电子产品印刷电路板设计与制作（第二版）-6PCB的生产工艺与业余制作

电子产品印刷电路板设计与制作（第二版）大连理工大学出版社学习单元6PCB的生产工艺与业余制作2020目录6.1学习内容与学习目标6.4双面板与多层板生产工艺流程6.2PCB制造的基本环节6.5

PCB加工工艺要求说明书的填写6.3单面板生产工艺流程6.6

PCB的业余制作6.1学习内容与学习目标学习内容与学习目标学习项目主要学习与训练内容能力目标知识目标学习方法PCB的生产工艺与业余制作1.单面板生产工艺流程；2.双面板生产工艺流程；3.多层板生产工艺流程；4.PCB加工工艺要求说明书的填写；5.PCB的业余制作方法。1.能够为设计的PCB图选择合适的加工板材；2.能够编制PCB生产厂家生产必须的加工工艺要求说明文档；3.能依据PCB生产工艺过程对PCB图进行基本的可制造性调整。1.了解PCB的生产工艺流程；2.理解PCB生产所需基本工艺要求文档的编制方法；3.了解PCB的业余制作方法。视频展示教学做一体化6.2PCB制造的基本环节采用减成法进行PCB制造的基本思路首先将设计好的PCB图形转移到覆铜板上，使图形部分被保护起来,然后去掉覆铜板上未被保护的部分。因此其工艺过程一般主要有底图胶片制版、图形转移、蚀刻、钻孔、孔金属化、表面金属涂覆及有机材料涂覆等环节。底图胶片制版底图胶片（也叫原版底片，在生产时还要把它翻拍成生产底片）制版是PCB制造工艺中最先的步骤之一，它确定了印制电路板上要配置的图形。在印制电路板的生产过程中，无论采用什么方法都需要使用符合质量要求的1：1的底图胶片，所以它是制造印制电路板所使用的最重要的工具。图形转移底图胶片制好后，将胶片上的印制电路图形转移到覆铜板上，称为图形转移使用丝网漏印法在覆铜板上印制电路图形，与油印机在纸上印刷文字相类似。在丝网上涂敷、粘附一层漆膜或胶膜，然后按照技术要求将印制电路图制成镂空图形。经过贴膜（制膜）、曝光、显影、去膜等工艺过程，即可制成用于漏印的电路图形丝网。漏印：将覆铜板在底板上定位，使丝网与覆铜板直接接触，用橡皮刮板刮压印料，将印料漏印到覆铜板上，漏印后需要烘干、修版。这种工艺的优点是设备简单、价格低廉、操作方便，缺点是精度不高。2.光化学法湿膜法干膜法①覆铜板表面处理②贴膜③曝光④显影1.丝网漏印法蚀刻蚀刻俗称烂板。它是利用化学方法去除板上不需要的铜箔，留下焊盘、印制导线及文字符号等图形。凡能氧化铜而生成可溶性铜盐的化学试剂，都可以用来蚀刻覆铜板。常用的蚀刻溶液为三氯化铁，它具有蚀刻速度快、质量好、溶铜量大、溶液稳定、价格低廉等特点。大量使用蚀刻液时，应注意环境保护，并要采取措施处理废液并回收废液中的金属铜。2.蚀刻方式浸入式泡沫式泼溅式喷淋式1.蚀刻溶液孔金属化双面印制板两面的导线或焊盘需要连通时，通过金属化孔来实现。把铜沉积在贯通印制板两面的孔壁上，使原来非金属的孔壁金属化，孔壁金属化了的孔称为金属化孔，整个孔壁金属化的过程就称为孔金属化。常用孔金属化的方法有：板面电镀法、图形电镀法、反镀漆膜法、堵孔法、漆膜法等等。孔金属化的基本过程基本一致：先是孔壁上沉淀一层催化剂金属钯，作为在化学镀铜中铜沉积的结晶核心，然后进入化学镀铜溶液中。化学镀铜可使印制板表面和孔壁上产生一层很薄的铜，这层铜不仅薄而且附着力差，一擦即掉，因而只能起到导电的作用。化学镀以后进行电镀铜，使孔壁的铜层加厚并附着牢固。实际生产中的孔金属化要经过钻孔、去油、粗化、浸清洗液、孔壁活化、化学沉铜、电镀铜加厚等一系列工艺过程才能完成。金属化孔要求金属层均匀、完整，与铜箔连接可靠，电性能和机械性能符合标准。金属涂覆把铅锡合金镀层经过热熔处理后，使铅锡合金与基层铜箔之间获得一个铜锡合金过渡界面，大大增强了界面结合的可靠性，更能显示铅锡合金在可焊性和外观质量方面的优越性。热熔过程实际上是典型的焊锡过程，主要通过甘油浴或红外线使铅锡合金在190℃－220℃温度下熔化，充分润湿铜箔而形成牢固结合层后再冷却。2.热风整平热风整平是取代热熔铅锡工艺的一种生产工艺。它使浸涂铅锡焊料的印制板从两个风刀之间通过，风刀中热压缩空气使铅锡合金熔化并将板面上多余的金属吹掉，获得光亮、平整、均匀的铅锡合金层。热风整平工艺可以简化工序、防止污染、降低成本、提高效率。经过热风整平的印制板具有可焊性好、抗腐蚀性好、长期放置不变色等优点。目前，在高密度的印制电路板生产中，绝大部分采用这种工艺。1.热熔铅锡助焊及阻焊处理在PCB的焊盘等需要焊接的电路图形表面喷涂助焊剂，既可以保护焊接表面不被氧化，又能提高可焊性。对助焊剂的基本要求是：（1）常温下稳定，在焊接过程中具有高活化性，表面张力小，能够迅速而均匀的流动，并有保护金属表面的作用；（2）腐蚀性小，绝缘性能好；（3）容易清除焊接后的残留物；（4）不产生刺激性气味和有害气体；（5）原料来源丰富、成本低、配制简便。酒精松香水是最常用的助焊剂。2.阻焊处理除了焊盘和元器件引线孔裸露以外，PCB的其它部位均需要涂阻焊剂，使板面得到保护并确保焊接质量。阻焊剂颜色为绿色居多。PCB进行阻焊处理的作用是：（1）限定焊接区域，防止焊接时搭焊、桥连造成的短路，改善焊接的准确性，减少虚焊；（2）防止机械损伤，减少潮湿气体和有害气体对板面的侵蚀；（3）印制板在焊接时受到的热冲击小，保护板面不易起泡、分层等；（4）节约焊料，减少电路板重量。1.助焊处理6.3单面板生产工艺流程采用感光膜法进行图形转移方式采用用丝网漏印进行图形转移方式通用单面刚性印制板生产工艺流程6.4双面板与多层板生产工艺流程典型生产工艺流程双面板与单面板的主要区别，在于增加了孔金属化工艺，即实现两面印制电路的电气连接。有先电镀后腐蚀和先腐蚀后电镀两大类。先电镀的方法有板面电镀法、图形电镀法、反镀漆膜法；先腐蚀的方法有堵孔法和漆膜法。多层板工艺是从双面孔金属化工艺基础上发展起来的，它除了与双面板生产工艺相同之处外，还有几个独特内容：金属化孔内层互连、钻孔与去环氧钻污、定位系统、层压、专用材料。6.5PCB加工工艺要求说明书的填写印制板厂PCB加工工艺要求说明书拼板双面V-CUT（V型槽）方式拼板桥连邮票孔方式拼板板材板厚PCB板厚一般分为含铜箔和不含铜箔两种厚度，也即基材厚度与印制板厚度（印制板总厚度），常用的是印制板总厚度。国家标准GB/T4588.3《印制板的设计和使用》中给出了标准板厚的优选值是：0.2、0.5、0.7、0.8、1.0、1.2、1.5、1.6、2.0、2.4、3.2、6.4（单位mm）。铜箔厚度常用oz（ounce，盎司）作为铜箔厚度的单位，1oz铜厚的含义为1平方英尺面积内铜箔的重量为28.35g，用这个单位面积的重量来表示铜箔的平均厚度。换算方法：1平方英尺=929.0304平方厘米，Cu密度=8.9kg/dm3，铜箔的重量除以铜的密度和表面积即为铜箔厚度。设铜箔厚度为T，T×929.0304平方厘米×8.9克/立方厘米=1oz=28.35克/平方厘米,T=0.0034287厘米=34.287um。因此1oz铜箔对应的物理厚度近似为35um；2oz铜厚为70um；3oz铜厚为105um。常用的铜箔厚度：1/4oz；1/3oz；1/2oz；1oz；2oz；3oz。常用铜箔厚度、走线宽度和电流的关系6.6PCB的业余制作0406010203PCB业余制作刀刻法透明胶法油漆法热转印纸法其它PCB的业余制作方法05感光覆铜板法回顾与思考PCB的生产过程较为复杂，它涉及的工艺范围较广其生产过程是一种非连续的流水