最新印制线路板制作工艺.docx
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最新印制线路板制作工艺
印制线路板制作工艺
编号:
印制电路板制作工艺
(总页数34页)
名称
型号
编写/日期
校对/日期
标准化/日期
质量会签/日期
审核/日期
批准/日期
XXXXXXXXXX修理厂
1、概述…………………………………………………………………2
2、印制线路板的设计工艺……………………………………………2
3、印制线路板的手工制作……………………………………………15
4、蚀刻法制作印制线路板……………………………………………19
5、更改记录……………………………………………………………34
1.
概述
印制线路板,亦叫印制电路板或印刷电路板。
这是指在绝缘基板上,有选择性地加工和制造出导电图形的组装板。
印制线路板在电子工业和电子制作中,作为一种基础组装部件而占有重要的地位。
本工艺为印制电路板制作专用工艺规程。
2.印制线路板的设计工艺
2.1敷铜板
敷铜板亦称覆铜板,是以铜箔覆在绝缘板(基板)之上的一种电工材料。
敷铜板的种类很多,按绝缘材料来分,有纸基板、玻璃布基板和合成纤维板三种;按粘结剂树脂来分,有酚醛、环氧、聚酯。
聚四氟乙烯等;按结构来分,有单面印制板、双面印制板、多层印制板和软印制板;按用途分,有通用型和特殊型。
纸基板价格低廉,但性能较差,可用于低频和要求不高的场合。
玻璃布板与合成纤维板价格较贵,但性能较好,常用作高频、高档家电产品中。
当频率高于数百兆赫时,必须用介电常数和介质损耗更小的材料,如聚四氟乙烯和高频陶瓷作基板。
2.1.1聚苯乙烯敷铜板:
这是用粘接剂将聚苯乙烯和铜箔粘接而成的敷铜板,主要用作高频印制线路板和印制元件,如微波电路中的定向耦合器等。
2.1.2聚四氟乙烯敷铜板:
这是以聚四氟乙烯板为基板,敷以铜箔经热压而成的一种敷铜板,主要用于高频和超高频线路中作印制板用
2.1.3软性聚酯敷铜薄膜:
这是用聚酯薄膜与钢热压而成的带状材料,主要用作柔性印制线路和印制电缆,可作为接插件的过渡线。
为了充分利用空间,在应用中常将它卷曲成螺旋形放在设备内部。
为了加固或防潮,常以环氧树脂将它灌注成一个整体。
2.1.4多层印制板:
多层印制板是指在单块印制板厚度差不多的板上,叠合三层以上的印制线路系统。
它是较薄的几块单面印制板叠合而成,只是在制造工艺上与单块印制板有所不同而已。
2.1.5THFB-65敷铜箔酚醛玻璃布层压板:
这是用无碱玻璃布浸以环氧酚醛树脂经热压而成的层压制品,其一面或双面敷以铜箔。
它具有质轻、电气和机械性能良好、加工方便等优点。
其板面呈淡黄色,若用三氰二胺作固化剂,则板面呈淡绿色。
它具有良好的透明度。
主要用在工作温度较高、工作频率较高的无线电设备中作印制线路板。
板上敷铜箔厚度为0.05±0.005mm,层压板的厚度有1.0、1.5、2.0mm数种。
2.1.6TFZ–62、TFZ–63敷铜箔酚醛纸基层压板:
这是由绝缘浸渍纸(TFZ–62)或棉纤维浸渍纸(TFZ–63)浸以酚醛树脂经热压而成的层压制品,两表面胶纸可附以单张无碱玻璃浸胶布,其一面敷以铜箔,主要用作无线电设备中的印制电路板。
TFZ–64敷铜箔酚醛纸基层压板,是用酚醛改性树脂两次浸油棉绒纸后经热压而成的板状材料。
其一面敷铜箔,具有较好的电气性能。
良好的冲剪性及较低的翘曲度。
这几种敷铜板所用钢箔厚度为0.05±0.005mrn,层压板(基板)厚度有1.0、1.5、2.0mm等三种。
2.2印制线路板上元器件的布局
印制线路板上的元器件的布局,实质上就是印制电路的布局,其一般原则为:
2.2.1在通常条件下,所有元器件均应布置在印制线路板的一个面上,而且把元器件印有型号、规格、铭牌的那一面朝上,以便于检查、加工、安装和维修。
对于单面印制板的元器件,只能安装在没有印制线路铜箔的那一面。
如果需要绝缘,可在元器件与印制线路之间垫以绝缘薄膜(可用照相底片代用),或在元器件与印制板之间留l-2mm的空隙。
2.2.2板面上的元器件,尽量按电路原理图顺序成直线排列,并力求电路安排紧凑密集、整齐,各级走线尽可能近,且输入、输出走线不宜并列平行。
这点对高频和宽带电路尤为重要。
2.2.3若因板面所限,无法在一块印制板上安装下全部电子元器件,或是出于屏蔽之目的必须把整机分成几块印制板安装时,则应使每一块装配好的印制电路构成独立的功能,以便单独调整、检验和维修。
2.2.4为便于缩小体积或提高机械强度,可在主要的印制板之外,再安装一块乃至多块“辅助底板”。
辅助底板可以是金属的,也可以是印制板或绝缘板。
将一些笨重器件,如变压器、扼流圈、大电容器、继电器等安装在辅助底板上,并利用附件将它紧固。
2.2.5对辐射电磁场较强的元件,以及对电磁感应较灵敏的元件,安装的位置应避免它们之间相互影响。
可以加大它们相互之间的距离,或加以屏蔽。
元器件放置的方向,应与相邻的印制导线交叉。
特别是电感器件,要特别注意采取防止电磁干扰的措施。
2.2.6对发热元器件,应优先安排在有利于散热的位置。
必要时可以单独设置散热器,以降低温度和减少对邻近元器件的影响。
晶体管、整流元件的散热器,可以直接安装在它的外壳上,也可以把散热器设法固定在印制板、机壳或机器底板上。
大功率的电阻器,可以用导热良好的l-3mrn厚的铝板弯曲成圆筒,紧贴在电阻器的壳体上,并给予固定,以利散热。
2.2.7对热敏元件,应远离高温区域,或者采用隔离墙式的结构把热源与其断开,以免受发热元件的影响。
2.2.8重而大的元件,尽量安置在印制板上靠近固定端的位置,并降低重心,以提高机械强度和耐振、耐冲击能力,减少印制板的负荷变形。
2.2.9一般元件可直接焊在印制板上。
但当元件超过15g或体积超过27cm3时,则应考虑增设金属紧固件固定,以提高耐振、耐冲击能力。
2.2.10在保证电气性能的前提下,元件应相互平行或垂直排列,以求整齐、美观。
一般情况下,不允许将元件重叠起来。
若是为了紧缩平面尺寸非重叠不可时,则必须把元件用机械支承件加以固定。
2.2.11地线(公共线)一般不能作成闭合回路,正确作法参见图1(a),以防电路自激。
2.2.12一些功耗大的集成电路、大或中功率晶体管、电阻器等元件,要布置在容易散热的地方,并与其他元件隔开一定的距离。
2.2.13需要通过印制接头与外部电路相连的元件,尤其是产生大电流信号或重要脉冲的集成电路块,应尽量布置在靠近插头的板面上。
2.2.14时钟脉冲发生器及时序脉冲发生器等信号源电路,在布局上应考虑有较宽裕的安装位置,以减少和避免对其他电路的干扰。
2.2.15装在振动装置上的电子电路,印制板上的元件轴向应与机器的主要振动方向一致。
2.2.16为了提高装置的可靠性,应尽量减少整个装置所用的印制插件与插座间的接触点、底板连接线和焊点。
能用一块大些的印制板解决问题时,不要分成两块或更多的小块。
图1印制线路板接地布局方式
确定印制板尺寸的方法是:
先把决定要安装在一块印制板上的集成块和其他元件,全部按布局要求排列在一张纸上。
排列时,要随时调整使形成印制板的长宽比符合或接近实际要求的长宽比。
各个元件之间应空开一定的间隙,一般为5-15mm,有特殊要求的电路还应放宽。
间隔太小,将使布线困难,元件不易散热,调试维修不方便;间隙太大,印制板的尺寸就大,由印制导线电阻、分布电容和电感等引起的干扰也就会增加。
待全部元件都放置完毕,印制板的大致尺寸就知道了。
如形成的印制板长宽比与实际要求有出人,可在不破坏布局的前提下,对长宽比进行适当的调整。
2.3印制线路板的布线
元器件布局工作完成后,就可用铅笔在代表印制板的纸上画出各个元器件的轮廓,然后根据电路原理图安排、绘制各个元器件间的连接线,即布线设计。
布线设计是印制板设计中一项较费时的工作,灵活性很大,并无一成不变的标准图案可供使用。
2.3.1公共线(地线)一般是布置在印制板最边缘,以便于印制板安装在机壳底座或机架上,也便于与机架(地)相连接。
电源。
滤波、控制等低频与直流导线和元件靠边缘布置,高频元件、高频管、高频导线布置在印制板中间,以减少它们对地线和机壳的分布电容。
2.3.2印制导线与印制板的边缘应留有一定的距离(不小于板厚),这不仅便于安装导轨和进行机械加工,而且还提高了绝缘性能。
2.3.3一般印制板的铜箔厚度为35um左右,当这种铜箔形成一条宽0.5rnm、长100mm的印制导线时,其两端电阻约为0.1Ω左右。
当通过较大的直流或脉冲电流时,其压降就较可观。
因此,为减小电阻并使加工方便、可靠,印制导线的宽度通常不应小于0.5mm,地线、电源线应放宽到(1.5~2.5)mrn,印制板周边地线宽度还可以放宽到5mm以上;用于连接正反面印制导线的焊盘孔不应与元件孔合用;焊盘的外径应不小于2mm,孔径应根据元件引线的粗细决定,一般为(0.8~1.2)mm,以小些为好。
焊盘与印制导线、印制导线与印制导线之间的距离应大于(0.5~1)mm,对载有弱信号或大电流的印制导线尤其要注意,最好取(1.5~2)mm。
2.3.4单面印制板的某些印制导线有时要绕着走或平行走,这样印制导线就比较长,不仅使引线电感增大,而且印制导线之间、电路之间的寄生耦合也增大。
对于低频电路印制板影响不显著;对高频电路则必须保证高频导线、晶体管各电极的引线。
输人和输出线短而直,并避免相互平行。
若个别印制导线不能绕着走,此时为避免导线交叉,可用外接线(亦叫‘跨接线”、“跳接线”),如图2(a)所示。
必须指出,高频电路应避免用外接导线跨接,若是交叉的导线较多,最好采用双面印制板,将交叉的导线印制在板的两面,这样可使连接导线短而直。
用双面板时,两面印制线路应避免互相平行,以减小导线间的寄生耦合。
最好成垂直布置或斜交,如图2(b)所示(图中的网线代表背面印制导线)。
高频电路的印制导线,其长度和宽度要小,导线间距要大,以减小分布电容的影响。
图2印制导线交叉、平行的处理办法
2.3.5对外连接用插接形式的印制板,为便于安装往往将输人、输出、馈电线和地线等均平行安排在板子的一边,如图5-3(a)所示,①、⑤、脚接地;⑩脚接电源;④脚输出;⑥脚输人。
为减小导线间的寄生耦合,布线时应使输人线与输出线远离,并且输人电路的其他引线应与输出电路的其他引线分别布于两边,输人与输出之间用地线隔开。
此外,输人线与电源线间的距离要远一些,间距不应小于1mm。
对于不用插接形式的印制板,为便于转接(外连接),各个接出脚也应放在印制板的同一边,如图3(b)所示。
2.3.6印制板上每一级电路的接地元件就近接地。
地线短,引线电感小。
当频率较高时,为减小地线阻抗,地线应有足够的宽度。
频率越高,连接线也应愈宽,以减小引线电感。
最好采用大面积接地,如图1(b)所示。
即大面积铜箔均为地线。
如果应用的是双面印制板,则可在印制线路的反面,将相当于正面印制导线部分的铜箔去除,其余部分作为地线,这称作全地线印制板。
大面积接地还具有一定的屏蔽作用。
但是,大面积接地将使元件对地的分布电容增大。
若是某个元件对地分布电容的增大影响到电气性能的话,则可把这只元件对应部分的铜箔除去。
2.3.7印制导线如果需要屏蔽,在要求不高时,可采用印制屏蔽线。
如图4所示,其中,图4(a)为单面板的印制屏蔽线的作法;图4(b)为双面板的印制屏蔽线的作法;图4(C)为单面板大面积地线屏蔽线的作法。
当频率高达100MHz以上,或屏蔽要求条件高时,采用图4所示方法不能满足导线屏蔽的要求。
这时射频同轴电缆的隔离皮应在芯线焊接点附近就近接地。
2.3.8印制板上的元件若要屏蔽时,可在元件的外面套上一个屏蔽罩。
在底板的另一面对应于元件的位置再罩上一个扁形
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