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目录
第一节概述3
第二节PCB流程4
2.1电镀沉铜4
2.2覆感光膜8
2.3感光膜曝光12
2.4感光膜显影15
2.5覆铜板蚀刻17
2.6覆铜板镀锡18
2.7覆阻焊膜19
2.8阻焊膜曝光19
2.9阻焊膜显影20
2.10阻焊膜加固20
2.11裁板20
附录22
070621V1.0
第一节概述
本文档内容主要涵盖使用化学蚀刻方法制作PCB板具体流程,以及镀锡、覆阻焊膜流程的操作准则,如图1.1所示。
对于电路设计,电路胶片制作,覆铜板钻孔,以及使用裁板机成形PCB板则另提供详细说明文档。
图1.1化学蚀刻方法制作PCB板流程
此文档以流程为线索,详细描述了在制作过程中各步骤的作用、操作要领及注意事项,用户可以很轻松的了解在每一个步骤中发生的本质性变化,以及它在整个流程中的传承功能。
第二节PCB流程
2.1电镀沉铜
1、功能说明
此过程专门针对PCB制造工艺中的双层板,旨在为双层贯通的孔壁镀上铜,使上下层导通。
2、所需设备及数量
KH-A101电路板沉铜设备1台
KH-A101-1平整剂10L
KH-A101-2预活化剂10L
KH-A101-3活化剂10L
KH-A101-4化学沉铜剂10L
KH-A101-5电镀液10L
说明:
药剂数量可按比例酌情增减。
KH-A101电路板沉铜设备如图2.1示。
图2.1电路板沉铜设备
KH-A101电路板沉铜设备控制面板如图2.2示。
图2.2控制面板图
1)交流总开关
2)第一槽-除油槽的气泵开关(空气振动)
3)第一槽-除油槽的温度调节器
4)第一槽-除油槽的温度控制开关
5)第三槽-活化槽的气泵开关(空气振动)(依各厂供应的活化药剂不同而决定是否开启,本公司提供的STARTKIT,不需启动)
6)第四槽-化学沉铜槽的气泵开关(空气振动)
7)第四槽-化学沉铜槽的温度调节器
8)第四槽-化学沉铜槽的温度控制开关
9)第五槽-电镀铜槽的计时器(出厂时已将所需时间设立完成,只需按下RST键,即开始执行电镀)
10)第五槽-电镀铜槽的气泵开关(空气振动)
11)第五槽-电镀铜槽的电源输出端口
3、流程说明
1)安装设备。
将设备放置在平整的桌台上,锁定两个前轮拉闸,以固定机体。
2)接线。
按手册将主机电源、电镀槽外接电源以及电镀槽负极电夹安置完毕。
外接电源接线如图2.3所示。
外接电源设置,电压=6V,电流=3A。
图2.3外接电源接线图
3)溶液分配。
根据除油、预活化、活化、化学沉铜及电镀的顺序,从左向右依次将各槽溶液倒入。
如图2.4所示。
图2.4各槽对应药剂
4)准备工作。
为操作方便,可对各槽的温度和定时提前进行设定。
(1)开机。
打开主机电源,将第一槽的温度控制器开关打开。
为了加快加热速度,可将除油槽温度调节器旋钮右旋至最大,15分钟后,将温度调节器旋至中部,以保持槽内溶液温度恒定。
(2)定时器设定为15分钟,定时器设定参看附录一。
(3)打开第一槽、第四槽及第五槽的气泵开关。
5)固定覆铜板。
将需要处理的覆铜板固定在两端带有滑轮的载板架上。
操作很简单,只需将覆铜板一侧放置在载板架上的铁槽内,拧上固定螺丝即可。
6)除油。
将覆铜板浸入第一槽除油,时间5分钟,需轻微左右晃动。
7)浸水。
5分钟时间到后,将覆铜板放入清水中浸泡15秒。
8)预活化(预浸)。
将覆铜板放入第二槽预浸,时间2~4分钟,需轻微左右晃动。
时间到后不需要浸清水,可直接放入第三槽。
9)活化。
将覆铜板放入第三槽活化,时间5~7分钟,需轻微左右晃动。
10)浸水。
时间到后,将覆铜板放入清水中浸泡10秒。
11)化学沉铜。
将覆铜板放入第四槽化学沉铜,时间12~18分钟,需轻微左右晃动。
12)浸水。
时间到后,将覆铜板放入清水中浸泡15秒。
13)电镀。
将覆铜板放入第五槽电镀,将控制面板上的电源负极接至载板架上突出金属棍处。
如图2.5。
开启外接电源,然后按下定时器按钮,开始镀铜。
时间是15分钟,需左右轻微晃动。
图2.5覆铜板通负极
14)浸水。
定时器时间到后会自动切断外加电源,将电源负极夹撤下,将覆铜板从电镀液中取出,并从载板架上卸下,放入清水中浸泡10秒。
15)刷光。
将浸水后的覆铜板送入刷光机刷光,若无刷光机可以手动进行打磨清洗。
结束。
以上各步骤完成后,即可得到孔内也覆有均匀铜板的覆铜板。
16)关机。
请关闭第一槽的温度控制开关,关闭第一、四、五槽的气泵,关闭外接电源,最后关闭主机电源,盖上顶盖。
4、注意事项
1)为保证打孔时的毛刺和手指或其他油污能有效去除,在整个开始流程之前请先将覆铜板送入刷光机刷光,若无刷光机可以手动进行清洗。
2)只有第一槽需要加热。
温控单元为单向控制,用户需及时注意调节温度,切勿将温度高于45℃,建议用户自行购买数字温度计监控或遵照本手册执行控制调节。
温控模式不用时请及时关闭。
3)第二槽预浸溶液会有富余,在倒入第二槽时应注意液面不应超过排水管上部口,否则在回收液体时,会出现液体外流的情况。
4)第三槽不需要气泵,以避免破坏溶液中化学药剂的稳定性。
5)由于电镀溶液有弱腐蚀性,建议桌台上垫一块设备大小的胶垫,以防止桌台被腐蚀。
6)开始电镀铜时需要留心外加电源的输出。
正常工作状态下,指针式电源表现为电压指向0V,电流指向3A,数字式电源表现为电压显示0V,电流显示3A。
7)完成电镀后应及时清洗打磨覆铜板表面,防止辅助药剂氧化变色,否则日后较难清除。
8)在每一槽的浸泡过程中,需要时不时的左右轻微晃动载板架,以保证液体流经孔内。
9)建议设备旁准备一桶清水,方便清理覆铜板上附着溶液所用,保证操作效果并可避免下一槽溶液被污染。
10)工作完后的药剂,请切记将盖子盖上,避免化学药剂挥发造成浓度变稀,而影响电镀质量。
11)设备水槽都附有排水设施,设备长时间不使用时建议用户将槽内的药剂排出储存。
另外因长时间的电镀电解反应,槽内底部会有铜箔残渣,请在使用一段时间后清洗以保持槽内干净。
12)为了保护环境,请将使用完报废的电镀药液交由相关回收部门回收。
2.2覆感光膜
1、资料补充
1)整个制作流程中所用到的感光膜分两种,一种较薄呈淡蓝色的感光膜(简称蓝膜)做显影蚀刻用,另外一种较厚呈墨绿色的感光膜(简称绿膜)做阻焊用。
感光膜结构分三层:
保护膜(即是向内卷曲,贴滚筒的一层膜)、感光膜以及载膜(即是靠外一层接触外界的一层膜)。
结构如图2.6所示。
图2.6感光膜结构图
2)感光膜特性:
未曝光的部分易溶于显影液中;与紫外光发生聚合反应的已曝光部分,不易溶于显影液。
3)感光膜属紫外线感光,需要用紫外线灯管进行曝光操作。
2、功能说明
此流程主要是使用覆膜机设备为覆铜板覆一层显影蚀刻感光膜,为电路图在覆铜板上成形提供基层。
3、所需设备及数量
KH-D1覆膜机1台
此设备既可用于覆显影蚀刻感光膜,也可用于覆阻焊感光膜。
覆膜机如图2.7所示。
图2.7覆膜机
覆膜机控制面板如图2.8所示。
图2.8覆膜机控制面板
4、流程说明
1)安装设备。
将覆膜机放置在平整桌台上。
2)准备工作。
(1)设备准备。
接上电源线,开启电源,在控制面板上将速度调制“2”、温度调至“120”,按下“HOT”按钮开始预热滚筒。
滚筒加热到120℃时,主机会保持此温度。
机体右侧有上下滚筒压力控制档位,视板厚度定。
(2)感光膜准备。
若单面覆板,事先剪好略大于覆铜板面积的感光膜;若为覆双面板,需剪好一张覆铜板面积两倍大的感光膜。
按照图2.9对应撕去保护膜,将感光膜轻贴覆铜板。
图2.9单面覆感光膜准备
图2.10双面覆感光膜准备
3)进板。
按下主机面板上的“run”,将已经贴合了感光膜的覆铜板送入滚筒,从机体后方取出。
如图2.11、2.12所示。
图2.11单面覆膜进板过程
图2.12双面覆膜进板过程
5、注意事项
1)覆膜前应保证覆铜板上的清洁,若有杂物存在会影响感光膜在覆铜板上的附着力,显影时易发生膜的脱落。
2)不能在有阳光直射的环境下进行覆膜操作,否则会被完全曝光,导致感光膜作废。
建议在暗房中进行覆膜操作。
若无此条件,在仅有室内照明的环境下,短时间的操作也是可以接受的。
3)覆上去的感光膜必须平整、无气泡、无皱褶,否则起泡、起皱的感光膜与板不能紧密结合,在显影过程中即使已曝光的区域也会脱落。
4)保证覆膜质量的关键操作,如图2.13所示:
图2.13覆膜的关键操作
5)覆膜方式分自动覆膜和手动覆膜。
自动覆膜,用膜方式可以参照覆膜机说明书,按照说明书在上下滚筒上各架一筒膜,只需将待覆膜的覆铜板送入滚筒即可完成覆膜。
但这样覆膜比较耗膜,而且要将覆膜机放置在避光处。
另外,覆膜也可以采用“覆多少用多少”的方式,即是裁取比待覆膜覆铜板略大的感光膜手动送入覆膜机,将膜覆上。
此覆膜方式最大优点即是省膜,膜易保存,且操作环境可以略低。
具体手动覆膜分单面覆膜和双面覆膜,视具体情况定。
也就是在上文中所详述的方法。
2.3感光膜曝光
1、功能说明
此流程主要是使用曝光机设备,结合电路图胶片,在已覆有显影蚀刻感光膜的覆铜板上印制电路图,为电路图在覆铜板上勾画线路做必要准备。
2、所需设备及数量
KH-EXP1曝光机1台
此设备既可用于覆显影蚀刻感光膜曝光,也可用于覆阻焊感光膜曝光。
曝光机如图2.14所示。
图2.14曝光机
曝光机控制面板如图2.15所示。
图2.15曝光机控制面板
3、流程说明
1)安装设备。
将曝光机放置在平整桌面上。
2)接线。
打开机体上盖,拉开机体上盖的顶部挡板,取出电源线接入机体后部。
如图2.16所示。
图2.16曝光机电源线
3)肉眼胶片对准。
打开真空罩,在曝光机载物玻璃板中部放置一块不透明遮光板,以消除单面曝光时另一面的反光作用。
在遮光板上依次放置待曝光覆铜板和胶片,肉眼对齐胶片各点和覆铜板上各孔,用透明胶固定胶片和覆铜板。
4)真空抽气对准。
盖上真空罩,锁住罩盖前侧的两个锁扣,密闭真空罩内部。
打开控制面板上的真空泵启动按钮,这时罩内空气被抽出,使得胶片紧贴覆铜板。
再次确认胶片各点与覆铜板上的孔是否对其,若有偏差,关闭真空泵,打开真空罩,重新对齐。
若已对齐,关上机罩。
5)设定曝光时间。
依胶片质量,在控制面板上设定曝光时间(一般而言,光绘机制作的胶片涂墨均匀,分辨率高,常用来做较精细的电路,曝光时间相对长一些,大概为70~80秒;而激光打印制作的胶片因为喷墨不匀,毛刺多,常用来做线宽较大的电路板,曝光时间也不宜过长,否则将导致紫外线透过墨汁,使感光膜曝光过度,造成线路无法分辨,影响显影效果,曝光时间常设为60~65秒)。
6)曝光。
打开紫外灯管,单面曝光使用上灯管,双面曝光则上下灯管皆开启。
开始曝光后计数器会根据设定的时间计时,时间到,灯管自动熄灭,同时会有提示响声发出。
7)结束。
关闭灯管开关和真空泵开关,打开机罩,对电路板另一面重复步骤3~6的曝光。
4、注意事项
1)请确定胶片与覆铜板是否配套,一定要避免胶片与PCB板出现镜像翻转的情况。
建议在对齐时使用现成的PCB板进行确认,或者打开设计文档进行对照。
2)双面板也可双面曝光,但出于上下面同时对齐需要制作胶片载体,通常建议老师进行单面曝光,同时建议老师开启从上至下的曝光灯管,这样方便在曝光之前的对齐操作。
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