印制板的制造工艺技术在不断进步,不同类型和不同要求的印制板要采用不同的制造工艺。当前使用最广泛的是铜箔蚀刻法,其制造工艺流程如图5.3-1所示,即将设计好的图形转移到覆铜板上形成防蚀图形,然后用化学蚀刻除去不需要的铜箔,从而获得导电图形。
图5.3-1 印制电路板制造工艺流程
一、底图胶片制版
在印制板的生产过程中,无论采用什么方法都需要使用1∶1的底图胶片。获得底图胶片通常有两种途径:一种是利用电子设计自动化(Electronics Design Automation,EDA)软件和光学绘图机直接绘制出来;另一种是先绘制黑白底图,再经过照相制版得到。
1.EDA光绘法
这种方法是在应用EDA软件布线后,用获得的数据文件来驱动光学绘图机,使感光胶片曝光,经过暗室操作制成原版底片。EDA光绘法制作的底图胶片精度高、质量好,但需要比较昂贵、复杂的设备和具有一定技术能力的专业人员进行操作,所以成本较高。
2.照相制版法
用绘制好的黑白底图照相制版,版面尺寸通过调节焦距准确达到印制板的设计尺寸,整个制版过程与普通照相大体相同。
二、印制电路板的机械加工
印制板的外形和各种用途的孔(引线孔、通孔、机械安装孔、定位孔、检测孔等)都是通过机械加工完成的,随着电子技术的发展,其加工尺寸和精度要求越来越高。
三、孔的金属化与金属涂覆
1.孔的金属化
当双面印制板两面的导线或焊盘需要连通时,可以通过金属化孔实现。即把铜沉积在贯通两面导线或焊盘的孔壁上,使原来非金属的孔壁金属化。在双面或多层印制板的制造过程中,孔的金属化是一道必不可少的工序。
孔的金属化方法很多,有板面电镀法、图形电镀法、反镀漆膜法、堵孔法、漆膜法等。无论采用哪种方法,在孔的金属化过程中都需要经过钻孔、孔壁处理、化学沉铜、电镀铜加厚等工序。
2.金属涂覆
为提高印制板的导电、可焊性能,延长印制板的使用寿命,提高电气连接的可靠性,可以在印制板图形铜箔上涂覆一层金属。金属镀层的材料有金、银、锡、铅锡合金等,涂覆方法可用电镀或化学镀等方法。
电镀法可使镀层致密、牢固、厚度均匀可控,但设备复杂、成本高,多用于要求较高的印制板和镀层,如插头部分镀金等。化学镀虽然设备简单、操作方便、成本低,但镀层厚度有限且牢固性差,因而只适用于改善可焊性的表面涂覆,如印制板铜箔图形镀银等。
四、图形转移(www.daowen.com)
图形转移就是将电路图形由底图胶片转移到印制板上。常用方法有丝网漏印法和光化学法。
1.丝网漏印法
在丝网上涂敷、黏附一层漆膜或胶膜,然后将印制电路图制成镂空图形,经过贴膜、曝光、显影、去膜等工艺过程,即可制成用于漏印的电路图形丝网。在漏印时,只需将覆铜板在底座上定位,使丝网与覆铜板直接接触,将印料倒入固定丝网的框内,用橡皮刮板刮压印料,即可在覆铜板上形成由印料组成的图形,之后再进行烘干和修版。
丝网漏印多用于批量生产,印制单面板导线、焊盘或板面上的文字符号。在简易的制板工艺中,可以用助焊剂和阻焊涂料作为漏印材料,即先用助焊剂漏印焊盘,再用阻焊材料套印焊盘之间的印制导线,待漏印材料干燥以后进行腐蚀,腐蚀掉覆铜板上不要的铜箔后,助焊剂与焊盘、阻焊涂料与印制导线均留在印制板上。
2.直接感光法
直接感光法是一种光化学法,感光材料为液体感光胶,适用于品种多、批量小的印制板生产,它的尺寸精度高,工艺简单,外框架对单面板或双面板都能应用。直接感光法的主要工艺流程为覆铜板表面处理、上胶、曝光、显影、固膜和修板。
3.光敏干膜法
光敏干膜法也是一种光化学法,但感光材料是一种由聚酯薄膜、感光胶膜、聚乙烯薄膜3层材料组成的薄膜类光敏干膜。光敏干膜法的主要工艺流程为覆铜板表面处理、贴膜、曝光、显影和修板。
五、化学蚀刻
化学蚀刻是利用化学方法去除板上不需要的铜箔,留下组成焊盘、印制导线及符号等的图形。
常用的蚀刻溶液为三氯化铁,它蚀刻速度快、质量好、溶铜量大、溶液稳定、价格低廉。此外,还有适用于不同场合的其他类型的蚀刻液,如酸性氯化铜蚀刻液、碱性氯化铜蚀刻液、过氧化氢-硫酸蚀刻液等。
六、助焊和阻焊处理
根据不同需要可以对印制板进行助焊和阻焊处理。
1.助焊处理
指在印制板电路图形的表面上喷涂助焊剂,既可以保护镀层不被氧化,又能提高可焊性,酒精松香水是最常用的助焊剂。
2.阻焊处理
指在印制板上涂覆阻焊涂料或薄膜。除了焊盘和元器件引线孔外,印制板的其他部位均在阻焊层之下。阻焊处理的作用是限定焊接区域,防止焊接时搭焊、桥连等造成短路,改善焊接的准确性,减少虚焊;防护机械损伤,减少潮湿和有害气体对印制板的侵蚀。
在高密度镀铅锡合金印制板和采用自动焊接工艺的印制板上,为使印制板得到保护并确保焊接质量,均需要涂覆阻焊剂。
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