現在正式切入到制造電路板的工藝過程。有人會說,你不是講解電路板設計嘛,一個搞設計的,為什么要花這么大的功夫去介紹電路板的工藝?
這是因為無論是電路設計還是電路板設計,都是為了后續能夠制作出良好的電路板,實現其開發的價值與批量生產的目的服務的。如果把生產失敗作為一個好的對手的話,那么我們就應該好好地了解我們的對手。做到知己知彼。
圖8 4層板的制作工藝
(1)繪制膠片使用Laser photo plotters(激光繪圖儀),制作布線膠片,阻焊層膠片,印字膠片等制造工程中所必須的膠片。圖9所示,布線膠片。膠片在粘貼過程中,多少會出現一些誤差,特別是對于特殊制版,誤差會更大一些。所以在電路板設計中要充分考慮到這些誤差所帶來的影響,做出合適的設計。
圖9
(2)板材的裁剪制造電路板的板材在出廠時的尺寸通常是1m×1m 或是1m×1.2m。根據生產的需要裁剪成不同大小的工件(work),根據自己設計的電路板的大小來選擇既定的工件尺寸,避免造成浪費,增加不必要的成本。
(3)內層電路的成形接下來,形成內層的電路布線(圖2的1-5)。將帶有感光的干膜(dry film)粘貼到作為內層的雙面銅板上,再貼緊用于制作內層走線的膠片,進行曝光,然后進行顯像處理,只留下走線所需的地方。這個工程兩面都要進行,通過蝕刻((Etching))裝置,去掉不需要的銅箔。圖8的1~5。
(4)氧化處理(黑化處理)在與外層合成之前,銅箔要進行氧化處理形成細小的凹凸表面。這是為了增加有著絕緣和黏著性的半固化劑(prepreg)和內層間的接觸面積,使黏著度更好。如今為了減輕環境污染,開發出了氧化處理的代替品,且如今的電路板材自身就有很好的接觸性。
(5)層壓處理層壓處理如圖8的6所示,經過氧化處理的內層電路,鋪上半固化劑,再貼上外層銅板。在真空狀態下,邊加熱,邊通過層壓機進行壓縮。半固化劑起著起著粘連和絕緣的作用。經過層壓處理后,和雙面銅板的外觀看起來一樣,此后的工程和兩面銅板的工程一樣。
(6)開孔數控機床進行開孔作業。
(7)去除殘渣因開孔時產生的熱量會導致填充物融化,并附著在電鍍孔的內壁上,可以通過化學藥物來清除,使內壁光滑并增加鍍銅的可靠性。
(8)鍍銅內外層連接需要靠鍍銅來處理,首先是無電解電鍍,形成能夠流通電流的最小厚度。其次,為了達到設計需要的電鍍厚度,進行電解電鍍處理。外層的銅箔因為也附著了鍍銅,外層走線的厚度為銅箔厚度加上電鍍厚度。圖8的8所示
(9)外層電路的形成和形成內層電路的時候一樣,貼上感光的干膜,再緊貼上表層的布線膠片,進行曝光,曝光現象后,只留下走線需要的地方,雙面都進行處理,然后,通過蝕刻處理,把不要的銅箔去掉。圖8的9所示
(10)制作阻焊層為了形成焊盤,需要進行阻焊層(絕緣層)成形處理,同時也是為了保護銅箔和更好的絕緣。方法可以是通過直接貼膠片,或者是先涂樹脂再貼膠片,通過曝光和顯像來除去不需要的地方。圖8的10所示
(11)表面處理沒有阻焊層而露出的銅的部位,為了防止氧化,需要進行有鉛,無鉛的鍍銅,電解或無電解的鍍金,或者水溶性化工清洗劑進行表面處理。
(12)印字印刷通常印字為白色,阻焊層為綠色。對于LED燈電路板,為了達到更好的強化光源的效果,印字為黑色,阻焊層為白色。或者干脆省去印字印刷。
印字印刷可以對安裝和檢查電子元件的編號起到絕大的輔助意義。但為了對電路的保密性,有時候會犧牲掉印字。
(13)外形加工通過數控打孔機床或模具對電路板外形進行處理
(14)電氣檢測工程通過專用電氣檢測設備,對電路板的斷路和短路進行檢測
(15)出貨
檢查電路板板的外觀和數量后就可以出貨了,通常用脫氧素材進行包裝,或者直接拿到安裝元件的工廠。
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原文標題:電路板設計入門:電路板制造的工藝過程
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