PCB入門教程(2)
2014/07/29
Greta
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2、PCB工程制作
一、PCB制造工藝流程：
一>、菲林底版。
菲林底版是印制電路板生產(chǎn)的前導(dǎo)工序，菲林底版的質(zhì)量直接影響到印制板生產(chǎn)質(zhì)量。在生產(chǎn)某一種印制線路板時(shí)，必須有至少一套相應(yīng)的菲林底版。印制板的每種導(dǎo)電圖形（信號(hào)層電路圖形和地、電源層圖形）和非導(dǎo)電圖形（阻焊圖形和字符）至少都應(yīng)有一張菲林底片。通過光化學(xué)轉(zhuǎn)移工藝，將各種圖形轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)板材上去。
菲林底版在印制板生產(chǎn)中的用途如下：
圖形轉(zhuǎn)移中的感光掩膜圖形，包括線路圖形和光致阻焊圖形。
網(wǎng)印工藝中的絲網(wǎng)模板的制作，包括阻焊圖形和字符。
機(jī)加工（鉆孔和外型銑）數(shù)控機(jī)床編程依據(jù)及鉆孔參考。
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)印制板的要求也越來越高。印制板設(shè)計(jì)的高密度，細(xì)導(dǎo)線，小孔徑趨向越來越快，印制板的生產(chǎn)工藝也越來越完善。在這種情況下，如果沒有高質(zhì)量的菲林底版，能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的印制電路板。現(xiàn)代印制板生產(chǎn)要求菲林底版需要滿足以下條件：
菲林底版的尺寸精度必須與印制板所要求的精度一致，并應(yīng)考慮到生產(chǎn)工藝所造成的偏差而進(jìn)行補(bǔ)償。
菲林底版的圖形應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，圖形符號(hào)完整。
菲林底版的圖形邊緣平直整齊，邊緣不發(fā)虛；黑白反差大，滿足感光工藝要求。
菲林底版的材料應(yīng)具有良好的尺寸穩(wěn)定性，即由于環(huán)境溫度和濕度變化而產(chǎn)生的尺寸變化小。
雙面板和多層板的菲林底版，要求焊盤及公共圖形的重合精度好。
菲林底版各層應(yīng)有明確標(biāo)志或命名。
菲林底版片基能透過所要求的光波波長，一般感光需要的波長范圍是3000--4000A。
以前制作菲林底版時(shí)，一般都需要先制出照相底圖，再利用照相或翻版完成菲林底版的制作。今年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，菲林底版的制作工藝也有了很大發(fā)展。利用先進(jìn)的激光光繪技術(shù)，極大提高了制作速度和底版的質(zhì)量，并且能夠制作出過去無法完成的高精度、細(xì)導(dǎo)線圖形，使得印制板生產(chǎn)的CAM技術(shù)趨于完善。
二>、基板材料。
覆銅箔層壓板（Copper Clad Laminates，簡寫為CCL），簡稱覆銅箔板或覆銅板，是制造印制電路板（以下簡稱PCB）的基板材料。目前最廣泛應(yīng)用的蝕刻法制成的PCB，就是在覆銅箔板上有選擇的進(jìn)行的蝕刻，得到所需的線路的圖形。覆銅箔板在整個(gè)印制電路板上，主要擔(dān)負(fù)著導(dǎo)電、絕緣和支撐三個(gè)方面的功能。印制板的性能、質(zhì)量和制造成本，在很大程度上取決于覆銅箔板。
三>、基本制造工藝流程。
印制板按照導(dǎo)體圖形的層數(shù)可以分為單面、雙面和多層印制板。單面板的基本制造工藝流程如下：
覆箔板-->下料-->烘板（防止變形）-->制模-->洗凈、烘干-->貼膜(或網(wǎng)印) —>曝光顯影(或抗腐蝕油墨) -->蝕刻-->去膜--->電氣通斷檢測(cè)-->清潔處理-->網(wǎng)印阻焊圖形（印綠油）-->固化-->網(wǎng)印標(biāo)記符號(hào)-->固化-->鉆孔-->外形加工-->清洗干燥-->檢驗(yàn)-->包裝-->成品。
雙面板的基本制造工藝流程如下：
近年來制造雙面孔金屬化印制板的典型工藝是SMOBC法和圖形電鍍法。在某些特定場(chǎng)合也有使用工藝導(dǎo)線法。
1．圖形電鍍工藝流程。
覆箔板-->下料-->沖鉆基準(zhǔn)孔-->數(shù)控鉆孔-->檢驗(yàn)-->去毛刺-->化學(xué)鍍薄銅-->電鍍薄銅-->檢驗(yàn)-->刷板-->貼膜(或網(wǎng)印)-->曝光顯影(或固化)-->檢驗(yàn)修板---->圖形電鍍(Cn十Sn／Pb)-->去膜-->蝕刻-->檢驗(yàn)修板-->插頭鍍鎳鍍金-->熱熔清洗-->電氣通斷檢測(cè)-->清潔處理-->網(wǎng)印阻焊圖形-->固化-->網(wǎng)印標(biāo)記符號(hào)-->固化-->外形加工 -->清洗干燥-->檢驗(yàn)-->包裝-->成品。
流程中“化學(xué)鍍薄銅 --> 電鍍薄銅”這兩道工序可用“化學(xué)鍍厚銅”一道工序替代，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。圖形電鍍--蝕刻法制雙面孔金屬化板是六、七十年代的典型工藝。八十年代中裸銅覆阻焊膜工藝(SMOBC）逐漸發(fā)展起來，特別在精密雙面板制造中已成為主流工藝。
2．裸銅覆阻焊膜（SMOBC）工藝。
SMOBC板的主要優(yōu)點(diǎn)是解決了細(xì)線條之間的焊料橋接短路現(xiàn)象，同時(shí)由于鉛錫比例恒定，比熱熔板有更好的可焊性和儲(chǔ)藏性。
制造SMOBC板的方法很多，有標(biāo)準(zhǔn)圖形電鍍減去法再退鉛錫的SMOBC工藝；用鍍錫或浸錫等代替電鍍鉛錫的減去法圖形電鍍SMOBC工藝；堵孔或掩蔽孔法SMOBC工藝；加成法SMOBC工藝等。下面主要介紹圖形電鍍法再退鉛錫的SMOBC工藝和堵孔法SMOBC工藝流程。
圖形電鍍法再退鉛錫的SMOBC工藝法相似于圖形電鍍法工藝。只在蝕刻后發(fā)生變化。
雙面覆銅箔板-->按圖形電鍍法工藝到蝕刻工序-->退鉛錫-->檢查---->清洗
--->阻焊圖形-->插頭鍍鎳鍍金-->插頭貼膠帶-->熱風(fēng)整平---->清洗
--->網(wǎng)印標(biāo)記符號(hào)--->外形加工--->清洗干燥--->成品檢驗(yàn)-->包裝-->成品。
堵孔法主要工藝流程如下：
雙面覆箔板-->鉆孔-->化學(xué)鍍銅-->整板電鍍銅-->堵孔-->網(wǎng)印成像(正像)
-->蝕刻-->去網(wǎng)印料、去堵孔料-->清洗-->阻焊圖形-->插頭鍍鎳、鍍金
-->插頭貼膠帶-->熱風(fēng)整平-->下面工序與上相同至成品。
此工藝的工藝步驟較簡單、關(guān)鍵是堵孔和洗凈堵孔的油墨。
在堵孔法工藝中如果不采用堵孔油墨堵孔和網(wǎng)印成像，而使用一種特殊的掩蔽型干膜來掩蓋孔，再曝光制成正像圖形，這就是掩蔽孔工藝。它與堵孔法相比，不再存在洗凈孔內(nèi)油墨的難題，但對(duì)掩蔽干膜有較高的要求。
SMOBC工藝的基礎(chǔ)是先制出裸銅孔金屬化雙面板，再應(yīng)用熱風(fēng)整平工藝。
二、PCB工程制作：
對(duì)于PCB印制板的生產(chǎn)來說，因?yàn)樵S多設(shè)計(jì)者并不了解線路板的生產(chǎn)工藝，所以其設(shè)計(jì)的線路圖只是最基本的線路圖，并無法直接用于生產(chǎn)。因此在實(shí)際生產(chǎn)前需要對(duì)線路文件進(jìn)行修改和編輯，不僅需要制作出可以適合本廠生產(chǎn)工藝的菲林圖，而且需要制作出相應(yīng)的打孔數(shù)據(jù)、開模數(shù)據(jù)，以及對(duì)生產(chǎn)有用的其它數(shù)據(jù)。它直接關(guān)系到以后的各項(xiàng)生產(chǎn)工程。這些都要求工程技術(shù)人員要了解必要的生產(chǎn)工藝，同時(shí)掌握相關(guān)的軟件制作，包括常見的線路設(shè)計(jì)軟件如：Protel、Pads2000、Autocad等等，更應(yīng)熟悉必要的CAM軟件如：View2001、CAM350；GCCAM等等，CAM應(yīng)包括有PCB設(shè)計(jì)輸入，可以對(duì)電路圖形進(jìn)行編輯、校正、修理和拼版，以磁盤為介質(zhì)材料，并輸出光繪、鉆孔和檢測(cè)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)。
一>、PCB工程制作的基本要求。
PCB工程制作的水平，可以體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，也可以反映出印制板生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝能力和技術(shù)水平。同時(shí)由于PCB工程制作融計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造于一體，要求極高的精度和準(zhǔn)確性，否則將影響到最終板載電子品的電氣性能，嚴(yán)重時(shí)可能引起差錯(cuò)，進(jìn)而導(dǎo)致整批印制板產(chǎn)品報(bào)廢而延誤生產(chǎn)廠家合同交貨時(shí)間，并且蒙受經(jīng)濟(jì)損失。因此作為PCB工程制作者，必須時(shí)刻謹(jǐn)記自身的責(zé)任重大，切勿掉以輕心，務(wù)必仔細(xì)、認(rèn)真、再仔細(xì)、再認(rèn)真。在處理PCB設(shè)計(jì)文件時(shí)，應(yīng)該仔細(xì)檢查：
接收文件是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則？能否符合PCB制造工藝要求？有無定位標(biāo)記？
線路布局是否合理？線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，能否滿足生產(chǎn)要求。元件在二維、三維空間上有無沖突？
印制板尺寸是否與加工圖紙相符？后加在PCB圖形中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。
對(duì)一些不理想的線形進(jìn)行編輯、修改。
在PCB上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質(zhì)量。等等…
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