PCB部分技术标.docx

PCB生产流水线软件教学视频部分用户手册1.PCB生产流水线软件教学视频部分的整体描述印制电路板制造技术教学视频共分三个模块，其总体结构如图1-1所示。图1-1PCB生产制作技术教学视频结构图各模块的内容、规定如表1-1表1-1PCB生产制作技术教学视频序号模块名称教学内容制作规定重要媒体1PCB制作简介模块印制板的分类根据覆铜面数量的不同分类；按照元器件组装技术分类；按照基板材料分类图片，语音单面板介绍单面板概念阐述，对焊盘、导线、阻焊层、组件面、焊接面的介绍。视频、图片、语音双面板介绍双面板概念阐述，通孔作用介绍，THT技术介绍图片，语音多层板介绍多层板概念阐述，结构、特点的介绍图片，语音挠性版介绍挠性板特点介绍图片，语音SMT板介绍通过SMT技术与THT技术特点的对比，介绍SMT板图片，语音2制造工艺模块概述介绍制造方法分类，以其中的蚀刻法为例具体开始介绍制造工艺。视频设计底片制作介绍、设计软件介绍视频裁板裁板工艺介绍视频钻孔介绍钻孔目的，数控机床如何工作视频孔金属化介绍孔金属化概念、目的、方法视频、动画清洗检查介绍孔金属化后的清洗视频图形转移光化发介绍视频显影显影方法介绍视频镀铜二次镀铜的概念介绍视频、动画蚀刻蚀刻的概念与方法的介绍视频清洗蚀刻后的清洗视频阻焊剂阻焊剂的概念、丝印阻焊剂过程视频助焊剂助焊剂的作用视频丝印丝印字符视频修边印制板修边视频3PCB生产技术模块印制板生产过程以双面板为例，介绍PCB整个生产过程视频2.产品样例展示及相应部分内容2-1印制板的种类根据覆铜面数量的不同，印制板可分为单面板、双面板、多层板；按照元器件组装技术来分有通孔插装电路板与表面组装电路板；按照基板材料来分有刚性印制板和挠性印制板等。视频部分截图，如图2-1所示。图2-1印制板的种类2-1-1单面印制板介绍单面印制板的概念，标示出导线、焊盘、组件面、焊接面等。视频截图，如图2-1-1所示。图2-1-1单面印制板2-1-2双面印制板阐述双面印制板的概念，说明孔金属化工艺的必要性。视频截图，如图2-1-2所示。图2-1-2双面印制板2-1-3多层印制板简朴介绍多层印制板的构造，特点。视频截图，如图2-1-3所示。图2-1-3双面印制板2-1-4表面组装印制板表面组装技术又称SMT，是目前电子组装行业最流行的一种技术，其工艺特点通过与传统的通孔插装技术即THT的比较来体现。视频截图，如图2-1-4所示。图2-1-5SMT印制板2-1-5挠性印制板以针式打印机印头与主板间的电气连接为例，说明挠性印制板轻、薄、短、小、结构灵活的特点。视频截图，如图2-1-5所示。图2-6挠性印制板2-2印制板的生产工序（制造工艺）在基板上再现导电图形的基本方法有两种，即：减成法和加成法，其中以减成法最常用。减成法又分蚀刻法和雕刻法两种。以PCB生产中常用的减成法作为重点，选取减成法中的蚀刻法进行双面印制板的工艺介绍。视频截图，如图2-2所示。图2-2印制板的生产工序2-2-1设计获得底片的方法目前多使用电子工程CAD软件与光学绘图机相连，通过在胶片上曝光、暗房冲洗等工序直接绘制出来。再简朴介绍设计所使用的绘图软件。视频截图，如图2-2-1所示。图2-7设计的视频截图2-2-2裁板生产车间在领料后需要根据产品的大小下料，即按照设计的尺寸使用裁板机裁剪覆铜板。视频演示裁板过程的截图，如图2-2-2所示。图2-2-2裁板的视频截图2-2-3钻孔说明钻孔的作用，演示机床钻孔片段。视频截图，如图2-2-3所示。图2-2-3钻孔的视频截图2-2-4孔金属化印制板孔金属化是印制板制造的关键技术之一。通过三维动画演示和车间生产录像，直观的传达工艺要点。视频截图，如图2-2-4所示图2-2-4孔金属化的视频截图2-2-5清洗检查沉铜工艺之后，进入下一道工序之前，对覆铜板进行的清洗、检查。视频截图如图2-2-5所示。图2-2-5清洗检查的视频截图2-2-6图形转移图形转移是指把底片上的电路图形转印到覆铜板上的过程，其方法有光化学法、丝网漏印等。视频演示图形转移的方法、过程。视频截图，如图2-2-6所示。图2-12图形转移的视频截图2-2-7镀铜通过金属化孔工艺所生成的金属孔壁很薄，需要通过一定的化学反映达成一定厚度。通过三维动画演示具体过程。视频截图，如图2-2-7所示。图2-2-7电镀的视频截图2-2-8化学蚀刻演示蚀刻机对覆铜板蚀刻的过程，视频截图，如图2-2-8所示。图2-14蚀刻的视频截图2-2-9清洗演示化学蚀刻后的清洗过程，视频截图，如图2-2-9所示。图2-15清洗的视频截图2-2-10阻焊剂演示工作人员通过丝网漏印技术在丝印阻焊剂。视频截图，如图2-2-10所示。图2-16阻焊剂的视频截图2-2-11助焊剂工人在给已经上好阻焊剂的印制板上喷锡。图2-17助焊剂的视频截图2-2-12丝印通过丝网印刷技术来印制字符。视频截图，如图2-2-12所示。图2-18丝印的视频截图2-2-13修边演示去掉毛刺、通过铣床将外形成型，再通过高压清洗，送到电针测试，最后将通过检查合格的电路板包装起来。视频截图，如图2-2-13所示。图2-19修边的视频截图2-3印制板生产过程了解了生产的基本工序之后，就不难知道工厂如何将所需的印制板成批生产出来。现在，我们来到某印制版厂，以一个双面印制板的生产为例，来看一看它的生产过程。视频截图，如图2-3所示。图2-3PCB生产技术模块3.PCB教学视频的技术及特点PCB生产制作技术教学视频旨在以PCB生产工艺为核心，以视频模式为手段，面向中高等职业学校在校学生的知识传授。缓解纸面教学概念抽象，学生工厂实践机会稀缺等条件限制。3.1视频的功能1.漫游功能（1）漫游功能所包含的教学内容结识现场环境；结识现场设备设施。（2）麻油功能所能实现的教学目的对现场环境，设备设施的初步结识；对现场作业程序的初步结识；对现场生产氛围的初步感受。（3）漫游功能所能实现的教学效果对现场环境产生较深刻的印象，解决专业结识性实习课题；对现场设施、设备初步结识，解决岗位结识性实习课题。2.演示功能（1）作业程序（顺序、环节）演示这种演示具有严格的顺序关系。（2）演示功能所能实现的教学目的示范标准生产工序的教学目的。4、视频素材的技术参数视频素材采用常用的WMV格式，占用储存空间小。视频素材每帧图像颜色数不低于256色或灰度级不低于128级。自由缩放，全屏不失真。视频素材中音频与视频图像具有良好的同步。附件：PCB生产流水线软件教学视频部分脚本印制电路板教学视频脚本影片开头部分序号解说词画面说明画面时间备注印制电路板简称印制板或PCB（PrintedCircuitBoard），想必大家都见过，我们平常看的电视，使用的计算机，手机等电子产品都离不开它。打个比方，印制板对于电子产品，就像房子对人类社会同样的重要。综观形形色色的电子产品，无一不是由各种各样的电子元器件组成，而这些元器件的载体和互相连接所依靠的正是印制电路板。飞驰而过的动车，动车控制台，信号灯闪烁，电路板工作。电视、电脑、手机。34电路板出现时加片名：印制电路板7瞧，这就是一块印制板，它是由印制电路加基板构成的。常用的基板为覆铜箔层压板简称覆铜板。印制板照片19秒（一）印制板的种类序号解说词画面说明画面时间备注1印制板的种类图片：几种印制板5秒标题2根据覆铜面数量的不同，印制板可分为单面板图片：几种印制板+单面板2+5标题：单面板3双面板图片：双面板5秒4多层板图片：多层板5秒5按照元器件组装技术来分有通孔插装电路板图片：插装板5秒6与表面组装电路板图片：SMT板5秒7按照基板材料来分有刚性印制板图片：主板5秒8和挠性印制板等。图片：挠性板5秒1.单面印制板序号解说词画面说明画面时间备注1单面印制板图片：单面印制板正反面5秒加标题2初期电子产品大多使用单面印制板。单面印制板，顾名思义，是基板上只有一面具有导电图形的印制板。12秒3板上用来完毕元器件电气连接的线路称为导线加箭头导线连续4用来固定元器件的圆形、矩形或其它几何形状的导电图形称为焊盘加箭头焊盘连续5导电图形上覆盖着一层绿色的薄膜叫做阻焊层，它起到阻止焊锡与导电图形接触的作用，使焊点美观、整齐。加箭头阻焊层连续6焊盘通常涂敷了一层助焊剂，起到保护焊盘不被氧化和容易焊接的作用。助焊剂根据焊接工艺的需要可以使用松香与酒精的溶剂通过丝网印刷而成，也可通过喷敷铅锡合金便于使用波峰焊或回流焊机自动焊接。加箭头助焊剂27秒7单面板只一面有铜箔。单面板正反面原图3秒8装配元器件的一面叫做组件面，元器件引线通过印制板上的孔穿插到板的另一面，以实现在铜箔焊盘上的焊接红色框，标注组件面，闪烁17秒9所以这“另一面”称焊接面。在焊接面，由铜箔、导线把元器件的引线连起来，实现电气连接。红色框，标注焊接面，闪烁13秒2.双面印制板序号解说词画面说明画面时间备注1双面印制板图片：双面板5秒加标题2单面板只有一面可以走线，对于稍微复杂的电路，例如某些由中小规模集成电路所组成的电路板，在单面板上很难将导线布得开。单面板旋转正反面展示，最后定格在组件面20秒3双面印制板是指两面都有导电图形的印制板。为了实现板两面的电气连接，我们先在板两面的焊盘位置上钻孔，在孔壁上再用化学方法镀上金属铜，从而使孔的位置两面焊盘导通，实现孔两侧导电图形的电气联通，这个过程是孔的金属化，所生成的导电孔称为金属化孔。图片：两层半的结构图35秒4在双面板上，元器件与信号线大多集中在一面，即组件面上，图片：双面板正反面，红色标注组件面，闪烁12秒5元器件的引脚焊接及电源走线大多在另一面，即焊接面上，图片：双面板正反面，红色标注焊接面，闪烁12秒6显然，实现这种走线分工的双面板的布线密度要比单面板高出了许多。图片：双面板正反面，红色标注焊接面和组件面15秒7这种将元器件通过金属化孔穿插到焊接面的装配技术称为通孔插装技术，又称THT技术（ThroughHoleTechnology）。有插件封装的元器件的双面板镜头15秒注释：THT技术3.多层印制板序号解说词画面说明画面时间备注1多层印制板车间生产镜头5秒添加标题2随着电子技术的发展，电路的集成度和装配密度大大提高，连接更加复杂，印制板的层数随着增长，于是诞生了四层板、六层板、直至32层板，统称多层印制电路板。25秒3多层印制板在每层印制板做好的基础上加上绝缘垫层粘压成一个整体，不同层间的导线通过金属化孔实现复杂的电气连接，完毕更加强大的电气功能。目前，国内多层印制板的制造技术可达30层以上，结构图片30秒4导线最小线宽和间距均可达成3个mil即小于0.1mm。多层板除了线路密集，可使整机体积更小，重量更轻外，还通常有两层分别作为电源层与地层，并且采用大面积覆铜的办法制作。也就是说，在这两层中，除了那些不能与电源与地相连的导电图形外，其它区域均通过覆铜与地或电源相连，这就相称于引入了与电源相连的屏蔽层，有助于减小信号干扰，同时散热也好，可提高整机的可靠性。当然，多层板的制造工艺复杂，成本也比单、双面板高出许多。多层板图片转换65秒4.表面组装印制板序号解说词画面说明画面时间备注1表面组装印制板图片：SMT印制板5秒加标题2表面组装技术又称SMT，是目前电子组装行业最流行的一种技术，其工艺特点可以通过与传统的通孔插装技术即THT的比较来体现。图片：THT和SMT图片对比18秒3THT采用有引线的元器件，规定在印制板上事先设计好导线安装孔，组装时通过把元器件引线插入印制板的通孔中，然后在基板的焊接面采用波峰焊或手工焊接技术，形成可靠的机械固定和电气连接。显然，这种方法，当电路密集到一定限度以后，体积将无法缩小，同时，引线间互相接近易导致电路故障、引线长度易引起干扰。视频：THT电路板，波峰焊4SMT即表面组装技术，是指把片状结构的元器件贴装在印制板的表面上，它和THT的区别如图所示。在传统的THT印制板上，元器件和焊点分别位于板的两面；而在SMT电路板上，焊点与元器件同处板的一面，无须再通过通孔进入另一面固定。因此，在SMT印制电路板上，通孔只用来连接电路板两面的导线，孔的数量也要少得多，孔的直径也恨小，这样，就能使电路板的装配密度极大提高。SMT和THT的区别不仅在“贴”和“插”。还体现在组件形态、焊点和组装工艺方法等各方面，其焊接技术多采用再流焊技术。视频：手工焊接SMT5.挠性印制板序号解说词画面说明画面时间备注1挠性印制板图片：挠性印制板5秒加标题2以上板材皆为硬质的，故属于刚性印制板6秒3而在需要与运动部件相连接的地方，例如针式打印机的打印头与主板间的电气连接，可以采用挠性印制板。挠性印制电路板可以弯曲，扭转，甚至可以折叠，具有轻、薄、短、小、结构灵活的特点。视频针式打印机26秒4以上我们介绍了印制板的基本知识，那么，印制板是如何生产出来的呢？视频生产车间13秒印制板的生产工序序号解说词画面说明画面时间备注1印制板的生产工序同上5加标注2在基板上再现导电图形的基本方法有两种，即：减成法和加成法，其中以减成法最常用。减成法又分蚀刻法和雕刻法两种。193蚀刻法先将设计好的图形转移在覆铜板上形成防蚀图形，然后用化学蚀刻法除去不需要的铜箔，从而获得导电图形。这种方法制作周期相比雕刻法稍长，但适宜批量生产。视频：图形转移+化学蚀刻274而雕刻法是用刀具刻去不需要的铜箔，这种方法工艺简朴，制作周期较短，但加工精度局限性，不适宜批量生产，常用于新产品试制。假如采用激光加工方法如：激光成像蚀刻和激光雕刻则可加工精度规定高的新产品。视频：雕刻机305下面我们以蚀刻法生产双面板为例来了解其生产的几个基本工序。视频：蚀刻12秒1设计序号解说词画面说明画面时间备注1设计视频：办公室用电脑画面5秒加标题2在印制板的生产过程中，一方面需要一套符合质量规定的1:1底片。视频：底片画面103获得底片的方法目前多使用电子工程CAD软件与光学绘图机相连，通过在胶片上曝光、暗房冲洗等工序直接绘制出来。而初期在图纸上通过粘贴导电图形，或者在笔墨绘图机绘出黑白底图，然后再照相制版生成底片的办法，由于精度低、周期长、不易修改等缺陷，现在已经很少使用。视频:软件制图3秒，曝光房3秒，曝光10秒354使用印制板设计软件从事印制电路的设计是保证印制板质量的首要环节，没有高质量的设计图纸，就一定没有高质量的印制板，规定设计者具有一定的电路设计、组件、工艺、计算机软件操作方面的知识与技能。目前最常用的电子设计软件为Protel99SE，AltiumDesigner，Powerpcb，而对于高端设计产品经常使用到Cadence(Orcad）、Mentor、Zuken、Allegro等。视频：软件设计画面24秒+图片：几款软件截图5这是设计单位在使用PCB设计软件设计印制板，可同时产生印制板制作过程中所需的各种图纸，例如组件面、焊接面、助焊层、阻焊层、印字图、钻孔图、装配图等等，特别方便。可以说，现代电子产品的设计离开了计算机的帮助寸步难行。办公室用电脑画面，8秒+软件演示24秒2.裁板序号解说词画面说明画面时间备注1裁板视频：裁板过程5秒加标题2印制板厂购进的整张覆铜板大约1.2米乘以1.4米大小，比生产的印制板大很多，在领料后需要根据产品的大小下料，即按照设计的尺寸使用裁板机裁剪覆铜板。203对于尺寸较小的印制板，为便于生产，也可将几块印制板整齐排布在一张覆铜板上去制作，然后再裁剪开。视频：裁板163.钻孔序号解说词画面说明画面时间备注1钻孔视频：钻床工作5秒加标题2印制板的孔金属化后可实现层与层间电路的电气连接，此外，对THT插装技术，孔的自身也起着固定插件的作用。近年来，由于电路小型化、布线密度提高，初期人工使用钻床钻孔的工艺已经落后，取而代之的是数控技术，电子CAD生成的钻孔数据输入电脑，则数控钻床在程序的控制下自动移动钻头，找准位置钻孔。42秒3这是单头钻机在工作，这是多头钻机在同时工作，通常可以同时钻透几块覆铜板，大大提高了生产精度和劳动效率。单头钻机4+154钻完孔的覆铜板要磨板，去除因钻孔生成的毛刺。洗板画面11秒4.孔金属化序号解说词画面说明画面时间备注1孔金属化视频：车间孔金属化5秒加标题2印制板孔金属化是印制板制造的关键技术之一。7秒3金属化孔是指顶层和底层之间的孔壁上用化学反映将一层薄铜镀在孔的内壁上，厚度约5微米，使得印制电路板的顶层与底层互相连接。二维动画：双层板的纵剖面解析图，箭头标注铜箔，绝缘基板，孔壁，8秒；孔壁出现一层薄铜12秒，标注厚度5微米20秒4在实际生产中，钻孔后的覆铜板要通过去油、浸清洗液、孔壁活化、化学沉铜、以及电镀沉铜等一系列工艺过程才干完毕。视频：孔金属化设备工作24秒5.清洗检查序号解说词画面说明画面时间备注1清洗检查清洗画面5加标题2金属化孔是印制板生产重要工序，一旦发生质量问题，将影响电气连通，所以，通过化学镀铜的覆铜板在进入下一道工序前要清洗、检查。216.图形转移序号解说词画面说明画面时间备注1图形转移丝印感光胶5秒加标题2图形转移是指把底片上的电路图形转印到覆铜板上的过程，其方法有光化学法、丝网漏印等。3光化学法精度高，它是将通过表面清洗解决过的覆铜板涂覆一层厚度均匀的感光胶膜，4然后烘干烘箱5将底片精拟定位在已涂感光胶的覆铜板上曝光底片贴板曝光6显影显影机后跟清洗7没有被感光的胶膜在温水中溶解、脱落。而留下的印制图形再被固膜、粗化。丝网漏印与油印相似，工艺简朴，精度不高，常用于印字符、涂阻焊剂等。此外，单面印制板也常用丝网法转移图形。丝印7.镀铜序号解说词画面说明画面时间备注1镀铜视频：镀铜设备工作5加标题2通过金属化孔工艺所生成的金属孔壁很薄，需要通过一定的化学反映（钯核活化诱发化学沉铜自催化反映），使沉铜达成约20微米的厚度，从而在孔壁及板面上沉积一层化学铜。达成所预期的导电性能与机械强度。二维动画:显影、固膜之后，导线部分可以看出。已经孔金属化的孔壁上有一层薄薄的铜（闪烁）8秒；铜变厚（闪烁）15秒233这是自动二次镀铜设备在工作。镀铜设备工作108.蚀刻序号解说词画面说明画面时间备注1蚀刻视频：蚀刻设备工作5加标题2化学蚀刻是运用化学的方法腐蚀掉板上不需要的铜箔，留下电路图形。常用的蚀刻液有酸性氯化铜、碱性氯化铜、过氧化氢-硫酸等。作为传统蚀刻液的三氯化铁再生难，污染严重，已被淘汰，只合用于实验室少量加工。这是蚀刻机在工作。3这是通过蚀刻所生成的印制板，导电图形终于清楚可见。视频：印制板从蚀刻设备出来的特写9.清洗序号解说词画面说明画面时间备注1清洗清洗画面5加标题2通过化学蚀刻的印制板，残留许多化学溶液，需要通过清洗，干燥，以便进入下一道工序。1510.阻焊剂序号解说词画面说明画面时间备注1阻焊剂视频：丝印阻焊剂5加标题2阻焊剂是一种耐高温的绝缘涂料，上阻焊剂的作用是限定焊接区域，防止搭焊导致短路，以及防止受潮对板面铜箔的侵蚀。这是工作人员通过丝网漏印技术在丝印阻焊剂。2511.助焊剂序号解说词画面说明画面时间备注1助焊剂丝印5加标题2为提高印制电路的性能，便于自动化焊接，可以在导电图形上涂敷一层金属，其作用是保护铜箔、增长可焊性和抗腐蚀抗氧化。223常用的涂覆层为铅锡合金，成本低，应用最广泛。这是工人在给已经上好阻焊剂的印制板上喷锡；喷锡4这是上过铅锡合金的印制板在自动进行波峰焊。波峰焊机5除了铅锡合金，金与银也被用来增长导电性，但是，它是通过化学镀金或镀银的工艺来完毕。其中，镀金层多用于插头，俗称金手指，例如我们常见的计算机插板；镀银法多用于高频电路为减少表面阻抗所用。图片：金手指12.丝印序号解说词画面说明画面时间备注1丝印丝印：字符5加标题2为便于安装与维修方便，元器件最佳等用字符标记出来，这同样可以通过丝网印刷技术来实现，通常在组件面丝印有白色或黄色的字符，便于电路与元器件的标记。用于上阻焊剂与丝印字符的图形同样可以通过电子工程CAD软件一次完毕。13.修边序号解说词画面说明画面时间备注1修边5加标题2最后一道生产工序是修边。去掉毛刺、通过铣床将外形成型，再通过高压清洗，送到电针测试，最后将通过检查合格的电路板包装起来，交付客户使用。（三）印制板生产过程序号解说词画面说明画面时间备注1印制板生产过程生产车间远景5加标题2了解了生产的基本工序之后，就不难知道工厂如何将所需的印制板成批生产出来。现在，我们来到某印制版厂，以一个双面印制板的生产为例，来看一看它的生产过程。3一方面，设计人员根据电路原理图与板面尺寸的规定，使用计算机辅助设计软件进行元器件布局、设立布线规则，自动布线，产生所需的电子文献，交给光绘机制版，产生各种转印底片。电脑操作绘图软件后底片特写4生产车间将覆铜板下料，根据成品板的大小裁剪成便于加工的尺寸裁板145然后交数控钻床钻孔多头钻床6钻好孔的覆铜板经磨板解决后送去化学沉铜，生成金属化孔，沉铜设备金属化孔后的覆铜板经检查解决后上一层感光胶，烘干后将底片放在覆铜板上曝光、显影涂覆感光胶，烘干后将底片放在覆铜板上曝光、显影通过电镀铜工艺使孔壁电镀层加厚。二次电镀设备7通过蚀刻、清洗，留下导电图形蚀刻机8经检查，再通过丝印涂覆防止焊接的阻焊剂丝印阻焊剂以及丝网漏印字符丝网漏印字符再喷涂一层助焊剂铅锡合金，这既可帮助焊接，又可防止氧化热风整平最后由铣床铣出印制板的外型铣床通过高压清洗、电针测试、成品检查、包装，最后，一批合格的双面印制板就可以出厂了。点阵测试机，线路检查，包装当前，随着微电子技术的发展，印制板生产也在向高精密、多层以及表面安装技术方向发展。印制电路技术就象集成电路那样成为衡量一个国家电子技术水平的一个标志。目前，我国已经发展成为印制板生产的大国。毫不夸张地说，没有印制板就没有现代电子信息产业的高速发展。让我们了解印制板，设计与生产出更高质量的电子产品，为我国的经济腾飞做出奉献！车间女工拿起PCB板，火箭发射中心控制室，火箭发射画面。