PCB生产工艺流.docx
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PCB生产工艺流.docx
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PCB生产工艺流
PCB生产工艺流
1、概述
几乎每种电子设备,小到电子手表、运算器,大年夜到运算机,通信电子设备,军用兵器体系,只要有集成电路等电子元器件,为了它们之间的电气互连,都要应用印制板。
在较大年夜型的电子产品研究过程中,最全然的成功身分是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。
印制板的设计和制造质量直截了当阻碍到全部产品的质量和成本,甚至导致贸易竞争的成败。
一.印制电路在电子设备中供给如下功能:
供给集成电路等各类电子元器件固定、装配的机械支撑。
实现集成电路等各类电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘。
供给所要求的电气特点,如特点阻抗等。
为主动焊锡供给阻焊图形,为元件插装、检查、修理供给辨认字符和图形。
二.有关印制板的一些全然术语如下:
在绝缘基材上,按预定设计,制成印制线路、印制元件或由两者结合而成的导电图形,称为印制电路。
在绝缘基材上,供给元、器件之间电气连接的导电图形,称为印制线路。
它不包含印制元件。
印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板,亦称印制板。
印制板按照所用基材是刚性照样挠性可分成为两大年夜类:
刚性印制板和挠性印制板。
本年来已显现了刚性-----挠性结合的印制板。
按照导体图形的层数能够分为单面、双面和多层印制板。
导体图形的全部外别处与基材别处位于同一平面上的印制板,称为平面印板。
有关印制电路板的名词术语和定义,详见国度标准GB/T2036-94“印制电路术语”。
电子设备采取印制板后,因为同类印制板的一致性,从而幸免了人工接线的缺点,并可实现电子元器件主动插装或贴装、主动焊锡、主动检测,包管了电子设备的质量,进步了劳动临盆率、降低了成本,并便于修理。
印制板从单层成长到双面、多层和挠性,同时仍旧保持着各自的成长趋势。
因为赓续地向高精度、高密度和高靠得住性偏向成长,赓续缩小体积、减轻成本、进步机能,使得印制板在今后电子设备地成长工程中,仍旧保持强大年夜的生命力。
三.印制板技巧程度的标记:
印制板的技巧程度的标记关于双面和多层孔金属化印制板而言:
既是以大年夜批量临盆的双面金属化印制板,在2.50或2.54mm标准网格交点上的两个焊盘之间 ,能布设导线的根数作为标记。
在两个焊盘之间布设一根导线,为低密度印制板,其导线宽度大年夜于0.3mm。
在两个焊盘之间布设两根导线,为中密度印制板,其导线宽度约为0.2mm。
在两个焊盘之间布设三根导线,为高密度印制板,其导线宽度约为0. 1-0.15mm。
在两个焊盘之间布设四根导线,可算超高密度印制板,线宽为0.05--0.08mm。
国外曾有杂志介绍了在两个焊盘之间可布设五根导线的印制板。
关于多层板来说,还应以孔径大年夜小,层数若干作为综合衡量标记。
四、PCB先辈临盆制造技巧的成长动向。
综述国表里对今后印制板临盆制造技巧成长动向的阐述全然是一致的,即向高密度,高精度,细孔径,细导线,细间距,高靠得住,多层化,高速传输,轻量,薄型偏向成长,在临盆上同时向进步临盆率,降低成本,削减污染,适应多品种、小批量临盆偏向成长。
印制电路的技巧成长程度,一样以印制板上的线宽,孔径,板厚/孔径比值为代表.
2、PCB工程制造
一、PCB制造工艺流程:
一>、菲林底版。
菲林底版是印制电路板临盆的前导工序,菲林底版的质量直截了当阻碍到印制板临盆质量。
在临盆某一种印制线路板时,必须有至少一套响应的菲林底版。
印制板的每种导电图形(旌旗灯号层电路图形和地、电源层图形)和非导电图形(阻焊图形和字符)至少都应有一张菲林底片。
经由过程光化学转移工艺,将各类图形转移到临盆板材上去。
菲林底版在印制板临盆中的用处如下:
图形转移中的感光掩膜图形,包含线路图形和光致阻焊图形。
网印工艺中的丝网模板的制造,包含阻焊图形和字符。
机加工(钻孔和外型铣)数控机床编程依照及钻孔参考。
跟着电子工业的成长,对印制板的要求也越来越高。
印制板设计的高密度,细导线,小孔径趋势越来越快,印制板的临盆工艺也越来越完美。
在这种情形下,假如没有高质量的菲林底版,能够或许临盆出高质量的印制电路板。
现代印制板临盆要求菲林底版须要知足以下前提:
菲林底版的尺寸精度必须与印制板所要求的精度一致,并应推敲到临盆工艺所造成的误差而进行补偿。
菲林底版的图形应相符设计要求,图形符号完全。
菲林底版的图形边沿平直整洁,边沿不发虚;诟谇反差大年夜,知足感光工艺要求。
菲林底版的材料应具有优胜的尺寸稳固性,即因为情形温度和湿度变更而产生的尺寸变更小。
双面板和多层板的菲林底版,要求焊盘及公共图形的重合精度好。
菲林底版各层应有明白标记或定名。
菲林底版片基能透过所要求的光波波长,一样感光须要的波长范畴是3000--4000A。
往常制造菲林底版时,一样都须要先制出拍照底图,再应用拍照或翻版完成菲林底版的制造。
本年来,跟着运算机技巧的飞速成长,菲林底版的制造工艺也有了专门大年夜成长。
应用先辈的激光光绘技巧,极大年夜进步了制造速度和底版的质量,同时能够或许制造出往常无法完成的高精度、细导线图形,使得印制板临盆的CAM技巧趋于完美。
二>、基板材料。
覆铜箔层压板(Copper Clad Laminates,简写为CCL),简称覆铜箔板或覆铜板,是制造印制电路板(以下简称PCB)的基板材料。
今朝最广泛应用的蚀刻法制成的PCB,确实是在覆铜箔板上有选择的进行的蚀刻,获得所需的线路的图形。
覆铜箔板在全部印制电路板上,重要担当着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。
印制板的机能、质量和制造成本,在专门大年夜程度上取决于覆铜箔板。
三>、全然制造工艺流程。
印制板按照导体图形的层数能够分为单面、双面和多层印制板。
单面板的全然制造工艺流程如下:
覆箔板-->下料-->烘板(防止变形)-->制模-->洗净、烘干-->贴膜(或网印) —>曝光鲜影(或抗腐化油墨) -->蚀刻-->去膜--->电气通断检测-->洁净处理-->网印阻焊图形(印绿油)-->固化-->网印标记符号-->固化-->钻孔-->外形加工-->清洗干燥-->考查-->包装-->成品。
双面板的全然制造工艺流程如下:
近年来制造双面孔金属化印制板的典范工艺是SMOBC法和图形电镀法。
在某些特定场合也有应用工艺导线法。
1.图形电镀工艺流程。
覆箔板-->下料-->冲钻基准孔-->数控钻孔-->考查-->去毛刺-->化学镀薄铜-->电镀薄铜-->考查-->刷板-->贴膜(或网印)-->曝光鲜影(或固化)-->考查修板---->图形电镀(Cn十Sn/Pb)-->去膜-->蚀刻-->考查修板-->插头镀镍镀金-->热熔清洗-->电气通断检测-->洁净处理-->网印阻焊图形-->固化-->网印标记符号-->固化-->外形加工 -->清洗干燥-->考查-->包装-->成品。
流程中“化学镀薄铜 --> 电镀薄铜”这两道工序可用“化学镀厚铜”一道工序替代,两者各有优缺点。
图形电镀--蚀刻法制双面孔金属化板是六、七十年代的典范工艺。
八十年代中裸铜覆阻焊膜工艺(SMOBC)逐步成长起来,专门在周详双面板制造中已成为主流工艺。
2.裸铜覆阻焊膜(SMOBC)工艺。
SMOBC板的重要长处是解决了细线条之间的焊料桥接短路现象,同时因为铅锡比例恒定,比热熔板有更好的可焊性和储藏性。
制造SMOBC板的方法专门多,有标准图形电镀减去法再退铅锡的SMOBC工艺;用镀锡或浸锡等代替电镀铅锡的减去法图形电镀SMOBC工艺;堵孔或掩蔽孔法SMOBC工艺;加成法SMOBC工艺等。
下面重要介绍图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺和堵孔法SMOBC工艺流程。
图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺法类似于图形电镀法工艺。
只在蚀刻后产生变更。
双面覆铜箔板-->按图形电镀法工艺到蚀刻工序-->退铅锡-->检查---->清洗
--->阻焊图形-->插头镀镍镀金-->插头贴胶带-->热风整平---->清洗
--->网印标记符号--->外形加工--->清洗干燥--->成品考查-->包装-->成品。
堵孔法重要工艺流程如下:
双面覆箔板-->钻孔-->化学镀铜-->整板电镀铜-->堵孔-->网印成像(正像)
-->蚀刻-->去网印料、去堵孔料-->清洗-->阻焊图形-->插头镀镍、镀金
-->插头贴胶带-->热风整平-->下面工序与上雷同至成品。
此工艺的工艺步调较简单、关键是堵孔和洗净堵孔的油墨。
在堵孔法工艺中假如不采取堵孔油墨堵孔和网印成像,而应用一种专门的掩蔽型干膜来掩盖孔,再曝光制成正像图形,这确实是掩蔽孔工艺。
它与堵孔法比拟,不再存在洗净孔内油墨的难题,但对掩蔽干膜有较高的要求。
SMOBC工艺的差不多是先制出裸铜孔金属化双面板,再应用热风整平工艺。
二、PCB工程制造:
关于PCB印制板的临盆来说,因为专门多设计者并不明白得线路板的临盆工艺,因此其设计的线路图只是最全然的线路图,并无法直截了当用于临盆。
是以在实际临盆前须要对线路文件进行修改和编辑,不仅须要制造出能够合适本厂临盆工艺的菲林图,同时须要制造出响应的打孔数据、开模数据,以及对临盆有效的其它数据。
它直截了当关系到今后的各项临盆工程。
这些都要求工程技巧人员要明白得须要的临盆工艺,同时操纵相干的软件制造,包含常见的线路设计软件如:
Protel、Pads2000、Autocad等等,更应熟悉须要的CAM软件如:
View2001、CAM350;GCCAM等等,CAM应包含有PCB设计输入,能够对电路图形进行编辑、校订、补缀和拼版,以磁盘为介质材料,并输出光绘、钻孔和检测的主动化数据。
宇之光公司在激光光绘机市场成功的一个重要方面确实是在工程制造方面为厂家供给了大年夜量的技巧力量。
同时我们也看到了专门多线路板临盆厂家对工程制造人员的大年夜量需求,以及对工程技巧人员的程度要求也越来越高。
是以促使我们赓续的进步自身的技巧程度,以备知足更多更高的需求。
学员在我公司培训进修时代,一方面要闇练操纵我公司的激光光绘机及其配套产品和激光光绘体系软件的应用,另一方面应当尽快熟悉各类电子CAD/CAM软件的全然应用。
在那个地点起首祝大年夜家在本公司时代进修顺利,生活快乐!
一>、PCB工程制造的全然要求。
PCB工程制造的程度,能够表现出设计者的设计水准,也能够反应出印制板临盆厂家的临盆工艺才能和技巧程度。
同时因为PCB工程制造融运算机关心设计和关心制造于一体,要求极高的精度和精确性,不然将阻碍到最终板载电子品的电气机能,严峻时可能引起缺点,进而导致整批印制板产品报废而耽搁临盆厂家合同交货时刻,同时遭受经济损掉。
是以作为PCB工程制造者,必须时刻谨记自身的义务重大年夜,切勿掉落以轻心,务必细心、卖力、再细心、再卖力。
在处理PCB设计文件时,应当细心检查:
接收文件是否相符设计者所制订的规矩?
可否相符PCB制造工艺要求?
有无定位标记?
线路构造是否合理?
线与线,线与元件焊盘,线与贯穿孔,元件焊盘与贯穿孔,贯穿孔与贯穿孔之间的距离是否合理,可否知足临盆要求。
元件在二维、三维空间上有无冲突?
印制板尺寸是否与加工图纸相符?
后加在PCB图形中的图形(如图标、注标)是否会造成旌旗灯号短路。
对一些不睬想的线形进行编辑、修改。
在PCB上是否加有工艺线?
阻焊是否相符临盆工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标记是否压在器件焊盘上,以免阻碍电装质量。
等等…
二>、光绘数据的产生。
1、拼版。
PCB设计完成因为PCB板形太小,不克不及知足临盆工艺要求,或者一个产品由几块PCB构成,如许就须要把若干小板拼成一个面积相符临盆要求的大年夜板,或者将一个产品所用的多个PCB拼在一路而便于临盆电装。
前者类似于邮票板,它既能够或许知足PCB临盆工艺前提也便于元器件电装,在应用时再分开,十分便利;后者是将一个产品的若干套PCB板拼装在一路,如许便于临盆,也便于对一个产品齐套,清晰清晰明了。
2、光画图数据的生成。
PCB板临盆的差不多是菲林底版。
早期制造菲林底版时,须要先制造出菲林底图,然后再应用底图进行拍照或翻版。
底图的精度必须与印制板所要求的一致,同时应当推敲对临盆工艺造成的误差进行补偿。
底图可由客户供给也可由临盆厂家制造,但两边应紧密合作和协商,使之既能知足用户要求,又能适应临盆前提。
在用户供给底图的情形下,厂家应考查并承认底图,用户能够评定并承认原版或第一块印制板产品。
底图制造方法有手工绘制、贴图和CAD制图。
跟着运算机技巧的成长,印制板CAD技巧获得极大年夜的进步,印制板临盆工艺程度也赓续向多层,细导线,小孔径,高密度偏向灵敏进步,原有的菲林制版工艺已无法知足印制板的设计须要,因此显现了光绘技巧。
应用光绘机能够直截了当将CAD设计的PCB图形数据文件送入光绘机的运算机体系,操纵光绘机应用光线直截了当在底片上绘制图形。
然后经由显影、定影获得菲林底版。
应用光绘技巧制造的印制板菲林底版,速度快,精度高,质量好,同时幸免了在人工贴图或绘制底图时可能显现的工资缺点,大年夜大年夜进步了工作效力,缩短了印制板的临盆周期。
应用我公司的激光光绘机,在专门短的时刻内就能完成往常多人长时刻才能完成的工作,同时其绘制的细导线、高密度底版也是人工操作无法比较的。
按照激光光绘机的构造不合,能够分为平板式、内滚桶式(Internal Drum)和外滚桶式(External Drum)。
宇之光公司的系列光绘机产品均为国际风行的外滚筒式。
光绘机应用的标准数据格局是Gerber-RS274格局,也是印制板设计临盆行业的标准数据格局。
Gerber格局的定名引用自光绘机设计临盆的前驱者---美国Gerber公司。
光画图数据的产生,是将CAD软件产生的设计数据转化称为光绘数据(多为Gerber数据),经由CAM体系进行修改、编辑,完成光绘预处理(拼版、镜像等),使之达到印制板临盆工艺的要求。
然后将处理完的数据送入光绘机,由光绘机的光栅(Raster)图象数据处理器转换成为光栅数据,此光栅数据经由过程高倍快速紧缩还原算法发送至激光光绘机,完成光绘。
3、光绘数据格局。
光绘数据格局是以向量式光绘机的数据格局Gerber数据为差不多成长起来的,并对向量式光绘机的数据格局进行了扩大,并兼容了HPGL惠普画图仪格局,Autocad DXF、TIFF等专用和通用图形数据格局。
一些CAD和CAM开创厂商还对Gerber数据作了扩大。
以下对Gerber数据作一简单介绍。
Gerber数据的正式名称为Gerber RS-274格局。
向量式光绘机码盘上的每一种符号,在Gerber数据中,均有一响应的D码(D-CODE)。
如许,光绘机就能够或许经由过程D码来操纵、选择码盘,绘制出响应的图形。
将D码和D码所对应符号的外形,尺寸大年夜小进行列表,即获得一D码表。
此D码表就成为从CAD设计,到光绘机应用此数据进行光绘的一个桥梁。
用户在供给Gerber光绘数据的同时,必须供给响应的D码表。
如许,光绘机就能够依照D码表确信应选用何种符号盘进行曝光,从而绘制出精确的图形。
在一个D码表中,一样应当包含D码,每个D码所对应码盘的外形、尺寸、以及该码盘的曝光方法。
以国内最常用的电子CAD软件Protel的某D码表为例,其扩大名为.APT,为ACSII文件,能够用随便率性非文本编辑软件进行编辑。
D11 CIRCULAR 7.333 7.333 0.000 LINE
D12 CIRCULAR 7.874 7.874 0.000 MULTI
D13 SQUARE 7.934 7.934 0.000 LINE
D14 CIRCULAR 8.000 8.000 0.000 LINE
D15 CIRCULAR 10.000 10.000 0.000 LINE
D16 CIRCULAR 11.811 11.811 0.000 LINE
D17 CIRCULAR 12.000 12.000 0.000 MULTI
D18 CIRCULAR 16.000 16.000 0.000 MULTI
D19 CIRCULAR 19.685 19.685 0.000 MULTI
D20 ROUNDED 24.000 24.000 0.000 MULTI
D21 CIRCULAR 29.528 29.528 0.000 MULTI
D22 CIRCULAR 30.000 30.000 0.000 FLASH
D23 ROUNDED 31.000 31.000 0.000 MULTI
D24 ROUNDED 31.496 31.496 0.000 FLASH
D25 ROUNDED 39.000 39.000 0.000 MULTI
D26 ROUNDED 39.370 39.370 0.000 MULTI
D27 ROUNDED 47.000 47.000 0.000 MULTI
D28 ROUNDED 50.000 50.000 0.000 FLASH
D29 ROUNDED 51.496 51.496 0.000 FLASH
D30 ROUNDED 59.055 98.425 0.000 FLASH
D31 ROUNDED 62.992 98.000 0.000 FLASH
D32 ROUNDED 63.055 102.425 0.000 FLASH
在上表中,每行定义了一个D码,包含了有6种参数。
第一列为D码序号,由字母‘D’加一数字构成。
第二列为该D码代表的符号的外形说明,如CIRCULAR表示该符号的外形为圆形,SQUARE表示该符号的外形为方型。
第三列和第四列分别定义了符号图形的X偏向和Y偏向的尺寸,单位为mil;1mil=1/1000英寸,约等于0.0254毫米。
第五列为符号图形中间孔的尺寸,单位也是mil。
第六列说清晰明了该符号盘的应用方法,如LINE表示那个符号用于划线,FLASH表示用于焊盘曝光,MULTI表示既能够用于划线又能够用于曝光焊盘。
在Gerber RS-274格局中除了应用D码定义了符号盘以外,D码还用于光绘机的曝光操纵;别的还应用了一些其它敕令用于光绘机的操纵和运行。
不合的CAD软件产生的Gerber数据格局可能有一些小的差别,但总体框架为Gerber-RS0274格局没有变更。
3、 运算机关心制造(CAM)
运算机关心制造技巧,英文名称为Computer Aided Manufacturing,简称CAM,是一种由运算机操纵完成临盆的先辈技巧。
运算机技巧的成长和激光画图机的显现,使得PCB的运算机关心制造技巧走向了应用。
CAM技巧使印制板的设计临盆上了一个新的台阶,一些往常无法实现的功能得以实现。
各类CAM系同一样都能对光绘数据(Gerber数据)进行处理,清除设计中的各类缺点,使设计更易于临盆,大年夜大年夜进步了临盆质量。
CAM体系的重要功能如下:
1、编辑功能:
1)添加焊盘、线条、圆弧、字符等元素,生成水滴焊盘。
2)修改焊盘、线条尺寸。
3)移动焊盘、线条、尺寸等。
4)删除各类图形,主动删除没有电气联接的焊盘和过气孔。
5)阻焊漏线主动处理。
6)网印字符盖焊盘主动处理。
2、拼版、扭转和镜像。
3、添加各类定位孔。
4、生成数控钻床钻孔数据和铣外形数据。
5、运算导体铜箔面积。
6、其它相干的各类数据。
在微机CAM体系中,具有代表性的是LAVENIR公司开创的View2001软件。
View2001是由一系列有用光绘数据处理法度榜样构成的微机CAM体系,可在DOS平台以及WINDOWS’9X的DOS窗口下运行。
个中包含多个重要法度榜样,那个地点简单介绍个中的V2001.EXE。
V2001.EXE是一个功能比较完美的Gerber数据编辑软件,能够或许读取各类类型的Gerber数据文件,包含Gerber全然格局和各类Gerber的扩大格局,支撑多种CAD体系产生的Gerber数据及D码表,并对之进行编辑、修改,最多能够同时处理99层数据。
V2001能够辨认Lavenir,PADS,P-CAD,ORCAD,Tango,Protel,Mentor等10余种CAD和CAM体系所产生的D码表,易于操作。
V2001的重要功能有:
1) 删除、移动、添加线条、焊盘、圆弧、字符等图形。
2) 简单拼版。
3) 各层之间图形、数据的传递转换。
4) 字符处理,主动清除字符丝网印网层上与焊盘重叠部分的字符。
5) 阻焊处理、主动处理漏线条的阻焊。
6)焊膏网版处理,主动生成别处贴装元件的焊膏网疆土形。
V2001能够或许专门好地完成对光绘数据的处理,有较强的应变才能,能够处理各类CAD软件生成的Gerber数据,只是用户界面不太友善,软件操作采取敕令方法,须要经历的敕令较多,同时比较复杂,初学比较困难。
但一旦操纵,即可自如敷衍今朝绝大年夜多半的印制板工程制造的须要。
学员在培训时代,应当明白得对客户供给的文件在V2001中所要进行的具体修改和编辑工作重要有:
1)从源文件转换出Gerber数据文件,关于Gerber文件的数据转换,详见宇之光公司的《学员手册》。
2)起首检查各层有无板层边框(围边)。
如有,应检查边框的粗细程度是否知足临盆工艺的需求。
平日情形下,今朝双面板至少应包管0.15mm(6mil);单面板至少应包管0.2mm(8mil);或者依照客户供给的材料来进行编辑修改。
若无,检查是否漏转,漏转须要从新转换,也可从其它有边框层上拷贝边框。
3)将所有能够或许转化成FLASH焊盘的元素尽量转换成为焊盘(可选)。
4)检查线路层的线路线宽、间距是否知足临盆工艺要求。
平日情形下,今朝双面板的线路层的线路线宽、间距至少应包管0.15mm(6mil);单面板的线路层的线路线宽、间距至少应包管0.2mm(8mil);或者依照客户供给的材料来进行
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