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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。PCB工艺入门基础概述 PCB( Printed Circuit Board) , 中文名称为印制线路板, 简称印制板, 是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备, 小到电子手表、 计算器, 大到计算机, 通讯电子设备, 军用武器系统, 只要有集成电路等电子元器件, 为了它们之间的电气互连, 都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中, 最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、 文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本, 甚至导致商业竞争的成败。 印制电路在电子设备中提供如下功能: 提供集成电路等各种
2、电子元器件固定、 装配的机械支撑。 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘。 提供所要求的电气特性, 如特性阻抗等。 为自动焊锡提供阻焊图形, 为元件插装、 检查、 维修提供识别字符和图形。有关印制板的一些基本术语 在绝缘基材上, 按预定设计, 制成印制线路、 印制元件或由两者结合而成的导电图形, 称为印制电路。 在绝缘基材上, 提供元、 器件之间电气连接的导电图形, 称为印制线路。它不包括印制元件。 印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板, 亦称印制板。 印制板按照所用基材是刚性还是挠性可分成为两大类: 刚性印制板和挠性印制板。今年来已出现了刚性-挠性结合
3、的印制板。按照导体图形的层数能够分为单面、 双面和多层印制板。 导体图形的整个外表面与基材表面位于同一平面上的印制板, 称为平面印板。 有关印制电路板的名词术语和定义, 详见国家标准GB/T2036-94”印制电路术语”。 电子设备采用印制板后, 由于同类印制板的一致性, 从而避免了人工接线的差错, 并可实现电子元器件自动插装或贴装、 自动焊锡、 自动检测, 保证了电子设备的质量, 提高了劳动生产率、 降低了成本, 并便于维修。 印制板从单层发展到双面、 多层和挠性, 而且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、 高密度和高可靠性方向发展, 不断缩小体积、 减轻成本、 提高性能, 使得印
4、制板在未来电子设备地发展工程中, 依然保持强大的生命力。三印制板技术水平的标志: 印制板的技术水平的标志对于双面和多层孔金属化印制板而言: 既是以大批量生产的双面金属化印制板, 在2.50或2.54mm标准网格交点上的两个焊盘之间 , 能布设导线的根数作为标志。 在两个焊盘之间布设一根导线, 为低密度印制板, 其导线宽度大于0.3mm。在两个焊盘之间布设两根导线, 为中密度印制板, 其导线宽度约为0.2mm。在两个焊盘之间布设三根导线, 为高密度印制板, 其导线宽度约为0. 1-0.15mm。在两个焊盘之间布设四根导线, 可算超高密度印制板, 线宽为0.05-0.08mm。 国外曾有杂志介绍了
5、在两个焊盘之间可布设五根导线的印制板。 对于多层板来说, 还应以孔径大小, 层数多少作为综合衡量标志。PCB先进生产制造技术的发展动向 综述国内外对未来印制板生产制造技术发展动向的论述基本是一致的, 即向高密度, 高精度, 细孔径, 细导线, 细间距, 高可靠, 多层化, 高速传输, 轻量, 薄型方向发展, 在生产上同时向提高生产率, 降低成本, 减少污染, 适应多品种、 小批量生产方向发展。印制电路的技术发展水平, 一般以印制板上的线宽, 孔径, 板厚/孔径比值为代表, 其发展历程和水平如下表: 印制电路的技术发展水平: 孔径( mm) 线宽( mm) 板厚/孔径比孔密度, 孔数/CM219
6、701.00.251.5419750.80.172.57.519800.60.1351519850.40.10102519900.30.08204019950.150.054055PCB制造工艺流程 一、 菲林底版 菲林底版是印制电路板生产的前导工序, 菲林底版的质量直接影响到印制板生产质量。在生产某一种印制线路板时, 必须有至少一套相应的菲林底版。印制板的每种导电图形( 信号层电路图形和地、 电源层图形) 和非导电图形( 阻焊图形和字符) 至少都应有一张菲林底片。经过光化学转移工艺, 将各种图形转移到生产板材上去。 菲林底版在印制板生产中的用途如下: 图形转移中的感光掩膜图形, 包括线路图形
7、和光致阻焊图形。 网印工艺中的丝网模板的制作, 包括阻焊图形和字符。 机加工( 钻孔和外型铣) 数控机床编程依据及钻孔参考。 随着电子工业的发展, 对印制板的要求也越来越高。印制板设计的高密度, 细导线, 小孔径趋向越来越快, 印制板的生产工艺也越来越完善。在这种情况下, 如果没有高质量的菲林底版, 能够生产出高质量的印制电路板。现代印制板生产要求菲林底版需要满足以下条件: 菲林底版的尺寸精度必须与印制板所要求的精度一致, 并应考虑到生产工艺所造成的偏差而进行补偿。 菲林底版的图形应符合设计要求, 图形符号完整。 菲林底版的图形边缘平直整齐, 边缘不发虚; 黑白反差大, 满足感光工艺要求。 菲
8、林底版的材料应具有良好的尺寸稳定性, 即由于环境温度和湿度变化而产生的尺寸变化小。 双面板和多层板的菲林底版, 要求焊盘及公共图形的重合精度好。 菲林底版各层应有明确标志或命名。 菲林底版片基能透过所要求的光波波长, 一般感光需要的波长范围是3000-4000A。 以前制作菲林底版时, 一般都需要先制出照相底图, 再利用照相或翻版完成菲林底版的制作。今年来, 随着计算机技术的飞速发展, 菲林底版的制作工艺也有了很大发展。利用先进的激光光绘技术, 极大提高了制作速度和底版的质量, 而且能够制作出过去无法完成的高精度、 细导线图形, 使得印制板生产的CAM技术趋于完善基板材料 覆铜箔层压板( Co
9、pper Clad Laminates, 简写为CCL) , 简称覆铜箔板或覆铜板, 是制造印制电路板( 以下简称PCB) 的基板材料。当前最广泛应用的蚀刻法制成的PCB, 就是在覆铜箔板上有选择的进行的蚀刻, 得到所需的线路的图形。覆铜箔板在整个印制电路板上, 主要担负着导电、 绝缘和支撑三个方面的功能。印制板的性能、 质量和制造成本, 在很大程度上取决于覆铜箔板。基本制造工艺流程 印制板按照导体图形的层数能够分为单面、 双面和多层印制板。单面板的基本制造工艺流程如下: 覆箔板-下料-烘板( 防止变形) -制模-洗净、 烘干-贴膜(或网印) 曝光显影(或抗腐蚀油墨) -蚀刻-去膜-电气通断检
10、测-清洁处理-网印阻焊图形( 印绿油) -固化-网印标记符号-固化-钻孔-外形加工-清洗干燥-检验-包装-成品。 双面板的基本制造工艺流程如下: 近年来制造双面孔金属化印制板的典型工艺是SMOBC法和图形电镀法。在某些特定场合也有使用工艺导线法。 1、 图形电镀工艺流程 覆箔板-下料-冲钻基准孔-数控钻孔-检验-去毛刺-化学镀薄铜-电镀薄铜-检验-刷板-贴膜(或网印)-曝光显影(或固化)-检验修板-图形电镀(Cn十SnPb)-去膜-蚀刻-检验修板-插头镀镍镀金-热熔清洗-电气通断检测-清洁处理-网印阻焊图形-固化-网印标记符号-固化-外形加工 -清洗干燥-检验-包装-成品。 流程中”化学镀薄铜
11、 - 电镀薄铜”这两道工序可用”化学镀厚铜”一道工序替代, 两者各有优缺点。图形电镀-蚀刻法制双面孔金属化板是六、 七十年代的典型工艺。八十年代中裸铜覆阻焊膜工艺(SMOBC) 逐渐发展起来, 特别在精密双面板制造中已成为主流工艺。 2、 裸铜覆阻焊膜( SMOBC) 工艺 SMOBC板的主要优点是解决了细线条之间的焊料桥接短路现象, 同时由于铅锡比例恒定, 比热熔板有更好的可焊性和储藏性。 制造SMOBC板的方法很多, 有标准图形电镀减去法再退铅锡的SMOBC工艺; 用镀锡或浸锡等代替电镀铅锡的减去法图形电镀SMOBC工艺; 堵孔或掩蔽孔法SMOBC工艺; 加成法SMOBC工艺等。下面主要介
12、绍图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺和堵孔法SMOBC工艺流程。 图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺法相似于图形电镀法工艺。只在蚀刻后发生变化。 双面覆铜箔板-按图形电镀法工艺到蚀刻工序-退铅锡-检查-清洗-阻焊图形-插头镀镍镀金-插头贴胶带-热风整平-清洗-网印标记符号-外形加工-清洗干燥-成品检验-包装-成品。 堵孔法主要工艺流程如下: 双面覆箔板-钻孔-化学镀铜-整板电镀铜-堵孔-网印成像(正像)-蚀刻-去网印料、 去堵孔料-清洗-阻焊图形-插头镀镍、 镀金-插头贴胶带-热风整平-下面工序与上相同至成品。 此工艺的工艺步骤较简单、 关键是堵孔和洗净堵孔的油墨。 在堵孔法工艺中如果不采用堵
13、孔油墨堵孔和网印成像, 而使用一种特殊的掩蔽型干膜来掩盖孔, 再曝光制成正像图形, 这就是掩蔽孔工艺。它与堵孔法相比, 不再存在洗净孔内油墨的难题, 但对掩蔽干膜有较高的要求。 SMOBC工艺的基础是先制出裸铜孔金属化双面板, 再应用热风整平工艺。PCB工程制作 对于PCB印制板的生产来说, 因为许多设计者并不了解线路板的生产工艺, 因此其设计的线路图只是最基本的线路图, 并无法直接用于生产。因此在实际生产前需要对线路文件进行修改和编辑, 不但需要制作出能够适合本厂生产工艺的菲林图, 而且需要制作出相应的打孔数据、 开模数据, 以及对生产有用的其它数据。它直接关系到以后的各项生产工程。这些都要
14、求工程技术人员要了解必要的生产工艺, 同时掌握相关的软件制作, 包括常见的线路设计软件如: Protel、 Pads 、 Autocad等等, 更应熟悉必要的CAM软件如: View 、 CAM350; GCCAM等等, CAM应包括有PCB设计输入, 能够对电路图形进行编辑、 校正、 修理和拼版, 以磁盘为介质材料, 并输出光绘、 钻孔和检测的自动化数据。PCB工程制作的基本要求 PCB工程制作的水平, 能够体现出设计者的设计水准, 也能够反映出印制板生产厂家的生产工艺能力和技术水平。同时由于PCB工程制作融计算机辅助设计和辅助制造于一体, 要求极高的精度和准确性, 否则将影响到最终板载电子品的电气性能, 严重时可能引起差错, 进而导致整批印制板产品报废而延误生产厂家合同交货时间, 而且蒙受经济损失。因此作为PCB工程制作者, 必须时刻谨记自身的责任重大, 切勿掉以轻心, 务必仔细、 认真、 再仔细、 再认真。在
