pcb制作八大流程

四懂四会2023-05-01  52

pcb电路板制作流程如下:

1、根据电路功能需要设计原理图。根据需要进行合理的搭建该图能够准确的反映出该PCB电路板的重要功能以及各个部件之间的关系。

2、原理图设计完成后需要通过PROTEL对各个元器件进行封装,执行Edit/Set Preference/pin 1设置封装参考点在第一引脚,然后还要执行Report/Component Rule check 设置齐全要检查的规则并OK至此封装建立完毕。

3、网络生成以后就需要根据PCB面板的大小来放置各个元件的位置,在放置时需要确保各个元件的引线不交叉。

4、利用专门的复写纸张将设计完成的PCB图通过喷墨打印机打印输出,然后将印有电路图的一面与铜板相对压紧放到热交换器上进行热印,通过在高温下将复写纸上的电路图墨迹粘到铜板上。

5、调制溶液将硫酸和过氧化氢按3:1进行调制,将含有墨迹的铜板放入其中等三至四分钟左右铜板上除墨迹以外的地方全部被腐蚀之后,将铜板取去然后将清水将溶液冲洗掉。

6、利用凿孔机将铜板上需要留孔的地方进行打孔,完成后将各个匹配的元器件从铜板的背面将两个或多个引脚引入,然后利用焊接工具将元器件焊接到铜板上。

7、焊接工作完成后对整个电路板进行全面的测试,当测试顺利通过后整个电路板就制作完成了。

1、PCB布局

PCB制作第一步是整理并检查PCB布局(Layout)。PCB制作工厂收到PCB设计公司的CAD文件,由于每个CAD软件都有自己独特的文件格式,所以PCB工厂会转化为一个统一的格式——Extended

Gerber RS-274X 或者 Gerber X2。然后工厂的工程师会检查PCB布局是否符合制作工艺,有没有什么缺陷等问题。

2、芯板的制作

清洗覆铜板,如果有灰尘的话可能导致最后的电路短路或者断路。

下图是一张8层PCB的图例,实际上是由3张覆铜板(芯板)加2张铜膜,然后用半固化片粘连起来的。制作顺序是从最中间的芯板(4、5层线路)开始,不断地叠加在一起,然后固定。4层PCB的制作也是类似的,只不过只用了1张芯板加2张铜膜。

3、内层PCB布局转移

先要制作最中间芯板(Core)的两层线路。覆铜板清洗干净后会在表面盖上一层感光膜。这种膜遇到光会固化,在覆铜板的铜箔上形成一层保护膜。

将两层PCB布局胶片和双层覆铜板,最后插入上层的PCB布局胶片,保证上下两层PCB布局胶片层叠位置精准。

感光机用UV灯对铜箔上的感光膜进行照射,透光的胶片下,感光膜被固化,不透光的胶片下还是没有固化的感光膜。固化感光膜底下覆盖的铜箔就是需要的PCB布局线路,相当于手工PCB的激光打印机墨的作用。

然后用碱液将没有固化的感光膜清洗掉,需要的铜箔线路将会被固化的感光膜所覆盖。

然后再用强碱,比如NaOH将不需要的铜箔蚀刻掉。

将固化的感光膜撕掉,露出需要的PCB布局线路铜箔。

4、芯板打孔与检查

芯板已经制作成功。然后在芯板上打对位孔,方便接下来和其它原料对齐。

芯板一旦和其它层的PCB压制在一起就无法进行修改了,所以检查非常重要。会由机器自动和PCB布局图纸进行比对,查看错误。

5、层压

这里需要一个新的原料叫做半固化片,是芯板与芯板(PCB层数>4),以及芯板与外层铜箔之间的粘合剂,同时也起到绝缘的作用。

下层的铜箔和两层半固化片已经提前通过对位孔和下层的铁板固定好位置,然后将制作好的芯板也放入对位孔中,最后依次将两层半固化片、一层铜箔和一层承压的铝板覆盖到芯板上。

将被铁板夹住的PCB板子们放置到支架上,然后送入真空热压机中进行层压。真空热压机里的高温可以融化半固化片里的环氧树脂,在压力下将芯板们和铜箔们固定在一起。

层压完成后,卸掉压制PCB的上层铁板。然后将承压的铝板拿走,铝板还起到了隔离不同PCB以及保证PCB外层铜箔光滑的责任。这时拿出来的PCB的两面都会被一层光滑的铜箔所覆盖。

6、钻孔

要将PCB里4层毫不接触的铜箔连接在一起,首先要钻出上下贯通的穿孔来打通PCB,然后把孔壁金属化来导电。

用X射线钻孔机机器对内层的芯板进行定位,机器会自动找到并且定位芯板上的孔位,然后给PCB打上定位孔,确保接下来钻孔时是从孔位的正中央穿过。

将一层铝板放在打孔机机床上,然后将PCB放在上面。为了提高效率,根据PCB的层数会将1~3个相同的PCB板叠在一起进行穿孔。最后在最上面的PCB上盖上一层铝板,上下两层的铝板是为了当钻头钻进和钻出的时候,不会撕裂PCB上的铜箔。

在之前的层压工序中,融化的环氧树脂被挤压到了PCB外面,所以需要进行切除。靠模铣床根据PCB正确的XY坐标对其外围进行切割。

7、孔壁的铜化学沉淀

由于几乎所有PCB设计都是用穿孔来进行连接的不同层的线路,一个好的连接需要25微米的铜膜在孔壁上。这种厚度的铜膜需要通过电镀来实现,但是孔壁是由不导电的环氧树脂和玻璃纤维板组成。

所以第一步就是先在孔壁上堆积一层导电物质,通过化学沉积的方式在整个PCB表面,也包括孔壁上形成1微米的铜膜。整个过程比如化学处理和清洗等都是由机器控制的。

固定PCB

清洗PCB

运送PCB

8、外层PCB布局转移

接下来会将外层的PCB布局转移到铜箔上,过程和之前的内层芯板PCB布局转移原理差不多,都是利用影印的胶片和感光膜将PCB布局转移到铜箔上,唯一的不同是将会采用正片做板。

内层PCB布局转移采用的是减成法,采用的是负片做板。PCB上被固化感光膜覆盖的为线路,清洗掉没固化的感光膜,露出的铜箔被蚀刻后,PCB布局线路被固化的感光膜保护而留下。

外层PCB布局转移采用的是正常法,采用正片做板。PCB上被固化的感光膜覆盖的为非线路区。清洗掉没固化的感光膜后进行电镀。有膜处无法电镀,而没有膜处,先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻,最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。

将PCB用夹子夹住,将铜电镀上去。之前提到,为了保证孔位有足够好的导电性,孔壁上电镀的铜膜必须要有25微米的厚度,所以整套系统将会由电脑自动控制,保证其精确性。

9、外层PCB蚀刻

接下来由一条完整的自动化流水线完成蚀刻的工序。首先将PCB板上被固化的感光膜清洗掉。然后用强碱清洗掉被其覆盖的不需要的铜箔。再用退锡液将PCB布局铜箔上的锡镀层退除。清洗干净后4层PCB布局就完成了。

PCB业余制作基本方法和工艺流程

一、印刷电路板基本制作方法

1用复写纸将布线图复制到复铜墙铁壁板上:复制前应先用锉刀将复铜板四周边缘锉至平直整齐,而且尺寸尽量与设计图纸尺寸相符,并将复写纸裁成与复铜板一样的尺寸,为了防止在复制过程中产生图纸移动,故要求用胶纸将图纸左右两端与印刷板贴紧。

2先用钻床将元件插孔钻好—一般插孔直径为09-1MM左右,可采用直径为1MM的钻头较适中,如果钻孔太大将影响焊点质量,但对于少数元件脚较粗的插孔,例如电位器脚孔,则需用直径为12MM以上的钻头钻孔。

3贴胶纸:先用刀片将封箱胶纸切成05-20MM,3-4MM多种宽度的胶纸条后再进行贴胶,贴胶时应根据线条所通过的电流大小及线条间的间隙来适当选择线条的宽容。一般只需采用2-3种宽度即可,为了保证制作工艺水平,尽可能不要采用过宽或过窄,如需要钻孔的线条其宽度应在15MM以上,才不致于在钻孔时将线条钻断,贴胶时还应注意控制各相邻线条的间隙不要太小,否则容易造成线条间短接,贴胶时一定超过钻孔1MM左右,这样才能保证焊眯质量。

若采用电脑布图及常规制板技术,因设有焊盘,其焊盘直径分为005、0062、007英寸等多种尺寸供布图设计时选用,一般设计时大多数取直径为0062英寸(即为155MM)左右的焊盘;线条宽度不仅受插孔孔径的限制,也受到线条外邻近焊盘的限制。

4对IC的脚位的定位要准确,钻孔时不要钻偏,故一般采用钻孔后贴胶的制板方式。

5为了提高手工制版工艺水平,也可在插孔上设置圆形焊盘,这可采圆形贴胶片或采用油漆先在孔位上制作圆形焊盘,待油漆干了,再进行贴线条,也可以采用油漆画线条,一般可用鸭嘴笔作画线条工作。

二、印刷板制作工艺流程

制板工艺程序:修整板周边尺寸--复制--钻孔定位--贴胶--腐蚀--清洗--去胶--细砂纸擦光亮--涂松香水。

1先将符合尺寸要求的复铜板表面用细砂纸擦光亮,再用复写纸将布线图复制到复铜板上。

2用直径10mm钻头钻孔、定位口,再进行贴胶(或上油漆)。

3贴完胶后,应在板上垫放一张厚张,用手掌在上面压一压,其目的是使全部贴胶与复铜板粘贴得更加牢靠。必要时还可用吹风筒加热,可使用权贴胶粘度加强,由于所用的贴胶具很好的粘性,而且胶纸又薄,故采用这种贴胶进行制板,效果较好,一般是不须再作加热处理。

4腐蚀一般采用三氯化铁作腐蚀液,腐蚀速度与腐蚀液的浓度,温度及腐蚀过程中采取抖动有关,为保证制板质量及提高腐蚀速度,可采用抖动和加热的方法。

5腐蚀完成后,应用自来水冲洗干净,并将胶纸去掉,把印刷板抹干。

6用细砂布将印刷板复铜面擦至光亮为止,然后立即涂上松香溶液。(涂松香水时应将印刷电路板倾斜放轩再涂以松香水,以免松香水经钻孔流至背面)。

附注:

(1)松香水的作用是防氧化,助焊及增加焊点的光亮度等;松香溶液是用松香粉末与酒精或天寻水按一定比例配制面成,其浓度应适中,以用感有一定粘性即可。

(2)三氯化铁溶液对人体皮肤不会有不良影响,但三氯化若搞到衣服上或地面上,寻是难以洗掉的,所以使用时一定要特别小心。

首先要在电脑上用protel等电路设计软件先绘制电路原理图和PCB(元器件封装图)。如下图:

2用热转印纸放入普通打印机,调整合适的打印比例,打印出黑白的PCB图。如下图:

3用砂纸打磨掉覆铜板表面的氧化层,使覆铜板看起来既光滑又光亮。如下图:

4将第2步中打印有PCB图的热转印纸固定在第3步打磨的覆铜板上,并送入热转印机(也可以用常见的加热熨斗等来代替热转印机)打印,使得含有PCB图的墨粉经过热压的方式打印在覆铜板上,并逐步撕掉热转印纸,如下图:

5将腐蚀液倒入塑料盒,然后再往腐蚀液放入第4步打印有PCB图案的覆铜板,经过一段时间(根据不同浓度的腐蚀液时间长短不一样)的腐蚀,大概半个小时到一个小时左右,倒掉腐蚀液,并捞出被腐蚀过的覆铜板

用砂纸轻轻打磨掉覆铜板上PCB图上的碳粉,就可以得到一个和PCB图案一模一样的铜板电路走线,如下图。

6将第5步得到的覆铜板放入钻孔机按照PCB图的所有孔位置进行逐个打孔,最后就能把元器件对应焊接上去了,整个PCB制版流程就算到此结束。如下图。

1、开料(CUT)

开料是把原始的覆铜板切割成能在生产线上制作的板子的过程。

首先我们来了解几个概念:

(1)UNIT:UNIT是指PCB设计工程师设计的单元图形。

(2)SET:SET是指工程师为了提高生产效率、方便生产等原因,将多个UNIT拼在一起成为的一个整体的图形。也就是我们常说的拼板,它包括单元图形、工艺边等等。

(3)PANEL:PANEL是指PCB厂家生产时,为了提高效率、方便生产等原因,将多个SET拼在一起并加上工具板边,组成的一块板子。

2、内层干膜(INNER DRY FILM)

内层干膜是将内层线路图形转移到PCB板上的过程。

在PCB制作中我们会提到图形转移这个概念,因为导电图形的制作是PCB制作的根本。所以图形转移过程对PCB制作来说,有非常重要的意义。

内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻等多道工序。内层贴膜就是在铜板表面贴上一层特殊的感光膜,就是我们所说的干膜。这种膜遇光会固化,在板子上形成一道保护膜。曝光显影是将贴好膜的板进行曝光,透光的部分被固化,没透光的部分还是干膜。然后经过显影,褪掉没固化的干膜,将贴有固化保护膜的板进行蚀刻。再经过退膜处理,这时内层的线路图形就被转移到板子上了。其整个工艺流程如下图。

对于设计人员来说,我们最主要考虑的是布线的最小线宽、间距的控制及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜,膜无法褪尽造成短路。线宽太小,膜的附着力不足,造成线路开路。所以电路设计时的安全间距(包括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等),都必须考虑生产时的安全间距。

(1)前处理:磨板

磨板的主要作用:基本前处理主要是解决表面清洁度和表面粗糙度的问题。去除氧化,增加铜面粗糙度,便于菲林附着在铜面上。

(2)贴膜

将经过处理的基板通过热压或涂覆的方式贴上干膜或湿膜 ,便于后续曝光生产。

(3)曝光

将底片与压好干膜的基板对位,在曝光机上利用紫外光的照射,将底片图形转移到感光干膜上。

底片实物图

(4)显影

利用显影液(碳酸钠)的弱碱性将未经曝光的干膜/湿膜溶解冲洗掉,已曝光的部分保留。

(5)蚀刻

未经曝光的干膜/湿膜被显影液去除后会露出铜面,用酸性氯化铜将这部分露出的铜面溶解腐蚀掉,得到所需的线路。

(6)退膜

将保护铜面的已曝光的干膜用氢氧化钠溶液剥掉,露出线路图形。

3、棕化

目的:是使内层铜面形成微观的粗糙和有机金属层,增强层间的粘接力。

流程原理:

通过化学处理产生一种均匀,有良好粘合特性的有机金属层结构,使内层粘合前铜层表面受控粗化,用于增强内层铜层与半固化片之间压板后粘合强度。

4、层压

层压是借助于pp片的粘合性把各层线路粘结成整体的过程。这种粘结是通过界面上大分子之间的相互扩散,渗透,进而产生相互交织而实现,将离散的多层板与pp片一起压制成所需要的层数和厚度的多层板。实际操作时将铜箔,粘结片(半固化片),内层板,不锈钢,隔离板,牛皮纸,外层钢板等材料按工艺要求叠合。

对于设计人员来说,层压首先需要考虑的是对称性。因为板子在层压的过程中会受到压力和温度的影响,在层压完成后板子内还有应力存在。因此如果层压的板子两面不均匀,那两面的应力就不一样,造成板子向一面弯曲,大大影响PCB性能。

另外,就算在同一平面,如果布铜分布不均匀时,会造成各点的树脂流动速度不一样,这样布铜少的地方厚度就会稍薄一些,而布铜多的地方厚度就会稍厚一些。

为了避免这些问题,在设计时对布铜的均匀性、叠层的对称性、盲埋孔的设计布置等等各方面的因素都必须进行详细的考虑。

5、钻孔

使线路板层间产生通孔,达到连通层间的目的。

钻刀

6、沉铜板镀

(1)沉铜

也叫化学铜,钻孔后的PCB板在沉铜缸内发生氧化还原反应,形成铜层从而对孔进行孔金属化,使原来绝缘的基材表面沉积上铜,达到层间电性相通。

(2)板镀

使刚沉铜出来的PCB板进行板面、孔内铜加厚到5-8um,防止在图形电镀前孔内薄铜被氧化、微蚀掉而漏基材。

7、外层干膜

和内层干膜的流程一样。

8、外层图形电镀 、SES

将孔和线路铜层加镀到一定的厚度(20-25um),以满足最终PCB板成品铜厚的要求。并将板面没有用的铜蚀刻掉,露出有用的线路图形。

9、阻焊

阻焊,也叫防焊、绿油,是印制板制作中最为关键的工序之一,主要是通过丝网印刷或涂覆阻焊油墨,在板面涂上一层阻焊,通过曝光显影,露出要焊接的盘与孔,其它地方盖上阻焊层,防止焊接时短路。

10、丝印字符

将所需的文字,商标或零件符号,以网板印刷的方式印在板面上,再以紫外线照射的方式曝光在板面上。

11、表面处理

裸铜本身的可焊性能很好,但长期暴露在空气中容易受潮氧化,倾向于以氧化物的形式存在,不大可能长期保持为原铜,因此需要对铜面进行表面处理。表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。

常见的表面处理:喷锡、沉金、OSP、沉锡、沉银,镍钯金,电硬金、电金手指等。

12、成型

将PCB以CNC成型机切割成所需的外形尺寸。

13、电测

模拟板的状态,通电进行电性能检查,是否有开、短路。

14、终检、抽测、包装

对板的外观、尺寸、孔径、板厚、标记等检查,满足客户要求。将合格品包装成捆,易于存储,运送。

沉铜-图形转移-二次铜/蚀刻-印阻焊油和文字-表面处理-测试品检-包装出货。

PCB( Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。

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,并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、减少成本、提高性能,使得印制板在未来电子设备的发展工程中,仍然保持着强大的生命力。

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

在当今社会,电子技术高度发达,无处不存在电子产品,电子产品中都有电路板的身影,他是电子产品的载体或者核心部分,pcb板制作工艺流程如下:

1、首先根据项目的要求设计原理图,也就是线路该怎么走,电子元器件用哪些等。

2、接着就是使用电路图软件,比如protel或者PADS等软件,按照原理图来画PCB板子,画板其实就是把这些元器件的封装排放好,连上线。

3、下一步把图纸给PCB厂家,他们首先根据电路板大小开料,把一大块板材裁剪成符合要求的小块。

4、打孔,就是一些螺丝孔、一些固定安装孔等。

5、沉铜、电镀、退膜、蚀刻、绿油、丝印字符、成型、测试等这些工艺后,就可以得到一块PCB板了。

6、收到板子按照原理图焊接上各种元器件,这样最终的电路板就完成了。

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