什么？
A： 我的建议和方法是：使用HATS鉴定电路板（类似IPC PCQRR电路板）对制造商进行全面的资格鉴定，其中包括为组装SMT电路板的制造商而调整尺寸的IPC D附连板。根据IPC-TM-650-2.6.27B和TM-650-2.6.7.2测试方法对这些电路板样板进行500次热循环测试。这是最基本的要求。
然后，通过在所有电路板的组装中加入这个较小的D附连板——要求每个批次都有一个电镀工艺控制附连板，用于在288°C下进行X次浮焊测试，然后显微切片检查通孔质量，就可以将该批次的性能与你对该供应商的初始鉴定结果进行比较。应该每年重新进行一次资格鉴定，保存每批记录，以备后续需要。
3D打印的未来
Q： 您对可同时使用导电和非导电油墨的3D打印机有何看法？3D打印机是PCB的未来吗？
A： 这些3D打印机正在迅速发展。一个先决条件是，打印机有能力使用多种不同油墨打印PCB不同组成部分，包括油墨固化。至少，可打印：
1.绝缘基材
2.低欧姆导电油墨
3.非导电绝缘跳线
随着设备的改进，阻焊油墨、电阻/电容和锡膏油墨，甚至半导体油墨都将可打印。目前，打印机只是针对一些试验板的快捷应用。
这项技术能否成为具有足够可靠性的可运行电子产品的来源，将取决于未来油墨制造方面的创新。传统PCB生产正在不断创新，以减少周转时间和成本，行业必须在3D打印解决方案上付出更多的努力。
你将如何改变这个行业？
Q： 如果你能改变/提高这个行业的某一方面，它会是什么？为什么？
A： TQM/持续改进（或称六西格玛）是从我第一次接触到它时就一直秉持的理念。我甚至教授我的每一位工程师和技术人员全面质量管理的工程知识；包括免费的《NIST工程统计手册》中的工程统计学，以及提高他们的问题解决能力。然后，我会让我的工程师教他们的生产主管、领班和领导，他们会在工程师和技术人员的帮助下再把这些知识传授给所有的工人。
持续改进是成功的战略。在我们这个富有挑战性的行业，以创新和变革为特征，持续改进和客户满意度是生存和繁荣的唯一途径。
PCB制造厂是否要返回美国。？
Q： 如果美国把更多的PCB制造迁回美国，它是否更有可能是专属工厂，或是承揽外包的加工厂？
A： 在美国，只有少数几个制造商有专属工厂，但我希望更多的OEM会考虑将专属工厂作为一种确保供应来源、降低成本、缩短交货期和持续改进的途径。当New Hampshire应急照明公司Whelen Engineering公司创建专属工厂后，从中国撤回了所有的PCB外包生产， OEM应该仿效Whelen Engineering公司的做法。Whelen Engineering公司使成本降低了一半，提高了质量，确保了知识产权的安全性，并将交付周期缩短了几个星期，投资的所有回报率都仅不到两年。
但如果PCB制造业要从海外回到美国，大部分形式将是承揽外包的加工厂。如果是这样的话，我希望OEM会考虑与这些加工厂合作，而不是把他们的制造“当作另一种商品”，就像他们不认为他们的专利电路是商品一样。电路的制造方式与制造肥皂不同；每一块PCB都是不同的，其结构值得关注。
化学镀铜与直接金属化
Q：您对化学镀铜和直接金属化有什么看法？
A： 两种方法都能完成任务！化学镀铜是更传统的方法，但在与堆叠导通孔一起使用时，其内部结晶强度可能存在一些问题。直接金属化是一种更新的技术，在其发展过程中取得了长足的进步，是为数不多的可成功实现挠性聚酰亚胺薄膜金属化的方法之一。
计算真空中的走线温度
Q： 对于太空应用（没有空气），应该如何根据IPC-2221（以前的IPC-D-275）标准中的图计算外层载流走线？
A： 我从来没有研究过这个问题，所以我把这个问题交给了一位专家——我的朋友Mike Jouppi，他是IPC-2152《印制板设计中载流能力测定标准》的前委员会主席。该标准可为许多问题提供解答。Mike写了第7版《印制电路手册》的第22章和第23章，该手册由Clyde F. Coombs和我共同编辑。
Mike回答说：我是一名机械工程师，职业是热分析员。IPC-2152中的图表在几乎所有情况（空气和真空环境）下都是保守的。真空适用于太空环境。大多数用户误解了这些图表背后的真正目的。在开发这些图表时我的目的是将这些图表用作开发热模型的基本要求，以便更好地了解实际设计中导体的实际温升，这是我为自己的设计目的所做的。大家没有理解这个概念。
根据IPC-TM-2.5.4.1a测试的导体温升与大多数PWB设计结构之间存在显著差异。原因是大多数设计都有铜接地平面和电源平面，可以将能量从走线中传导出去。此外，太空应用中的大多数设计都有从PWB贯穿螺栓紧固件或楔形锁到散热片的重要传导路径。
由于问题不包括IPC-2152，我建议研究IPC-2152，并在热设计中考虑走线中的功耗。我还建议在所有设计中考虑导体的功耗，特别是如果设计者不熟悉如何确定平行导体的尺寸。考虑导体损耗（功耗）后，很容易管控平行导体。仅供参考：导体的功耗促使我领导了IPC-2152的开发。
双层低速PCB
Q： 为什么许多双层板在低速应用中可正常工作，在高速应用中则不行，难道信号完整性的问题？
A：设计得当的双层板即使在高速应用中也可以正常工作！甚至单面板都可以正常工作。如果信号上升沿时间慢，则解决方案无需考虑信号完整性。
无空洞的树脂填充导通孔
Q： 树脂填充导通孔不产生空洞的最佳方法是什么？
A： 我没有经常使用这种工艺。过去，用阻焊膜部分填充导通孔表面就足够了。但是现在，由于焊盘内有导通孔和堆叠的微导通孔，填充工艺必须更加完整。市场上有几类设备可以很好地完成这项工作，可以在IPC APEX EXPO或SMTA International展会上看到这类设备。
将设计过程与IEEE HIR集成
Q： 如何改变PCB设计过程以符合IEEE异构集成发展路线图（HIR），您认为该发展路线图会实现吗？
A： 现在正在实现！新的EDA系统工具正在开发中，以适应自动驾驶汽车日益增长的汽车复杂性。这些工具也可以应用于其他电子系统，如手机、5G网络、医疗、太空、高性能计算和物联网。过去，我们
称之为板中芯片（COB）、多芯片模块（MCM）和系统封装（SIP）。
新名称是异构集成模块（HIM）。之所以选择异构，是因为未来的模块瘵不仅包括集成电路芯片，还将包括电源器件、被动分立器件、光学器件、MEMS、传感器、天线和电池。芯片上系统（SoC）将继续是一项活动，但随着摩尔定律的发展，使用带内存的多核处理器芯片更具成本效益，可获得更大的计算能力。随着应用的增长，规模、成本和重量变得越来越重要，HIM提供了将所有这些元素紧密地放在一个模块中的最佳选择。
Paul Wesling在SMTA 2020泛太平洋研讨会上就该主题撰写了一篇很好的总结论文——《异构集成路线图：未来系统的支撑技术》，刊登于SMTA的8月会刊。更多详情，可访问pwesling.com/hir，查阅584页的HIR 。共有23章，涵盖了从目前到2033年所有主要电子市场与集成模块相关的全部主题。
机械钻盲孔和埋孔
Q： 为什么在某些领域机械钻盲孔及埋孔很普遍，其他领域则从未采用机械钻盲孔及埋孔？
A： 盲孔和埋孔各有其优点。如果只需要少数几个，则可以机械钻孔。但在小型化必不可少、产量高的市场，激光钻孔机是钻孔设备的首选。
为电子工程本科生开设PCB设计课程？
Q： 您认为PCB设计应该增加到电子工程本科课程中吗？
A： 我认为PCB设计应该是工科学生可以选修的课程。PCB设计是电子产品开发过程中必不可少的一部分，PCB设计课程可与信号完整性和电源完整性选修课配合开设。
堆叠微导通孔可靠性问题
Q： 堆叠微导通孔从理论上讲看起来不错，但它们可能存在可靠性问题。设计叠层微导通孔以确保PCB可靠的最佳规则是什么？
A： 目前的最佳方法是叠放不超过两层，然后移到下一个埋孔或盲孔，或只堆叠两层。堆叠导通孔不得堆在任何埋孔上。
IPC的一个委员会目前正在测试各种堆叠导通孔结构，以比较可靠性、测试样本品和设计。希望他们同时能找到堆叠导通孔在界面处失效的根本原因。
挠性电路和5G
Q： 挠性电路是否会被视为5G技术的整体互连？
A： 是的。挠性电路将不断发展，以满足5G的需求。可能改变的是作为毫米波器件的“连接”，IIoT可以用来连接3D结构中的信号和实现有角度的连接，而不是使用挠性电路。
接地参考平面
Q： 在小于50MHz的信号中，GND参考平面有多重要，因为1/4波长约为30英寸？
A： GND是电路的重要组成部分。直流的返回路径有最小的阻抗，但对于信号的交流部分，返回路径有最小的感抗。
机械盲孔、埋孔的未来
Q： 机械盲孔和埋孔有发展前途吗？
A： 是的，尤其是新发明的VeCS技术，它采用机械钻孔获得了与激光钻微导通孔相同的密度，但可靠性更高。欲了解更多信息，可阅读NextGin Technology公司的Joan Tourné撰写的VeCS技术系列文章，该系列文章刊登于2019年的PCB007杂志上（也可点击链接阅读第2部分、第3部分和第4部分）。
布线有高速差分对的BGA
Q： 在布线有高速差分对的BGA时，如这些信号的布线经常切断其它信号的布线通道时，你有什么建议吗？
A： 这可能是一个复杂的话题，因为有很多情况需要考虑。我的建议是从Mentor的库中下载Charles Pfeil在Mentor公司担任工程总监时写的一本好书——《BGA突破和布线：超大BGA的有效设计方法》，也可以从Amazon购买纸质书。Charles涵盖了所有可能出现的选项和边界条件，并详细讨论了这类BGA的具体布线要求。
提高连通性的设计方法正确顺序
Q：通常有几种方法可以改善任何板（包括HDI板）上的连通性。但是，为了达到最佳效果，这些特征的添加顺序有什么通用规则吗？
A： 从改善连通性和提高密度的角度来看，盲导通孔（钻孔或激光孔）的使用提供了最大的增益，特别是因为驱动密度的主动元器件的间距正在缩小。其次是导通孔直径的减小和更小的孔环。如果不会遇到阻抗和信号损耗，那么接下来就是减小走线和间距的宽度，然后是盲导通孔。最后一步是添加更多层。
挠性电路可靠性问题
Q： 对于向新技术、新材料和新工艺发展的挠性电路来说，关键的可靠性问题是什么？
A： 除了挠性外，挠性电路的可靠性问题与刚性电路的可靠性问题是相同的。材料性能、导体性能、外部因素、使用、清洁度、组装等都很重要。Jet Propulsion Laboratory实验室的Raza Ghaffarian在我与Clyde F.Coombs共同编写的第7版《印刷电路手册》中写了一篇关于挠性电路可靠性的上佳评论。
