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電子組裝基板

發(fā)布時間:2011/8/24 14:45:48 訪問次數(shù):2607

    板級組裝和整機組裝所用的基板即常規(guī)印制電路板,是電子基板技術(shù)的主流,已經(jīng)成為電子制造技術(shù)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
    1.組裝印制電路板的組成
    印制電路板由基材——黏覆銅箔的絕緣板經(jīng)過幾十道工序加工而成,普通印制電路板主要由基板、導電圖形、金屬表面鍍層及保護涂覆層等組成。
    (1)基板  由基材構(gòu)成的起承載元器件和結(jié)構(gòu)支撐作用的絕緣板。基材品種很多,大體上分為兩大類,即有機類基板材料和無機類基板材料。有機類基板材料是指用增強材料如玻璃纖維布(纖維紙、玻璃氈等),浸以樹脂黏合劑,通過烘干成基板坯料;無機類基板主要是陶瓷板、玻璃和瓷釉基板。
    (2)導電圖形  由以銅為代表的導電材料,通過某種方式黏敷在基板上構(gòu)成電路連接或印制元件的導電圖形。目前廣泛采用的印制電路板制造工藝是在基材上黏壓一定厚度的銅箔,通過圖形轉(zhuǎn)移和蝕刻等技術(shù)制作出需要的圖形,不同導電層之間的連接則是通過金屬化孔技術(shù)來實現(xiàn)的。
    (3)表面鍍層為了保護導電圖形并且增強焊盤可焊性而在導電圖形上涂敷的一種表面涂敷保護層,例如銀或錫及其合金。這種表面鍍層直接影響電路板組裝焊接性能,是印制電路板的重要組成部分。
    (4)保護涂覆屢  為了防止導電圖形上不需要連接部分在焊接時被潤濕,或者用于保護導電圖形的可焊性而在印制電路板表面涂覆的保護層,前者稱為阻焊層,后者稱為助焊層。在一些要求不高的電路板中助焊層可代替表面鍍層,例如在裸銅圖形上涂覆松香助焊劑。
    目前常用環(huán)氧樹脂作為黏合劑與增強材料玻璃絲布構(gòu)成基板,加上銅箔構(gòu)成覆銅箔層壓板,在經(jīng)過一系列制造工藝將導電圖形和孔按設(shè)計要求完成后還要在導電圖形表面涂敷保護層或合金層,并在不需要焊接的部位涂敷阻焊層。圖4.4.6是典型的印制電路板結(jié)構(gòu)示意圖。

                  

    2.印制電路的制造
    1)印制電路基本制造方法
    在基板上再現(xiàn)導電圖形有兩種基本方式。

    (1)減成法
    這是最普遍采用的方式,即先在基板上敷滿銅箔,然后用化學或機械方式除去不需要的部分,常用有以下兩種方法:
    ①蝕刻法采用化學腐蝕辦法除去不需要的銅箔,這是目前最主要的制造方法,后面將專門介紹。
    ②雕刻法  用機械加工方法除去不需要的銅箔,這在單件試制或業(yè)余條件下可快速制出印制電路板,圖4.4.7所示為一種計算機控制的印制電路板雕刻機。
    雕刻法由于效率低、速度慢,不適合批量生產(chǎn)。
    蝕刻法由于技術(shù)成熟、效率高,是當前的主流技術(shù),但其制造工藝復雜并且存在環(huán)境污染和生態(tài)方面問題。

                      

    (2)加成法
    這是另一種制作印制電路板的方式:在絕緣基板上用某種方式敷設(shè)所需的印制電路圖形。敷設(shè)印制電路的方法有絲印電鍍法、粘貼法以及近年興起的打印法等。
    理論上加成法具有材料利用率高,環(huán)境污染輕的優(yōu)勢,但面臨眾多技術(shù)難題而未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。打印法有望成為未來新寵,不過實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還有很長的路要走。
    2)典型的雙面板制造工藝
    印制電路板制造工藝技術(shù)在不斷進步,不同條件、不同規(guī)模的制造廠采用的工藝技術(shù)不犀相同。當前使用最廣泛的是銅箔蝕刻法,即將設(shè)計好的圖形通過圖形轉(zhuǎn)移在敷銅板上形成防蝕圖形,然后用化學蝕刻除去不需要的銅箔,從而獲得導電圖形。
    實際生產(chǎn)中,制造印制電路板要經(jīng)過幾十個工序。圖4.4.8是典型的雙面板制造工藝流程簡圖。

              
   
    印制電路板制造過程中,孔金屬化和圖形電鍍蝕刻是關(guān)鍵,圖4.4.9是采用于膜電鍍工藝的雙面板制造過程示意圖。

           
    3)典型的多層板制造工藝
    對于多層PCB,根據(jù)所需的層數(shù),將稱作核心的幾個雙面薄層相互疊在一起,用絕緣材料(預浸)分開,然后層壓在一起。多層
PCB制造中所涉及的工藝描述如下。
    (1)內(nèi)層制造(見圖4.4.10)

                  
    (2)坯料壓制
    把所有多層板材料放在一起,就形成多層板的坯料。坯料包含內(nèi)層的雙面板、外層銅箔及半固化片。如圖4-4.1l所示,是常用的4
層板坯料壓制示意圖,疊層開始時為第1層——片銅箔,然后是一片半固化片(又稱預浸板),加代表第2~3層的內(nèi)芯,然后又是一片半固化片,最后是作為第4層的銅箔。

             


    (3)外層加工
    坯料形成后,需要使用許多同內(nèi)層相同的加工步驟在坯料上創(chuàng)建外層線路以及建立層間互聯(lián)。外層加工如圖4.4.12所示。         T74LS174B

                                 

    板級組裝和整機組裝所用的基板即常規(guī)印制電路板,是電子基板技術(shù)的主流,已經(jīng)成為電子制造技術(shù)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。
    1.組裝印制電路板的組成
    印制電路板由基材——黏覆銅箔的絕緣板經(jīng)過幾十道工序加工而成,普通印制電路板主要由基板、導電圖形、金屬表面鍍層及保護涂覆層等組成。
    (1)基板  由基材構(gòu)成的起承載元器件和結(jié)構(gòu)支撐作用的絕緣板;钠贩N很多,大體上分為兩大類,即有機類基板材料和無機類基板材料。有機類基板材料是指用增強材料如玻璃纖維布(纖維紙、玻璃氈等),浸以樹脂黏合劑,通過烘干成基板坯料;無機類基板主要是陶瓷板、玻璃和瓷釉基板。
    (2)導電圖形  由以銅為代表的導電材料,通過某種方式黏敷在基板上構(gòu)成電路連接或印制元件的導電圖形。目前廣泛采用的印制電路板制造工藝是在基材上黏壓一定厚度的銅箔,通過圖形轉(zhuǎn)移和蝕刻等技術(shù)制作出需要的圖形,不同導電層之間的連接則是通過金屬化孔技術(shù)來實現(xiàn)的。
    (3)表面鍍層為了保護導電圖形并且增強焊盤可焊性而在導電圖形上涂敷的一種表面涂敷保護層,例如銀或錫及其合金。這種表面鍍層直接影響電路板組裝焊接性能,是印制電路板的重要組成部分。
    (4)保護涂覆屢  為了防止導電圖形上不需要連接部分在焊接時被潤濕,或者用于保護導電圖形的可焊性而在印制電路板表面涂覆的保護層,前者稱為阻焊層,后者稱為助焊層。在一些要求不高的電路板中助焊層可代替表面鍍層,例如在裸銅圖形上涂覆松香助焊劑。
    目前常用環(huán)氧樹脂作為黏合劑與增強材料玻璃絲布構(gòu)成基板,加上銅箔構(gòu)成覆銅箔層壓板,在經(jīng)過一系列制造工藝將導電圖形和孔按設(shè)計要求完成后還要在導電圖形表面涂敷保護層或合金層,并在不需要焊接的部位涂敷阻焊層。圖4.4.6是典型的印制電路板結(jié)構(gòu)示意圖。

                  

    2.印制電路的制造
    1)印制電路基本制造方法
    在基板上再現(xiàn)導電圖形有兩種基本方式。

    (1)減成法
    這是最普遍采用的方式,即先在基板上敷滿銅箔,然后用化學或機械方式除去不需要的部分,常用有以下兩種方法:
    ①蝕刻法采用化學腐蝕辦法除去不需要的銅箔,這是目前最主要的制造方法,后面將專門介紹。
    ②雕刻法  用機械加工方法除去不需要的銅箔,這在單件試制或業(yè)余條件下可快速制出印制電路板,圖4.4.7所示為一種計算機控制的印制電路板雕刻機。
    雕刻法由于效率低、速度慢,不適合批量生產(chǎn)。
    蝕刻法由于技術(shù)成熟、效率高,是當前的主流技術(shù),但其制造工藝復雜并且存在環(huán)境污染和生態(tài)方面問題。

                      

    (2)加成法
    這是另一種制作印制電路板的方式:在絕緣基板上用某種方式敷設(shè)所需的印制電路圖形。敷設(shè)印制電路的方法有絲印電鍍法、粘貼法以及近年興起的打印法等。
    理論上加成法具有材料利用率高,環(huán)境污染輕的優(yōu)勢,但面臨眾多技術(shù)難題而未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。打印法有望成為未來新寵,不過實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還有很長的路要走。
    2)典型的雙面板制造工藝
    印制電路板制造工藝技術(shù)在不斷進步,不同條件、不同規(guī)模的制造廠采用的工藝技術(shù)不犀相同。當前使用最廣泛的是銅箔蝕刻法,即將設(shè)計好的圖形通過圖形轉(zhuǎn)移在敷銅板上形成防蝕圖形,然后用化學蝕刻除去不需要的銅箔,從而獲得導電圖形。
    實際生產(chǎn)中,制造印制電路板要經(jīng)過幾十個工序。圖4.4.8是典型的雙面板制造工藝流程簡圖。

              
   
    印制電路板制造過程中,孔金屬化和圖形電鍍蝕刻是關(guān)鍵,圖4.4.9是采用于膜電鍍工藝的雙面板制造過程示意圖。

           
    3)典型的多層板制造工藝
    對于多層PCB,根據(jù)所需的層數(shù),將稱作核心的幾個雙面薄層相互疊在一起,用絕緣材料(預浸)分開,然后層壓在一起。多層
PCB制造中所涉及的工藝描述如下。
    (1)內(nèi)層制造(見圖4.4.10)

                  
    (2)坯料壓制
    把所有多層板材料放在一起,就形成多層板的坯料。坯料包含內(nèi)層的雙面板、外層銅箔及半固化片。如圖4-4.1l所示,是常用的4
層板坯料壓制示意圖,疊層開始時為第1層——片銅箔,然后是一片半固化片(又稱預浸板),加代表第2~3層的內(nèi)芯,然后又是一片半固化片,最后是作為第4層的銅箔。

             


    (3)外層加工
    坯料形成后,需要使用許多同內(nèi)層相同的加工步驟在坯料上創(chuàng)建外層線路以及建立層間互聯(lián)。外層加工如圖4.4.12所示。         T74LS174B

                                 

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