PCB制造的过程及工艺精析模板.doc
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1、PCB 制造过程及工艺首先:PCB(印刷电路板)原料是什么呢?大家知道有种东西叫玻璃纤维吧,这种材料我们在日常生活中出处可见,比如防火布、防火毡关键就是玻璃纤维,玻璃纤维很轻易和树脂相结合,我们把结构紧密、强度高玻纤布浸入树脂中,硬化就得到了隔热绝缘、不易弯曲PCB基板了-假如把PCB板折断,边缘是发白分层,足以证实材质为树脂玻纤。 然后呢?光是绝缘板我们可不能传输电信号,于是需要在表面覆铜。所以我们把PCB板也称之为覆铜基板。在工厂里,常见覆铜基板代号是FR-4,这个在各家板卡厂商里面通常没有区分,所以我们能够认为大家全部处于同一起跑线上,当然,假如是高频板卡,最好用成本较高覆铜箔聚四氟乙烯
2、玻璃布层压板。 覆铜工艺很简单,通常能够用压延和电解措施制造,所谓压延就是将高纯度(99.98)铜用碾压法贴在PCB基板上-因为环氧树脂和铜箔有极好粘合性,铜箔附着强度和工作温度较高,能够在260熔锡中浸焊而无起泡。这个过程颇像擀饺子皮,不过饺子皮可是很薄很薄喔,最薄能够小于1mil(工业单位:密耳,即千分之一英寸,相当于0.0254mm)呢!假如饺子皮这么薄话,下锅肯定漏馅!所谓电解铜个在初中化学已经学过,CuSo4电解液能不停制造一层层铜箔,这个更轻易控制厚度,时间越长铜箔越厚!通常厂里对铜箔厚度有很严格要求,通常在0.3mil和3mil之间,有专用铜箔厚度测试仪检验其品质。像古老收音机和
3、业余爱好者用PCB上覆铜尤其厚,比起电脑板卡工厂里品质差了很远。 为何要让铜箔这么薄呢?关键是基于两个理由:一个是均匀铜箔能够有很均匀电阻温度系数,介电常数低,这么能让信号传输损失更小,这和电容要求不一样,电容要求介电常数高,这么才能在有限体积下容纳更高容量,电容为何比铝电容个头要小,归根结底是介电常数高啊!其次,薄铜箔经过大电流情况下温升较小,这对于散热和元件寿命全部是有很大好处,数字集成电路中铜线宽度最好小于0.3cm也是这个道理。制作精良PCB成品板很均匀,光泽柔和(因为表面刷上阻焊剂),这个用肉眼能看出来,不过老实说光看覆铜基板能看出好坏人还真不多,除非你是厂里经验丰富品检。 有好友问
4、了,对于一块全身包裹了铜箔PCB基板,我们怎样才能在上面安放元件,实现元件-元件间信号导通而非整块板导通呢?那我要问一句了,你有没有看到一块主板表面全部是铜-回复当然是:没有!板上全部是弯弯绕绕铜线,电信号就是经过铜线来传输,那么答案很简单,把铜箔蚀掉不用部分,留下铜线部分不就OK了? 好,那么这一步是怎样完成呢?好,我们需要包含一个概念:那就是线路底片或称之为线路菲林,我们将板卡线路设计用光刻机印成胶片,然后把一个关键成份对特定光谱敏感而发生化学反应感光干膜覆盖在基板上,干膜分两种,光聚合型和光分解型,光聚合型干膜在特定光谱光照射下会硬化,从水溶性物质变成水不溶性而光分解型则恰好相反。好,这
5、里我们就用光聚合型感光干膜先盖在基板上,上面再盖一层线路胶片让其曝光,曝光地方呈黑色不透光,反之则是透明(线路部分)。光线经过胶片照射到感光干膜上-结果怎么样了?通常胶片上透明通光地方干膜颜色变深开始硬化,紧紧包裹住基板表面铜箔,就像把线路图印在基板上一样,接下来我们经过显影步骤(使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜),让不需要干膜保护铜箔露出来,这称作脱膜(Stripping)工序。 接下来我们再使用蚀铜液(腐蚀铜化学药品)对基板进行蚀刻,没有干膜保护铜全军覆没,硬化干膜下线路图就这么在基板上展现出来。这整个过程有个叫法叫影像转移,它在PCB制造过程中占很关键地位。 接下来自然是制作多层板啦!根据上
6、述步骤制作只是单面板,即使两面加工也是双面板而已,不过我们常常能够发觉自己手中板卡是四层板或六层板(甚至有8层板),这到底是怎么制造出来呢? 有了上面基础,我们明白其实不难,做两块双面板然后粘起来就行啦!比如我们做一块经典四层板(根据次序分14层,其中1/4是外层,信号层,2/3是内层,接地和电源层),先呢分别做好1/2和3/4(同一块基板),然后把两块基板粘一块不就OK了?不过这个粘结剂可不是一般胶水,而是软化状态下树脂材料,它首先是绝缘,其次很薄,和基板粘合性良好。我们称之为PP材料,它规格是厚度和含胶(树脂)量。当然,通常四层板和六层板我们是看不出来,因为六层板基板厚度比较薄,即使要用两
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