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PCB的制造過(guò)程
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 更新時(shí)間:2008-7-27 16:32:04  點(diǎn)擊數(shù):3
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影像(成形/導(dǎo)線制作)

制作的第一步是建立出零件間聯(lián)機(jī)的布線。我們采用負(fù)片轉(zhuǎn)印(Subtractive transfer)方式將工作底片表現(xiàn)在金屬導(dǎo)體上。這項(xiàng)技巧是將整個(gè)表面鋪上一層薄薄的銅箔,并且把多余的部份給消除。追加式轉(zhuǎn)印(Additive Pattern transfer)是另一種比較少人使用的方式,這是只在需要的地方敷上銅線的方法,不過(guò)我們?cè)谶@里就不多談了。

如果制作的是雙面板,那么PCB的基板兩面都會(huì)鋪上銅箔,如果制作的是多層板,接下來(lái)的步驟則會(huì)將這些板子黏在一起。

接下來(lái)的流程圖,介紹了導(dǎo)線如何焊在基板上。

正光阻劑(positive photoresist)是由感光劑制成的,它在照明下會(huì)溶解(負(fù)光阻劑則是如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)照明就會(huì)分解)。有很多方式可以處理銅表面的光阻劑,不過(guò)最普遍的方式,是將它加熱,并在含有光阻劑的表面上滾動(dòng)(稱作干膜光阻劑)。它也可以用液態(tài)的方式噴在上頭,不過(guò)干膜式提供比較高的分辨率,也可以制作出比較細(xì)的導(dǎo)線。

遮光罩只是一個(gè)制造中PCB層的模板。在PCB板上的光阻劑經(jīng)過(guò)UV光曝光之前,覆蓋在上面的遮光罩可以防止部份區(qū)域的光阻劑不被曝光(假設(shè)用的是正光阻劑)。這些被光阻劑蓋住的地方,將會(huì)變成布線。

在光阻劑顯影之后,要蝕刻的其它的裸銅部份。蝕刻過(guò)程可以將板子浸到蝕刻溶劑中,或是將溶劑噴在板子上。一般用作蝕刻溶劑的有,氯化鐵(Ferric Chloride),堿性氨(Alkaline Ammonia),硫酸加過(guò)氧化氫(Sulfuric Acid + Hydrogen Peroxide),和氯化銅(Cupric Chloride)等。蝕刻結(jié)束后將剩下的光阻劑去除掉。這稱作脫膜(Stripping)程序。

您可以由下面的圖片看出銅線是如何布線的。

這項(xiàng)步驟可以同時(shí)作兩面的布線。

鉆孔與電鍍

如果制作的是多層PCB板,并且里頭包含埋孔或是盲孔的話,每一層板子在黏合前必須要先鉆孔與電鍍。如果不經(jīng)過(guò)這個(gè)步驟,那么就沒(méi)辦法互相連接了。

在根據(jù)鉆孔需求由機(jī)器設(shè)備鉆孔之后,孔璧里頭必須經(jīng)過(guò)電鍍(鍍通孔技術(shù),Plated-Through-Hole technology,PTH)。在孔璧內(nèi)部作金屬處理后,可以讓內(nèi)部的各層線路能夠彼此連接。在開(kāi)始電鍍之前,必須先清掉孔內(nèi)的雜物。這是因?yàn)闃?shù)脂環(huán)氧物在加熱后會(huì)產(chǎn)生一些化學(xué)變化,而它會(huì)覆蓋住內(nèi)部PCB層,所以要先清掉。清除與電鍍動(dòng)作都會(huì)在化學(xué)制程中完成。

多層PCB壓合

各單片層必須要壓合才能制造出多層板。壓合動(dòng)作包括在各層間加入絕緣層,以及將彼此黏牢等。如果有透過(guò)好幾層的導(dǎo)孔,那么每層都必須要重復(fù)處理。多層板的外側(cè)兩面上的布線,則通常在多層板壓合后才處理。

處理阻焊層、網(wǎng)版印刷面和金手指部份電鍍

接下來(lái)將阻焊漆覆蓋在最外層的布線上,這樣一來(lái)布線就不會(huì)接觸到電鍍部份外了。網(wǎng)版印刷面則印在其上,以標(biāo)示各零件的位置,它不能夠覆蓋在任何布線或是金手指上,不然可能會(huì)減低可焊性或是電流連接的穩(wěn)定性。金手指部份通常會(huì)鍍上金,這樣在插入擴(kuò)充槽時(shí),才能確保高品質(zhì)的電流連接。

測(cè)試

測(cè)試PCB是否有短路或是斷路的狀況,可以使用光學(xué)或電子方式測(cè)試。光學(xué)方式采用掃描以找出各層的缺陷,電子測(cè)試則通常用飛針探測(cè)儀(Flying-Probe)來(lái)檢查所有連接。電子測(cè)試在尋找短路或斷路比較準(zhǔn)確,不過(guò)光學(xué)測(cè)試可以更容易偵測(cè)到導(dǎo)體間不正確空隙的問(wèn)題。

零件安裝與焊接

最后一項(xiàng)步驟就是安裝與焊接各零件了。無(wú)論是THT與SMT零件都利用機(jī)器設(shè)備來(lái)安裝放置在PCB上。

THT零件通常都用叫做波峰焊接(Wave Soldering)的方式來(lái)焊接。這可以讓所有零件一次焊接上PCB。首先將接腳切割到靠近板子,并且稍微彎曲以讓零件能夠固定。接著將PCB移到助溶劑的水波上,讓底部接觸到助溶劑,這樣可以將底部金屬上的氧化物給除去。在加熱PCB后,這次則移到融化的焊料上,在和底部接觸后焊接就完成了。

自動(dòng)焊接SMT零件的方式則稱為再流回焊接(Over Reflow Soldering)。里頭含有助溶劑與焊料的糊狀焊接物,在零件安裝在PCB上后先處理一次,經(jīng)過(guò)PCB加熱后再處理一次。待PCB冷卻之后焊接就完成了,接下來(lái)就是準(zhǔn)備進(jìn)行PCB的最終測(cè)試了。

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