07(16周)用腐蚀法制板.ppt

线路板制作方法 物理雕刻制板的特点 1 工艺简单 自动化程度高 2 制板速度较慢 3 制作精度较差 4 因无镀锡及阻焊工艺 焊接困难 化学腐蚀制板的特点 1 工艺相对复杂 2 制板速度较快 3 制作精度较高 4 具备镀锡及阻焊工艺 焊接容易 用腐蚀法制版 第1步打印菲林第2步载板第3步数控钻孔第4步打孔的覆铜板抛光第5步化学沉铜第6步化学镀铜第7步抛光第8步烘干第9步线路感光油墨印刷第10步烘干 第11步曝光第12步线路显影第13步电镀锡第14步去膜第15步腐蚀第16步液态感光阻焊油墨第17步烘干第18步曝光第19步阻焊显影第20步阻焊固化第21步做丝印层 步骤 第1步打印菲林 打印菲林纸是整个电路板制作过程中至关重要的一步 建议用激光打印机打印 以确保打印出的电路图清晰 步骤 1 打开PCB文件 File new PcbPrinter OK 选择目标PCB文件 OK BrowsePCBprint MultilayerCompositeprint上右击选择Properties后弹出Properties窗口 例如 在打印顶层 1 layers Toplayer Keepoutlayer multilayer 2 Options showHoles Mirrorlayers 3 在Colorset中选中黑白打印即black white 在打印底层 1 layers Bottomlayer Keepoutlayer multilayer 2 Options showHoles 3 在Colorset中选中黑白打印即black white 点Cose打印即可 顶层阻焊是也要选择镜像即Mirrorlayers 打印时需选择层 点击ADD和REMOVE即可添加和删除某个层 Keepoutlayer和multilayer 机械层 是必须的 因为KeepOutLay层的边框 可以保证曝光时上下层能对准 在打印顶层时需删底层 Topsolder 顶层阻焊 Bottompaster 底层阻焊 2 在打印机的名称上右击 选择Properties后弹出Properties窗口 在Margins下 设置Horizontal Vertical 的数字 可调整PCB图的打印位置 3 file pringcurrent 为防止浪费菲林纸 可以先用普通打印纸打印测试 待确保打印正确无误后 再用菲林纸打印 特别提示 板材准备又称下料 在PCB板制做前 应根据设计好的PCB图大小来确定所需PCB板基的尺寸规格 我们可根据具体需要进行裁板 注意 由于Create MCM3000裁板机受力支点靠后端 在确定好敷铜板尺寸并固定好定位尺后 将敷铜板往后端移再裁剪可更省力 1 2 3 4 手动精密裁板机 第2步载板 钻孔通常有手工钻孔和数控自动钻孔两种方法 本节将介绍数控钻孔的方法 数控钻床能根据PROTEL生成的PCB文件自动识别钻孔数据 并快速 精确地完成定位 钻孔等任务 用户只需将设计好的PCB文件直接导入数控钻后台软件即可自动完成批量钻孔 全自动数控钻床 数控钻软件操作界面 第3步数控钻孔 数控钻孔 数控钻孔步骤 1 连接数控钻硬件 2 固定待钻孔覆铜板 3 在数控钻后台软件导入待钻孔的PCB图4 安装对应规格孔的钻头 普通接插件孔选择0 95mm的钻头 过孔用0 4mm钻头 5 调整钻头起始位置及高度 并作为钻孔起始点 6 选定对应规格的孔 开始钻孔 Create DCD软件序列号 create 5DEF642EF4A23 作用 去除覆铜板金属表面氧化物保护膜及油污 进行表面抛光处理 操作步骤 1 旋转刷轮调节手轮 使上 下刷轮与不锈钢辊轴间隙调整合理 2 开启水阀 使抛光时能喷水冲洗 以使覆铜板表面处理更干净 3 开启风机开关 使线路板经过风机装置时 能烤干覆铜板表面的水份 4 调节速度调节旋钮 使传送轮速度合适 以达到最好的表面处理效果 5 将待处理的覆铜板置于传送滚轮上 抛光机将自动完成板材去氧化物层 油污等全过程 自动抛光机 第4步打孔的覆铜板抛光 第5步化学沉铜 化学沉铜被广泛应用于有通孔的双面或多面印制线路板的生产加工中 其主要目的在于通过一系列化学处理方法在非导电基材上沉积一层铜 继而通过后续的电镀方法加厚 化学沉铜机 其操作步骤 预浸 活化 烘干 微蚀 加速 操作方法如下 预浸 把钻孔后经过水洗抛光的板子 放进预浸槽内定时 时间到拿出后水洗 效果为对光孔壁透光即可 时间5Min 作用 对覆铜板表面和孔壁的粉尘和氧化层油污等进行处理 同时改变孔壁极性 有利活化液的吸附 活化 将水洗后的板子放入活化槽内 定时时间到拿出 因为活化液为粘性液体 在活化过程中会将孔壁堵住 我们拿出板子斜着敲打 对光所有孔透光即可 时间2Min 作用 使孔壁吸附一层活化液在镀铜时让孔壁导通 烘干 拿出板子放入烘干机里 温度为75度 烘干时间7 10Min 微蚀 把烘干的板子放入微蚀槽内 定时 轻轻晃动 水洗到表面无黑孔液 时间2Min 作用 与表面的铜反应 让黑孔液不能够附着在表面 保证镀铜效果 5 加速 把经过水洗的PCB板放入加速液里此步工序完成 此时将PCB板提出来 用水冲洗 作用 去除表面氧化物 保证镀铜效果 6 抛光 去除黑孔液 效果为 铜板表面无污点 第6步化学镀铜 钻好孔的敷铜板经过化学沉铜工艺后 其玻璃纤维基板的孔壁已附上薄薄的一层黑孔液 具有较好的导电性 为化学镀铜提供了必要条件 由于黑孔液粘附的铜厚度很薄 且结合力不强 因此需要采用化学镀铜的方法使孔壁铜层加厚 结合力加强 其操作方法如下 1 用不锈钢夹具将沉好铜的PCB板夹好 将PCB板需要镀铜的部分全部浸入镀铜液中 不锈钢夹具挂钩挂在镀铜机阴极挂杆上 2 用电流调节旋钮调节电流到适宜电流大小 按1 5A dm2计算电流大小 3 电镀时间以15分钟左右为宜 待电镀完成时 取出PCB板用清水冲洗干净 注意 每次用完之后 把两块正极铜锭取出用水冲洗后保存 化学镀铜机 第7步抛光 水洗砂纸打磨 第8步烘干 烘干机 在双面线路板制作中 图形转移主要有两种方式 一种是热转印转移法 一种是丝网漏印转移法 本章主要介绍市场上通用的丝网漏印转移法 采用丝网漏印工艺制作双面线路板共需要5张底片 分别为 顶层线路图层 底层线路图层 顶层阻焊图层 底层阻焊图层 字符图层 第9步线路感光油墨印刷 丝印机 第9步线路感光油墨印刷 操作步骤 表面清洁 固定丝网框 粘边角垫板 放料 调节丝网框的高度 刮油墨1 表面清洁 将丝印台有机玻璃台面上的污点用酒精清洗干净 2 固定丝网框 将做好图形的丝网框固定在丝印台上 用固定旋钮拧紧 3 粘边角垫板 在丝印机底板粘上边角垫板 主要用于刮双面板 刮完一面再刮另一面时 防止刮好的与工作台磨擦使油墨损坏 4 放料 把需要刮油墨的覆铜板放上去 5 调节丝网框的高度 调节丝网框的高度主要是为了在刮油墨时不让网与板粘在一起 用手按网框 感觉有点向上的弹性即可 这样即可使网与板之间有反弹性 使网与板分离 6 刮油墨 在有丝网上涂上一层油墨 一手拿刮刀 一手压紧丝网框 刮刀以45度倾角顺势刮过来 揭起丝网框 即实现了一次油墨印刷 刮完一面反过来刮别一面即可 较果图如下所示 注意 在刮油墨时 力度一定要一致 速度要均匀 刷过油墨的丝网框要马上用洗网水清洗 第10步烘干 刮好感光油墨的线路板需要烘干 根据感光油墨特性 烘干机温度设置为 75度 时间为 15分钟左右 其操作步骤 放置电路板 设定温度时间注意 刮好的感光油墨的线路板要斜靠在烘干机内 板件烘干后放置时间最好不超过12小时 否则对后续曝光有影响 第11步曝光 D 曝光 在曝光前需先将菲林底片有序地摆放在曝光机的玻璃面上 底片的放置按照有图形面朝下 背图形面朝上的方法放置 然后 将干透的覆铜板压在菲林的片上 盖上曝光机盖并扣紧 同时要关上进气阀 设置曝光机的真空时间在 15秒 左右 曝光时间在 50秒 左右即可 开启电源并启动真空抽气机曝光开始 待曝光指示灯媳灭 整个曝光过程完成 然后按上序曝光别一面 下图是正准备曝光的覆铜板 刮了感光油墨的覆铜板 和底片 曝光机 第12步线路显影 显影是将没有曝光的湿膜层部分除去得到所需电路图形的过程 要严格控制显影液的浓度和温度 显影液浓度太高或太低都易造成显影不净 显影时间过长或显影温度过高 会对湿膜表面造成劣化 在电镀或碱性蚀刻时出现严重的渗度或侧蚀 下图是显影后的覆铜板 显影的结果 线路部分为铜色 非线路部分为油墨 加热指示灯 加热状态显示为红色 恒温状态显示为绿色 加热开关 按下开关 加热管对液体进行加热 当液体温度达到40 左右 进入恒温状态 加热管停止加热 加热指示灯亮绿灯 对流开关 按下开关 气泵工作对流指示灯 按下对流开关 对流指示灯亮 注意 为了延长显影液与气泵的寿命 在不显影工作时 请及时关闭对流 配液用一个容器 装上14L的自来水 倒入140g显影粉 配比为 100 1 显影粉塑料罐内盖 装满为10g 自动显影机 将印有油墨的线路板置于装有NaOH碱性溶液的自动显影机中显影 第13步电镀锡 化学电镀锡主要是在线路板部分镀上一层锡 用来保护线路板部分不被蚀刻液腐蚀 同时增强线路板的可焊接性 镀锡与镀铜原理一样 只不过镀铜是整板镀 而镀锡只镀线路部份 使用方法 1 用不锈钢夹具将印好抗电镀油墨的板材固定好 并置于化学镀锡机中 2 根据待镀锡板材的大小 调节合适的电流 开始的电流可以小一点 几分钟后再逐渐增大 标准为 2A dm 2 3 待电镀时间达到15分钟左右 取出被电镀板材即可 效果图如下所示 化学镀锡机 注意 如果出现有电流镀不上锡 应检查夹具与板是否接触不良或是线路部份有油 解觉方法 1 用刀片在电路板边框外刮掉油墨 再用夹具夹上即可 2 如果以上方法还是不可以解决问题 需要把线路板放入碱性液里泡30秒 然后再去镀锡 注意 每次使用完后需将锡锭拿出水洗烘干 不要泡在液体里面 第14步去膜 配料 用油墨脱膜粉与水1 5或1 20配制 将板材放入 因经过镀锡后留下的膜全部都要去掉才能漏出铜层 而这些铜层都是非线路部分 需要蚀刻掉 所以 蚀刻前需要把电路板上所有的膜清洗掉 漏出非线路铜层 较果图如下所示 第15步腐蚀 原理 由于锡难溶于碱性腐蚀液 而铜容易溶于碱性腐蚀液 镀锡后的线路板所用腐蚀溶液需为碱性溶液 主要成份为氯化氨 多槽全自动腐蚀机 打开全自动蚀刻机电源开关 按下 加热 按钮 即开始对腐蚀液加热 此时加热指示灯闪烁 表明液体正在加热 按下 对流 按钮 液体开始对流 待蚀刻液温度升至机器设定温度后 加热指示灯变为常亮 将显完影的线路板用防腐挂钩挂好 置于碱性蚀刻槽中 约3分钟左右 取出线路板检查是否腐蚀完毕 如有部分铜箔未腐蚀完 需再置于蚀刻液中腐蚀片刻 注意 由于锡在碱性腐蚀液中具有一定的溶解度 故不能长时间将线路板置于腐蚀机中 否则线路板部分会被腐蚀 腐蚀方法 腐蚀的铜板水洗后 抛光 再烘干 第16步液态感光阻焊油墨 目的 主要用于各焊盘之间形成阻焊层 出现焊点 使线路板焊接时 不容易产生短路 防止线路部分氧化 感光阻焊油墨适用于双面及多层印刷线路板 其丝印方法与刷线路油墨方法一样 阻焊油墨硬化后具有优良的绝缘性 耐热性及耐化性 可耐热风整平 与线路感光油墨刮的方法完全一样 较果图如下所示 注意 阻焊油墨可以刮二次 刮完后清洗工作台与工具 第17步烘干 刮完阻焊油墨之后需要烘干 烘干温度为75 时间为20分钟 实际操作中 可根据阻焊膜印制厚度的不同 设定合适的烘干参数 预烘干要充分 第18步曝光 方法与线路感光油墨曝光一样 第十步 只是时间有所不同 曝光时间为120秒 第19步阻焊显影 阻焊显影是将要焊接的部份全露出金属 方便焊接 与线路显影方法完全一样 显影后用水冲洗 效果图如下所示 第20步阻焊固化 为保证线路板在高温下的可焊接性 再一次固化线路板 有两种后固化方法 常温固化和烘干箱固化 固化时间根据不同的油墨而有差异 由于常温固化时间太长 一般使用烘干固化 油墨固化时间为30分钟 温度为120度左右 第21步做丝印层 1条件 不见光或弱光 2 丝网清洗 新的丝网或使用过的丝网布在使用前均需要清洗 新丝网布清洗只需用少量碱性清洗液冲洗即可 使用过的丝网布需用脱膜液脱去原有的感光胶膜再用碱性液清洗 3 感光胶配置及上胶 使用前感光胶与感光剂一般是分开封的 先往光敏剂容器中倒入10ml清水摇匀 再倒入感光胶容器中搅拌均匀即可 将配置好的耐溶剂直接感光浆放在线路板丝印网上 用刮刀以45度角均匀的刮一次 中间不停顿 反面用同样的方法刮一次 该过程需在暗室中进行 4 丝网凉干 丝网的晾干不能用40 以上的热风直接吹 也不能直接用明火烘烤 可以在室温下用电风扇对吹 或者自然晾干 也可以用专用丝网烘干箱烘烤 该过程需在暗室中进行 目的 主要用于标记线路板各器件位置及对应型号 方便位置识别与焊接 5 曝光 在曝光前需先将菲林底片有序地摆放在曝光机的玻璃面上 底片的放置按照有图形面朝下 背图形面朝上的方法放置 然后 将干透的待曝光丝网压在菲林的片上 盖上曝光机盖并扣紧 同时要关上进气阀 设置曝光机的真空时间在 15秒 左右 曝光时间在 50秒 左右即可 开启电源并启动真空抽气机曝光开始 待曝光指示灯媳灭 整个曝光过程完成 6 显影 在弱光下迅速将曝光后的丝网放入水槽中浸泡2分钟 用水冲洗丝网两面 使丝网图形充分显现 由于感光油墨为油性 因此 清洗丝网框一定要将其洗到丝网图形无油膜为止 7 烘干 8 印刷前准备 配料 用油墨稀释剂配热固化文字油墨 配好的效果 拉起后 文字油墨像面条一样不间断的流下来 首先将丝印机通电 并调整x y z轴调节器 使丝印平台处在工作位置 然后 将带电路