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單元名稱 |
模型塊名稱 |
工序技藝內容 |
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簡介 |
前言 |
印制電子回路板簡稱印制板或PCB,電子設備由各種各樣的電子元件構成。而這些元件的載體和相互連接所依靠的是印制電子回路板。印制板是由印制電子回路與基板包括的,常用的基板為覆銅箔層壓板,簡稱覆銅板,印制板的種類,按照不一樣面數量的不一樣,印制板可分為單操作面板、雙操作面板、多層板,按照元件組裝技術來分,有通孔插裝電子回路板、表面組裝電子回路板,按照基板材料來分,有剛性印制板和撓性印制板等。 |
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單面印制板 |
早期電子設備大多使用單面印制板,單面印制板是基版上只有一面設定有導電圖形的印制板,版上用來完成元件電氣連接的線路稱為實驗連接線,用來固定元件的圓形、矩形或其他幾何形狀的導電圖形,稱為焊盤,導電圖形上覆蓋著一層綠色薄膜叫做阻焊層,起到阻止焊錫與導電圖形接觸的作用,使焊點美觀整齊,焊盤通常涂敷了一層助焊劑,起到保護焊盤不被氧化和容易焊接的作用。 |
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雙面印制板 |
雙面印制板是指兩面全部有導電圖形的印制板,為了完成版兩面的電氣連接,先在版兩面的焊盤位置上鉆孔,在孔壁上,再用化學方法鍍上金屬銅等。在雙操作面板上,元件與信號線大多集中在一面,與元件面上,元件的引腳焊接及電源走線大多在另一面及焊接面上,完成這種走線分工的雙操作面板的布線密度,要比單操作面板高出了許多,這種將元件經過金屬化孔穿插到焊接面的裝配技術,稱為通孔插裝技術,又稱THT技術。 |
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多層印制板 |
多層印制板在每層印制板做好的基礎上,加上絕緣墊層,加壓成一個整體,不一樣層間的實驗連接線經過金屬化孔完成復雜的電氣連接,完成更加強大的電氣功能。多層板除了線路密集,可使整機體積更小,重量(kg)更輕外,還通常有兩層分別作為電源層與地層,有利于減小信號干擾,同時散熱也好,可提升整機的可靠性,當然,多層板的制造工序技藝復雜,成本也比單、雙面版高出很多。 |
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SMT印制板 |
表面組裝印制板,表面組裝技術又稱SMT,其工序技藝特別點可以經過與傳統的通孔插裝技術及THT的對比來體現。SMT即表面組裝技術,是指把片狀構造的元件貼裝在印制板的表面上。在SMT電子回路板上,焊點與元件同處版的一面,無需再經過通孔在進入另一面固定,因此,在SMT印制電子回路板上,通孔只用來連接電子回路板兩面的實驗連接線,孔的數量也要少的多,孔的直徑也很小,這樣就能讓電子回路板的裝配密度極大提升,SMT與THT的區別體現在組建形態、焊接、和組裝工序技藝方法等各方面,其焊接技術應用再流焊技術。 |
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撓性印制板 |
在需要與動作部位件相連接的地方,例如,針式打印機的打印頭與主板間的電氣連接,可以應用撓性印制板,撓性印制電子回路板可以彎曲、扭轉,甚至可以折疊,設定有輕、薄、短、小、構造靈活的特別點。 |
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制作工序技藝 |
設計 |
在印制板的生產過程中,首先需要一套符合重量要求的1:1底片。使用印制板設計系統,從事印制電子回路的設計,目前最常用的電子設計系統為Protel99se、Altium Designer,而對于高端設計設備,常常使用Cadence、Mentor、Allegro等,這是設計單位在使用PCB設計系統,設計印制板,可同時產生印制板制作過程中所需的各種圖紙,例如,原界面,焊接面,助焊層、阻焊層、印字圖、鉆孔圖、裝配圖等等,特別便利。 |
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裁板 |
按照設備的大小下料,及按照設計的尺寸使用裁板機裁剪不一樣版,對于尺寸較小的印制板,為方便生產,也可將幾塊印制板,整齊排布在一張不一樣板上去制作,然后,再裁剪開。 |
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鉆孔 |
印制板的孔金屬化后,可完成層與層間電子回路的電氣連接,對THT插裝技術,孔的本身也起著固定插件的作用,電子CAD生成的鉆孔數值寫入電腦,數控鉆床在程序的控制下,自動位移鉆頭,找準位置鉆孔,通常可以同時鉆透幾塊不一樣板,大大提升了生產精確度和勞動效率。各種孔的不一樣板,要磨板,去除因鉆孔生成的毛刺。 |
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孔金屬化 |
金屬化孔是指頂層與底層之間的孔壁上,用化學反應,將一層薄銅渡在孔的內壁上,厚度約5微米,使得印制電子回路板的頂層與底層相互連接。在實際生產中,鉆孔后的覆銅板,要經過去油、粗化、浸清洗液、孔壁活化,化學沉銅以及電鍍沉銅等一系列工序技藝過程才能完成。 |
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清洗查驗 |
金屬化銅是印制板生產重要工序,一旦發生重量問題,將影響電氣聯通,所以經過化學鍍銅的覆銅板,再進入下一道工序前,要清洗、查驗。 |
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圖形轉移 |
圖形轉移是指把底片上的電子回路圖形轉印到覆銅板上的過程,其方法有光化學法、絲網落印等,光化學法,精確度高,是將經過表面清洗處置整理過的覆銅板,涂敷一層厚度均勻的感光膠膜,然后烘干。將底片精確定位在底圖感光膠的覆銅板上、曝光、顯影、沒有被感光的膠膜,在溫水中溶解、脫落,而留下的印制圖形,再被固膜、風化。 |
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鍍銅 |
經過金屬化孔工序技藝生成的金屬孔壁很薄,需要經過一定的化學反應,使沉銅達到約20微米的厚度,從而在孔壁及版面上沉積一層化學銅,達到所預期的導電功能與機械強度。 |
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蝕刻 |
化學時刻是運用化學的方法,腐蝕掉版上不需要的銅箔,留下電子回路圖形,常用的蝕刻液有酸性氯化銅、堿性氯化銅、過氧化氫、硫酸等。作為傳統蝕刻液的三氯化鐵,再生難、污染嚴重,已被淘汰,只適用來實驗室少量加工。 |
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清洗 |
經過化學蝕刻的印制板,殘留許多化學溶液,需要經過清洗、干燥,以便進入到下一工序。 |
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阻焊劑 |
阻焊劑是一種耐高溫的絕緣涂料,上阻焊劑的作用是限定焊接區域,防止焊接造成短路,以及防止受潮對版面銅箔的侵蝕。 |
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助焊劑 |
為提升印制電子回路的功能,方便自動化焊接,可以在導電圖形上涂敷一層金屬,其作用是保護銅箔,多加可焊性,和抗腐蝕、抗氧化。 |
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絲印 |
為方便裝配與維修便利,元件最好用字符標記出來,這同樣可以經過絲網印刷技術來完成,通常在元件面絲印有白色或黃色的字符,方便電子回路與元件的標識。 |
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修邊 |
最后一道生產工序是修邊,去掉毛刺,經過銑床將外觀成型,在經過高壓清洗,送到電針測量試驗,最后,將經過檢驗合格的電子回路板包裝好。 |
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生產過程 |
印制板上生產過程 |
以一個雙面印制板的生產為例,首先,設計人員按照電子回路原理圖與版面尺寸的要求,使用計算機數值數值輔助設計系統,實行元件布置,設定布線規則,自動布線產生所需的電子文件,交給光繪機制版,產生各種短印底片。生產車間將不一樣版下料,按照成品板的大小,裁剪成方便加工的尺寸,然后交數控鉆床鉆孔,鉆好孔的不一樣板,經模板處置整理后,送去化學沉銅,生成金屬化孔,并經過電鍍銅工序技藝使孔壁電鍍層加厚,金屬化孔后的不一樣板,經查驗處置整理后上層感光膠,烘干后將底片放在不一樣版上曝光,顯影,蝕刻,清洗,留下導電圖形,經查驗,再經過絲印涂敷防止焊接的阻焊劑,以及絲網漏印字符,再噴涂一層助焊劑、鉛錫合金。最后由銑床洗出印制板的外觀,經過高壓清洗,變真測量試驗,成品檢驗、包裝。 |