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PCB板制造相关介绍

印制电路板{PCB线路板},又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提供者。那么它是如何制造的呢?接下来为您详细介绍。

基材
基材普遍是以基板的绝缘部分作分类,常见的原料为电木板、玻璃纤维板,以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以玻璃纤维、不织物料、以及树脂组成的绝缘部分,再以环氧树脂和铜箔压制成“黏合片”(prepreg)使用。
Xgs游戏机电路设计而常见的基材及主要成份有:
FR-1 ──酚醛棉纸,这基材通称电木板(比FR-2较高经济性)
FR-2 ──酚醛棉纸,
FR-3 ──棉纸(Cotton paper)、环氧树脂
FR-4 ──玻璃布(Woven glass)、环氧树脂
FR-5 ──玻璃布、环氧树脂
FR-6 ──毛面玻璃、聚酯
G-10 ──玻璃布、环氧树脂
CEM-1 ──棉纸、环氧树脂(阻燃)
CEM-2 ──棉纸、环氧树脂(非阻燃)
CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂
CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂
CEM-5 ──玻璃布、多元酯
AIN ──氮化铝
SIC ──碳化硅
金属涂层
金属涂层除了是基板上的配线外,也就是基板线路跟电子元件焊接的地方。此外,由于不同的金属价钱不同,因此直接影响生产的成本。另外,每种金属的可焊性、接触性,电阻阻值等等不同,这也会直接影响元件的效能。
常用的金属涂层有:铜、锡(厚度通常在5至15μm)、铅锡合金(或锡铜合金,即焊料,厚度通常在5至25μm,锡含量约在63%)、金(一般只会镀在接口)、银(一般只会镀在接口,或以整体也是银的合金)。
线路设计
印制电路板的设计是以电路原理图为蓝本,实现电路使用者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要内部电子元件、金属连线、通孔和外部连接的布局、电磁保护、热耗散、串音等各种因素。优秀的线路设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现,但复杂的线路设计一般也需要借助计算机辅助设计(CAD)实现,而著名的设计软件有OrCAD、Pads (也即PowerPCB)、Altium designer (也即Protel)、FreePCB、CAM350等
基本制作
根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。
减去法
减去法(Subtractive),是利用化学品或机械将空白的电路板(即铺有完整一块的金属箔的电路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的电路。
丝网印刷:把预先设计好的电路图制成丝网遮罩,丝网上不需要的电路部分会被蜡或者不透水的物料覆盖,然后把丝网遮罩放到空白线路板上面,再在丝网上油上不会被腐蚀的保护剂,把线路板放到腐蚀液中,没有被保护剂遮住的部份便会被蚀走,最后把保护剂清理。
感光板:把预先设计好的电路图制在透光的胶片遮罩上(最简单的做法就是用打印机印出来的投影片),同理应把需要的部份印成不透明的颜色,再在空白线路板上涂上感光颜料,将预备好的胶片遮罩放在电路板上照射强光数分钟,除去遮罩后用显影剂把电路板上的图案显示出来,最后如同用丝网印刷的方法一样把电路腐蚀。
刻印:利用铣床或雷射雕刻机直接把空白线路上不需要的部份除去。
加成法
加成法(Additive),现在普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上,覆盖光阻剂(D/F),经紫外光曝光再显影,把需要的地方露出,然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规格,再镀上一层抗蚀刻阻剂-金属薄锡,最后除去光阻剂(这制程称为去膜),再把光阻剂下的铜箔层蚀刻掉。
积层法
积层法是制作多层印刷电路板的方法之一。是在制作内层后才包上外层,再把外层以减去法或加成法所处理。不断重复积层法的动作,可以得到再多层的多层印刷电路板则为顺序积层法。
1.内层制作
2.积层编成(即黏合不同的层数的动作)
3.积层完成(减去法的外层含金属箔膜;加成法)
4.钻孔
Panel法
1.全块PCB电镀
2.在表面要保留的地方加上阻绝层(resist,防以被蚀刻)
3.蚀刻
4.去除阻绝层
Pattern法
1.在表面不要保留的地方加上阻绝层
2.电镀所需表面至一定厚度
3.去除阻绝层
4.蚀刻至不需要的金属箔膜消失
完全加成法
1.在不要导体的地方加上阻绝层
2.以无电解铜组成线路
部分加成法
1.以无电解铜覆盖整块PCB
2.在不要导体的地方加上阻绝层
3.电解镀铜
4.去除阻绝层
5.蚀刻至原在阻绝层下无电解铜消失
ALIVH
ALIVH(Any Layer Interstitial Via Hole,Any Layer IVA)是日本松下电器开发的增层技术。这是使用芳香族聚酰胺(Aramid)纤维布料为基材。
1.把纤维布料浸在环氧树脂成为“黏合片”(prepreg)
2.雷射钻孔
3.钻孔中填满导电膏
4.在外层黏上铜箔
5.铜箔上以蚀刻的方法制作线路图案
6.把完成第二步骤的半成品黏上在铜箔上
7.积层编成
8.再不停重复第五至七的步骤,直至完成
B2it
B2it(Buried Bump Interconnection Technology)是东芝开发的增层技术。
1.先制作一块双面板或多层板
2.在铜箔上印刷圆锥银膏
3.放黏合片在银膏上,并使银膏贯穿黏合片
4.把上一步的黏合片黏在第一步的板上
5.以蚀刻的方法把黏合片的铜箔制成线路图案
6.再不停重复第二至四的步骤,直至完成。


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