印制电路板制作浅析
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2021-01-20
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印制电路板制作浅析印制电路板制作浅析
近些年来,电子产品已经遍布军事装备、计算机、通信设备、移动存储设备、移动通讯设备等相关领域,并在体
积、集成度、功能等方面要求越来越高,消费类电子以每年数代的发展速度更新,作为电子产品的重要组成部分电
路板打样也在不断地完善、更新。中国现在已经是世界印制电路板(PCB)产量大国,PCB品种从单面到双面、到
4-24层的多层板;从通孔导通技术到盲孔导通技术,再到HDI(High Density Intercon Nection)高密度内部互连技术,
技术水平不断进步。制板手段也是层出不穷,不同的制板工艺也根据其应用对象不同也各有优劣。目前,印制电路
板的制作主要应用于两方面,一是企业量产,二是学校教学与科
近些年来,电子产品已经遍布军事装备、计算机、通信设备、移动存储设备、移动通讯设备等相关领域,并在体积、集成
度、功能等方面要求越来越高,消费类电子以每年数代的发展速度更新,作为电子产品的重要组成部分电路板打样也在不断地完
善、更新。中国现在已经是世界印制电路板(PCB)产量大国,PCB品种从单面到双面、到4-24层的多层板;从通孔导通技术到盲
孔导通技术,再到HDI(High Density Intercon Nection)高密度内部互连技术,技术水平不断进步。制板手段也是层出不穷,不同的
制板工艺也根据其应用对象不同也各有优劣。目前,印制电路板的制作主要应用于两方面,一是企业量产,二是学校教学与科研。
1 印制电路板的发展
印制电路板(Printed Circuit Board)简称PCB,又称印制板,是电子产品的重要部件之一。印制电路就是按照预先设计的电
路,利用印刷法在绝缘基板的表面或其内部形成的用于元器件之间连接的导电图形。用印制电路板制造的电子产品具有可靠性
高、一致性好、机械强度高、重量轻、体积小、易于标准化等优点。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、
通信设备、电子雷达系统,只要存在电子元器件,它们之间的电气互连就要使用印制板。在电子产品的研制过程中,影响电子产品
成功的基本因素之一就是该产品的印制板的设计和制造。
单面敷铜板的发明,成为电路板设计与制作新时代的标志。布线设计和制作技术都已发展成熟。先在敷铜板上用模板印制
防腐蚀膜图,然后再腐蚀刻线,这种技术就像在纸上印刷那样简便,“印刷电路板”因此得名。印制电路板的应用大幅度降低了生产
成本。随着电子技术发展和印制板技术的进步,出现了双面板,即在板子两面都敷铜,两面都可腐蚀刻线。
随着电子产品生产技术的发展,人们开始在双面电路板的基础上发展夹层,其实就是在双面板的基础上叠加上一块单面板,这
就是多层电路板。起初,夹层多用做大面积的地线、电源线的布线,表层都用于信号布线。后来,要求夹层用于信号布线的情况越
来越多,这使电路板的层数也要增加。但夹层不能无限增加,主要原因是成本和厚度问题。
印制板从单层到双面板、多层板和挠性板以及软、硬板(RigidFlex PCB),并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发
展。不断缩小体积、减少成本、提高性能。
2 印制电路板的分类与功能
印制电路板根据制作材料可分为刚性印制板和挠性印制板,也称作硬板和软板。刚性印制板有酚醛纸质层压板、环氧纸质
层压板、聚酯玻璃毡层压板、环氧玻璃布层压板。挠性印制板又称为软性印制电路板即FPC(Flexible Printed Circuit),软性电路
板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高可靠性和较高曲挠性的印制电路板。这种电路板散热性好,即可弯曲、折
叠、卷挠,又可在三维空间随意移动和伸缩。可利用FPC缩小体积,实现轻量化、小型化、薄型化,从而实现元件装置和导线连接
一体化。FPC被广泛应用于电子、计算机、通信、航天及家电等行业。
印制电路板在电子设备中为集成电路等各种电子元器件固定、装配提供机械支撑,实现集成电路等各种电子元器件之间的
布线和电气连接或电绝缘,提供所要求的电气特性。为自动焊接提供阻焊图形,为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
3 印制电路板的基本工艺分类
印制电路板的制作方法有很多,但从理论上大体分为三种:
1)减成法:先用化学法或丝网印法或电镀法在覆铜箔板的铜表面上,将一定的电路图形转移上去(这些图形由一定的抗蚀材料
组成),然后再用化学腐蚀的方法,将不必要的部分蚀刻掉,留下所需要的电路图形。
2)半加成法:如果要制作更加精细的线路,可采用半加成法。这种工艺是先用感光抗蚀剂在板面形成图形,然后进行图形电
镀,再经过退膜和差分蚀刻工艺,就能得到我们需要的精细线路。半加成法的基材多选用5mm及其以下的薄铜箔,可以使用较厚的
抗蚀层,能够制作20?m以下的线路。
3)加成法:加成法是利用绝缘基材直接加工形成导体电路图形的方法。加成法工艺流程:层压板下料→涂催化性粘接剂→负
像图形转移(贴干膜→曝光→显影)→粗化→化学镀铜→去干膜→精细线路,由于加成法使用的是化学方法来加厚铜,所以,生产效
率低。
目前的制作中还是以减成法为基本工艺。
4 印制电路板制作方法
4.1 热转印法
这是以前高校经常使用的简易的电路板制作工艺,其主要工艺流程是:用打印机在热转印纸上打印电路图形将带有图形的热
转印纸覆在覆铜板上经过热转印机撕掉热转印纸用药水腐蚀出图形用台钻手工钻孔用砂纸将线路表面的碳粉打磨掉。这种工艺
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