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電路板

PCB的制造方法

文章出處:網(wǎng)責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2017-07-24 17:55:00

PCB(Printed Circuit Board),中文名稱(chēng)為印制電路板,又稱(chēng)印刷電路板、印刷線(xiàn)路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的,故被稱(chēng)為“印刷”電路板。PCB制造方法有加成法、減成法兩類(lèi)。 

 

    加成法:在未敷銅箔的基材上,有選擇地沉積導(dǎo)電材料而形成導(dǎo)電圖形的印制板PCB。有絲印電鍍法,粘貼法等。 

 

    減成法:在敷銅板上,通過(guò)光化學(xué)法,網(wǎng)印圖形轉(zhuǎn)移或電鍍圖形抗蝕層,然后蝕刻掉非圖形部分的銅箔或采用機(jī)械方式去除不需要部分而制成印制電路板PCB。而減成法中主要有雕刻法和蝕刻法兩種。雕刻法是用機(jī)械加工方法除去不需要的銅箔,在單件試制或業(yè)余條件下可快速制出印制電路板PCB;蝕刻法是采用化學(xué)腐蝕方法減去不需要的銅箔,這是目前最主要的PCB制造方法。下面我們主要了解一下蝕刻法。 

 

    1 圖形電鍍蝕刻法(pattern plating etch process) 

 

    (1)流程以雙面板為例,流程為:下料→鉆孔→PTH (化學(xué)鍍銅)→板面鍍銅→光成像→圖形電鍍→堿性蝕刻→阻焊+字符→熱風(fēng)整平(HAL)→機(jī)加工→電性能測(cè)試(ETest)→FQA→成品。 

 

    (2) 要點(diǎn)僅對(duì)導(dǎo)電圖形進(jìn)行選擇性電鍍。板子鉆孔,化學(xué)鍍銅,光成像以形成導(dǎo)電圖形,這時(shí)候僅對(duì)線(xiàn)路和孔及焊盤(pán)進(jìn)行圖形電鍍銅,使孔內(nèi)平均銅厚大于等于20μm,然后接著鍍錫(錫鍍層作為蝕刻抗蝕層),退除干膜(或濕膜),進(jìn)行堿性蝕刻,從而得到所需要的導(dǎo)線(xiàn)圖形。退掉表面和孔內(nèi)的錫鍍層,網(wǎng)印阻焊和字符,熱風(fēng)整平,機(jī)加工,電性能測(cè)試,得到所需要的PCB. 

 

    (3) 特點(diǎn)工序多,復(fù)雜,但相對(duì)可靠,可做細(xì)線(xiàn)路。歐美、中國(guó)企業(yè)大多數(shù)用此工藝生產(chǎn)。 

 

    2 板面也鍍蝕刻法(panel plating etch process) 

 

    (1)流程下料→鉆孔→PTH (化學(xué)鍍銅)→板面鍍銅→光成像→酸性蝕刻→阻焊+字符→熱風(fēng)整平(HAL)→外形加工→電性測(cè)試(E-Test)→FQA→成品。 

 

    (2) 要點(diǎn) 

 

    ①板材鉆孔和化學(xué)鍍銅(PTH) 后,對(duì)全板面和孔電鍍到所需要的銅厚,使孔內(nèi)平均銅厚大于等于20μm。 

 

    ②僅在孔和圖形上覆蓋干膜,以干膜作抗蝕層。 

 

    ③在酸性蝕刻液中蝕去多余的銅,從而得到所需要的導(dǎo)線(xiàn)圖形。 

 

    (3) 特點(diǎn) 

 

    ①工序較圖形電鍍蝕刻法簡(jiǎn)單,但工藝控制會(huì)困難些。日本不少企業(yè)用此工藝,國(guó)內(nèi)也有少量企業(yè)用此法量產(chǎn)。 

 

    ②難點(diǎn):板面鍍銅層厚度的均勻性較難控制。出現(xiàn)板四周銅層厚,中間薄的現(xiàn)象,蝕刻難以均勻,細(xì)線(xiàn)路難生產(chǎn)。 

 

    ③干膜蓋孔,尤其是孔徑大的孔,如掩蓋不住,蝕刻液進(jìn)到孔內(nèi),孔內(nèi)銅被蝕掉,此板就只能報(bào)廢了。 

 

    3 SMOBC 法(solder mask over bare circuit) 

 

    在裸銅線(xiàn)路上覆蓋阻焊劑,然后進(jìn)行熱風(fēng)整平(hot air leveling) ,或沉Ni/Au,或沉Ag ,或沉Sn ,或OSP (orgamic solderability preserrative,有機(jī)助焊保護(hù)膜)。其目的就是在線(xiàn)路上不要有焊料(Pb-Sn,或金屬層N i/ Au 、Ag 、Sn 、OSP) ,僅孔和焊盤(pán)上涂覆鉛錫(或N i/ Au 、Ag 、Sn 、OSP) 。 

 

    這種工藝起到的作用是:防止印制板在裝配焊接時(shí)引起線(xiàn)路橋接;節(jié)約金屬成本;線(xiàn)路上的阻焊獲得好的附著力。如果線(xiàn)路上是鉛-錫焊料,焊接時(shí)線(xiàn)路的阻焊層會(huì)發(fā)脆。 

 

    SMOBC 實(shí)際上就是圖形電鍍蝕刻法。這個(gè)方法己延續(xù)使用了二三十年。20 世紀(jì)七八十年代,在裸銅線(xiàn)路上涂覆阻焊后,進(jìn)行熱風(fēng)整平,廣東人俗稱(chēng)噴錫。噴的是鉛-錫焊料,Pb: Sn 為37 : 63 或40 : 60 ,這個(gè)合金比例共熔點(diǎn)最低,為183·C , Pb: Sn 為40 : 60 時(shí)共熔點(diǎn)為190·C 。 

 

    熱風(fēng)整平(噴錫)工藝,焊盤(pán)上的Pb-Sn 不夠平整,造成表面貼裝SMT 困難,而純金的可焊性?xún)?yōu)良,在導(dǎo)線(xiàn)圖形、孔、焊盤(pán)上全部鍍上鐮/金(錦作為底層) ,蝕刻后,除孔和焊盤(pán)外全部都涂覆上阻焊劑,僅留下孔和焊盤(pán)為N i/ Au ,代替Pb-Sn ,這就是廣東和香港人所稱(chēng)的水金板工藝。金層是24K 的純金,可焊,很薄,僅O. 05 ~ 0.10μm 。 

 

    需鍍鎳打底,2~5μm厚,再鍍水金。鍍金槽中含金量不多,約為Ig/L 金。要注意的是,這種可焊性薄金同印制板插頭上鍍金層有著本質(zhì)不同,插頭鍍金鍍的是硬金,耐磨,可插拔數(shù)百次,要求金層有一定硬度,金槽中的金液含微量鈷(鎳、銻)元素。 

 

    又由于鉛-錫合金中的鉛有毒,按歐盟指令, 2006 年7 月禁止用鉛。于是SMOBC 工藝的表面涂覆變?yōu)榻裉斓幕瘜W(xué)浸銀、沉錫、沉Ni/Au 、OSP 來(lái)代替Pb-Sn 合金。萬(wàn)變不離其宗,這些工藝歸根結(jié)底都屬于圖形電鍍蝕刻法SMOBC 工藝。

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