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电子精密PCB電路板的生产制造流程! 一块PCB线路板的艺术之旅!

电子精密PCB電路板的生产制造流程! 一块PCB线路板的艺术之旅! 煌牌自动设备有限公司
2016-09-18
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导读:PCB(Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,是电子元器件的支撑体,也是电子元


PCB(Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,是电子元器件的支撑体,也是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。PCB是在覆铜板上贴上干膜,经曝光显影、蚀刻形成导电线路图形在电子产品起到电流导通与信号传送的作用,是电子原器件的载体。

大多数工程师把PCB文件,或者gerber文件发给厂家之后,就可以等着回板了。但是往往硬件研发岗位工作很多年都没有机会去PCB生产厂去看看整个生产的过程。


今天带你走一遭。看一看完整的过程。


第一步,开料

PCB板厂的原材料一般都是1020mm×1020mm和1020mm×1220mm规格的多,如果单板或拼板的尺寸不合适,PCB生产过程中,就会产生很多的原料废边,PCB板厂会把之些废边的价格都加到你的板子上,这样你的PCB板单位价格就贵一些;如果板子大小设计得好,单板或拼板的尺寸是原材料的n等分,那么原材料的利用率就最高,PCB板厂也好开料,以一样的原材料尺寸,做出最多的板子,单板价格也就是最便宜的了。


我们把买来的覆铜板,切割成我们需要的大小,叫做开料。

开料设备:(把大板子切成小板子)


最早的覆铜板是,是一个介质层,两面覆上铜。

上图为覆铜板的剖面图。


第二步,排版




第三步:菲林

把客户提供的图形文件通过软件进行导入和修改,并最终把图形输出在菲林上。就是把你给厂家的gerber文件变成胶片。

菲林就是胶片就是银盐感光胶片,也叫菲林。由PC/PP/PET/PVC料制作而成。现在一般是指胶卷,也可以指印刷制版中的底片。菲林都是黑色


第四步、曝光


在覆铜板表面会涂一层感光液体,经过80度的温试烤干,再用菲林贴在PCB板上,再经过紫外线曝光机曝光,撕下菲林。

下图为曝光机:


第五步、蚀刻

单独一个蚀刻过程可以拆解为下面几步


PCB的蚀刻机

板子在滚轮下方流动

为什么PCB内外层蚀刻方法不一样

内层:显影→蚀刻→剥离

外层:显影→二铜镀锡→剥离→蚀刻→剥锡

为什么这么做?外层这样蚀刻不是工序更多吗?

内层一般线宽线距较大,故Ring环是够的;外层一般线路较密,空间不够,所以这个时候就需要想办法在不够的空间内达到做出线路的目的。堿蚀的能力可以达到1~2mil的ring即可,但是酸蚀则需要5mil左右,所以就必须使用锡将需要的线路先保护起来。在能不做堿蚀的地方尽量不做,因为堿蚀成本高於酸蚀。蚀刻因子是一个工厂的制成能力,是无法通过工序来提高的。酸堿蚀的蚀刻能力不一样而已。


第六步、钻孔

机器按照文件中过孔的尺寸和坐标,在PCB上面钻孔。


如过做成非金属孔,线路板厂必须用干膜或者做二钻或者塞胶粒,无论怎么做都会增加板厂成本。所以如果你不要求的话,板厂一般都会做金属化孔给你.


第七步、沉铜

沉铜是在本来不导电的基材(孔壁)以及铜面上沉上一层化学薄铜


第八步 绿油、字

PCB低温UV机,用途:紫外线(UV)披覆涂层固化

刷字符:


字符网版

最后一步、综检

样品加工的时候,工厂一般不做夹具进行测试,手工测试;如果小批量的时候,工厂需要制作测试夹具,测试所有走线的阻抗,连通性。


常见PCB的表面工艺有哪几种? 


常见的PCB表面处理工艺有:热风整平,有机涂覆(OSP),化学镀镍/浸金,浸银,浸锡等。


热风整平


      热风整平又名热风焊料整平,它是在PCB表明涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平(吹平)的工艺,使其形成一层即抗铜氧化,又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属化合物,其厚度大约有1~2mil。


浸锡


      由于目前所有焊料是以锡为基础的,所锡层能与任何类型的焊料相匹配,从这一点来看,浸锡工艺极具发展前景。但以前的PCB经浸锡工艺后易出现锡须,在焊接过程中锡须和锡迁移会带来可靠性问题,因此限制了浸锡工艺的采用。后在浸锡溶液中加入了有机添加剂,使锡层结构呈颗粒状结构,克服了之前的问题,而且还具有好的热稳定性和可焊性。其它表明处理工艺的应用较少,其中应用较多的有电镀镍金和化学镀钯工艺。


OSP抗氧化


      OSP不同于其它表面处理工艺之处为:它是在铜和空气间充当阻隔层; 简单地说,OSP就是在洁净的裸铜表面上,以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化,耐热冲击,耐湿性,用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化等);同时又必须在后续的焊接高温中,能很容易被助焊剂所迅速清除,以便焊接。


浸银


      浸银工艺介于OSP和化学镀镍/浸金之间,工艺较简单、快速。浸银不是给PCB穿上厚厚的盔甲,即使暴露在热、湿和污染的环境中,仍能提供很好的电性能和保持良好的可焊性,但会失去光泽。因为银层下面没有镍,所以浸银不具备化学镀镍/浸金所有的好的物理强度。浸银是置换反应,它几乎是亚微米级的纯银涂覆。有时浸银过程中还包含一些有机物,主要是防止银腐蚀和消除银迁移问题,一般很难量测出来这一薄层的有机物,分析表明有机体的重量少于1%。


化学镀钯


      化学镀钯的过程与化学镀镍的过程相近似。主要过程是通过还原剂,使钯离子在催化的表面还原成钯,新生的钯可称为推动反应的催化剂,因而可得到任意厚度的镀钯层。化学镀钯的优点为良好的焊接可靠性、热稳定性、表明平整性。


化学镀镍/浸金(又称化学金)


      化学镀镍/浸金实在铜面上包裹一层厚厚的,电性能良好的镍金合金并可以长期保护PCB。不像OSP那样仅作为防锈阻隔层,其能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能。另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。


电镀镍金(电镀金)


      电镀镍金是PCB表面处理工艺的鼻祖,自从PCB出现它就出现,慢慢演化出其它工艺。电镀镍金就是在PCB表面导体先电镀上一层镍之后再电镀上一层金,镀镍主要是防止金和铜之间的扩散。现在的电镀镍金有两类:镀软金(纯金,金表明看起来不亮)和镀硬金(表面平滑坚硬,耐磨,含有钴等其它元素,表面看起来较光亮)。软金主要用于芯片封装时打金线;硬金主要用在非焊接处的电性互连(如金手指)。在正常的情况下,焊接会导致电镀金变脆,这将缩短使用寿命,因而要避免在电镀金上进行焊接;而化学镀镍/浸金由于金很薄且一致,变脆现象很少发生。



煌牌公司自主研发制造SMT自动贴片机超过20年,丰富的研发经验,稳定的产品性能,高效的生产团队,始终走在国内贴片机的前沿。主打产品全视觉在线多功能高速贴片机和全自动视觉高速锡膏丝印机目前已经在国内同类产品中处于领先地位,与国外同类产品相比也更具性价比优势。于此同时,研发中心以一流技术为先导,不断创新,将为客户提供更加专业可靠的整条SMT生产线的设备解决方案及工艺方案。 

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煌牌自动设备有限公司
煌牌公司1995年成立于香港荃运工业区并于2006年在广州设立研发中心,在日本、美国均设有研发分部。与麻省理工、香港科技大、广东工大等国内外高校均有合作研发项目,是集SMT设备自主研发、制造、国内外销售服务于一体的专业供应商。
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