电路板的制作工艺

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• （二）印制电路板特点 • 1.单面印制板特点 • 在厚度为0.2 mm～5.0 mm的绝缘基板上一 面覆有铜箔，另一面没有覆铜，通过印制和腐蚀 的方法，在铜箔上形成印制电路，无覆铜一面放 置元器件，因其只能在单面布线，所以设计难度 较双面印制电路板和多层印制电路板的设计难度 大。它适用于一般要求的电子设备，如收音机、 电视机等。
设计草图绘制过程图
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（二） 双面板草图的设计与绘制
• 双面板图的绘制与单面板图差异不大，绘制时一 定要标注清楚元器件面，以便印制图形符号及产 品标记。导线焊盘分布在正反两面。在绘制时应 注意以下几点。 • 1. 元器件布在一面，主要印制导线布在另一面， 两面印制导线尽量避免平行布设，力求相互垂直， 以减少干扰。 • 2 .两面印制导线最好分布在两面，如在一面绘制， 则用双色区别，并注明对应层的颜色。
环氧玻璃布层压板 6
• 2 .根据产品的工作环境要求选用 • 在特种环境条件下工作的电子产品，如高温、高湿、 高寒条件下的产品，整机要求防潮处理等，这类产品的 印制板就要选用环氧玻璃布层压板，或更高挡次的板材， 如宇航、遥控遥测、舰用设备、武器设备等。 • 3 .根据产品的工作频率选用 • 电子线路的工作频率不同，印制板的介质损耗也不 同。工作在30 MHz～100 MHz的设备，可选用环氧 玻璃布层压板。工作在100 MHz以上的电路，各种电 气性能要求相对较高，可选用聚四氟乙烯铜箔板。
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• 3 .图形转移 • 图形转移就是把相片上的印制电路图形转移到覆铜板 上，从而在铜箔表面形成耐酸性的保护层。具体有如下 几种方法。 • （1） 丝网漏印法 • （2）直接感光法 • （3）光敏干膜法 • 4 .腐蚀 • 腐蚀也称蚀刻是制造印制电路板的必不可少的重要工 艺步骤。它利用化学方法去除板上不需要的铜箔，留下 焊盘、印制导线及符号等。常用的蚀刻溶液有三氯化铁、 酸性氯化铜、碱性氯化铜、硫酸―过氧化氢等。
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• 3. 两面焊盘严格对应，可通过针扎孔来将一面焊 盘中心引到另一面。 • 4 .在绘制元件面导线时，注意避让元件外壳、屏 蔽罩等。
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二、印制电路板的类型和特点
• • • • • • （一）印制电路板类型 1 .单面印制电路板 2 .双面印制电路板 3 .多层印制电路板 4 .软印制板软印制板 5 .平面印制电路板
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• 铜箔是覆铜板的关键材料，必须有较高的导电率 和良好的可焊性。铜箔质量直接影响到铜板的质 量，要求铜箔不得有划痕、沙眼和皱折。其铜纯 度不低于99.8%，厚度均匀误差不大于±5。铜 箔厚度选用标准系列为18、25、35、50、70、 105。目前较普遍采用的是35和50厚的铜箔。
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• （二）常用覆铜箔板的种 类 • 1 .酚醛纸质层压板(又称 纸铜箔板) • 它是由纸浸以酚醛树 脂，在一面或两面敷以电 解铜箔，经热压而成。这 种板的缺点是机械强度低、 易吸水及耐高温较差，但 价格便宜。一般用于低频 和一般民用产品中，如收 音机等。
• 典型的有印制板插座和常用插接件，有很多种插接件可 以用于印制电路板的对外连接。
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• 插针式接插件、带状电缆接插件已经得到广泛应用，如图 3.2所示。这种连接方式的优点是可保证批量产品的质量， 调试、维修方便。缺点是因为接触点多，所以可靠性比较 差。
图3.2
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五、印制板制造的基本工序
1.底图的绘制与校验 • （1）尺寸准确，比例在1∶1，2∶1，4∶1中选用。 • （2） 焊盘、线条、插头、元器件安装尺寸，安排合理， 符合标准。 • （3）版面清洁，焊盘、导线应光滑，不应有毛刺，符 合绝缘性能及安全标准。 2 照相制板 • 照相制板就是用照相机从底图上摄取生产使用的掩膜板。 • 通常经过软片剪裁→曝光→显影→定影→水洗→干燥→ 修版，即可做成。
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• 3.转印：将步骤2的热转印纸转印到覆铜板上。该步的 作用是将热转印纸上的图形转移到覆铜板上。操作方法 如下：将打印好的热转印纸覆盖在覆铜板上，送入热转 印机来回压几次，使熔化的墨粉完全吸附在覆铜板上。 待覆铜板冷却后，揭去热转印纸； • 4.修版：检查步骤3的覆铜板热转印效果，是否存在断 线或沙眼，若是，用油性笔进行描修。若无，则跳过此 步，进入步骤5； • 5.蚀刻：蚀刻液一般使用三氯化铁水溶液（或双氧水+ 盐酸+水，比例为2：1：2），浓度在28%~42%之间， 将描修好的印制电路板完全浸没到溶液中，蚀刻印制图 形；
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• 4.根据整机给定的结构尺寸选用 • 如印制板尺寸较大，有大体积的电解电容、较重的变 压器、高压包等器件装入，板材要选用厚一些的，以加 强机械强度，以免翘曲。如果电路板是立式插入，且尺 寸不大，又无太重的器件，板子可选薄些。如印制板对 外通过插座连接时，必须注意插座槽的间隙一般为1.5 mm，若板材过厚则插不进去，过薄则容易造成接触不 良。
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• 9. 修板。将腐蚀好的电路板再一次与原图对照，用刻 刀修整导电条的边缘和焊盘，使导电条边缘平滑无毛刺， 焊点圆润。 • 10.钻孔。按图纸所标元器件引线位置钻孔，孔必须钻 正。孔一定要钻在焊盘的中心且垂直板面。钻孔时，一 定要使钻出的孔光洁、无毛刺。 • 11.涂助焊剂。将钻好孔的电路板放入5%～10%稀硫酸 溶液中浸泡3～5分钟，进行表面处理。取出后用清水冲 洗，然后将铜箔表面擦至光洁明亮为止。最后将电路板 烘烤至烫手时即可喷涂或刷涂助焊剂。待焊剂干燥后， 就可得到所需要的电路板。涂助焊剂的目的是：容易焊 接，保证导电性能，保护铜箔，防止产生铜锈。
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• 5 .根据性能价格比选用 • 设计挡次较高产品的印制板时，一般对覆铜板的价格考 虑较少，或可不予考虑。因为产品的技术指标要求很高， 产品价格十分昂贵，经济效益是不言而喻的。对一般民 用产品在设计时，在确保产品质量的前提下，尽量采用 价格较低的材料。如袖珍收音机的线路板尺寸小，整机 工作环境好，市场价格低廉，选用酚醛纸质板就可以了， 没有必要选用环氧玻璃布层压板一类的板材。
电路板的制作工艺
——电路板生产线组成和岗位操作
目录
• • • • • • • • 一、印制板草图设计 二、印制电路板的类型和特点 三、印制电路板板材 四、印制板对外连接方式的选择 五、印制板制造的基本工序 六、印制电路板的简易制作过程 七、印制电路板的制造工艺 八、PCB设计抗干扰问题
一、印制板草图设计
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• 5.平面印制电路板的特点 • 印制电路板的印制导线嵌入绝缘基板，与基板 表面平齐。一般情况下在印制导线上都电镀一层 耐磨金属层，通常用于转换开关、电子计算机的 键盘等。
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三、印制电路板板材
• （一）覆铜箔板的构成 • 印制板是在覆铜箔板上腐蚀制作出来的。覆铜箔板 就是把一定厚度的铜箔通过粘接剂经过热压，贴附在一 定厚度的绝缘基板上。基板不同，厚度不同，粘接剂不 同，生产出的覆铜箔板性能不同。覆铜箔板的基板是由 高分子合成树脂和增强材料的绝缘层压板。合成树脂的 种类较多，常用的有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯 等。这些树脂材料的性能，决定了基板的物理性质、介 电损耗、表面电阻率等。增强材料一般有纸质和布质两 种，它决定了基板的机械性能，如浸焊性、抗弯强度等。
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四、印制板对外连接方式的选择
• （一）导线连接 • 采用导线焊接方式应该注意如 下几点。 • 1. 线路板的对外焊点尽可能引 到整板的边缘，并按照统一尺 寸排列，以利于焊接与维修。 • 2. 为提高导线连接的机械强度， 避免因导线受到拉扯将焊盘或 印制线条拽掉，应该在印制板 上焊点的附近钻孔，让导线从 线路板的焊接面穿过通孔，在 从元件面插入焊盘孔进行焊接。 • 3. 将导线排列或捆扎整齐，通 过线卡或其他紧固件将线与板 固定，避免导线因移动而折断。
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酚醛纸质层压板
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• 2.环氧玻璃布层压板 • 它是以环氧树脂浸渍无碱玻 璃丝布为材料，经热压制成板并 在其单面或双面敷上铜箔做成的。 这种板工作频率可达100 MHz， 耐热性、耐湿性、耐药性、机械 强度都比较好。常用的有两种， 一种是胺类作固化剂，环氧树脂 浸渍，板质透明度较好，机械加 工性能、耐浸焊性都比较好。另 一种是用环氧酚醛树脂浸渍，拉 弯强度和工作频率较高。 •
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• 5.贴图。用带有单面胶的广告纸或透明胶带覆盖住铜箔 面，用刻刀去除拓图后留在铜箔面的图形以外的广告纸 或透明胶带，注意留下导线的宽度和焊盘的大小。 • 6.腐蚀。将前面处理好的电路板放入盛有腐蚀液的容器 中，并来回晃动。为了加快腐蚀速度可提高腐蚀液的浓 度并加温，但温度不应超过50℃，否则会破坏覆盖膜 使7.其脱落。待板面上没用的铜箔全部腐蚀掉后，立即 将电路板从腐蚀液中取出。 • 清水冲洗。 • 8.除去保护层。
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六、印制电路板的简易制作过程
• （一）电路板的制作过程。 • 1. 选取板材。根据电路的电气功能和使用的环境条件选 取合适的印制板材质。 • 2.下料。按实际设计尺寸剪裁覆铜板，并用平板锉刀或 砂布将四周打磨平整、光滑，去除毛刺。 • 3.清洁板面。将准备加工的覆铜板的铜箔面先用水磨砂 纸打磨几下，然后加水用布将板面擦亮，最后用干布擦 干净。 • 4.图形转移(拓图)。用印制板转印机或复写纸将已设计 好的印制板图形转印
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• 5.金属化孔 • 孔金属化过程中需经过的环节有钻孔、孔壁处理、化 学沉铜和电渡铜加厚。 • 6.金属涂敷 • 为提高印制电路的导电性、可焊性、耐磨性、装饰性， 延长印制板的使用寿命，提高电气可靠性，可在印制板 的铜箔上涂敷一层金属。金属镀层的材料可分为：金、 银、锡、铅锡合金等。目前大部分采用浸锡和镀铅锡合 金的方法来改善可焊性，它具有可焊性好、抗腐蚀能力 强，长时间放置不变色等优点。 • 7 .涂助焊剂与阻焊剂 • 印制板经表面金属涂敷后，根据不同的需要可进行助 焊和阻焊处理。
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七、印制电路板的制造工艺
• （一）单面印制板的快速制作工艺流程 • 1.下料：按照实际设计尺寸用裁板机裁剪覆铜板，去除 四周毛刺。 • 2.打印：将设计好的印制电路板布线图通过激光打印机 打印到热转印纸上。该步骤有两点需要注意： • a、布线图应该镜像打印； • b、布线图必须打印在热转印纸的光面；
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• 它的特点是；(1)与集成电路块配合使用，可以减 小产品的体积与重量；(2)可以增设屏蔽层，以提 高电路的电气性能；(3)电路连线方便，布线密度 高，提高了板面的利用率。
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• 4.挠性印制板的特点 • 基材是软的层状塑料或其他质软膜性材料，如 聚脂或聚亚胺的绝缘材料，其厚度为0.25 m m～1 mm。此类印制板除了质量轻、体积小、 可靠性高以外，最突出的特点是具有挠性，能折 叠、弯曲、卷绕。它也有单层、双层及多层之分， 被广泛用于计算机、笔记本电脑、照相机、摄像 机、通信、仪表等电子设备上。
• （一）草图的具体绘制步骤 • 1、按设计尺寸取方格纸或坐标纸。 • 2、画出板面轮廓尺寸，留出板面 各工艺孔空间，而且还留出图纸 技术要求说明空间。 • 3、用铅笔画出元器件外形轮廓， 小型元件可不画轮廓，但要做到 心中有数。 • 4、标出焊盘位置，勾勒印制导线。 • 5、复核无误后，擦掉外形轮廓， 用绘图笔重描焊点和印制导线。 • 6、标明焊盘尺寸、线宽，注明印 制板技术要求。
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• 2.双面印制电路板的特点 • 在绝缘基板(0.2 mm～5.0 mm)的两面均覆 有铜箔，可在两面制成印制电路，它两面都可以 布线，需要用金属化孔连通。它适用于一般要求 的电子设备，如电子计算机、电子仪器、仪表等。 由于双面印制电路的布线密度较高，所以能减小 设备的体积。
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• 3.多层印制电路板的特点 • 在绝缘基板上制成三层以上印制电路的印制板 称为多层印制电路板。它是由几层较薄的单面板 或双层面板粘合而成，其厚度一般为1.2 mm～2. 5 mm。目前应用较多的多层印制电路板为4～6 层板。为了把夹在绝缘基板中间的电路引出，多 层印制板上安装元件的孔需要金属化，即在小孔 内表面涂敷金属层，使之与夹在绝缘基板中间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 印制电路接通。
图3.1 焊接式对 外引线
图3.2 线路板对外引线 焊接方式
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• 2 插接件连接 • 在比较复杂的电子仪器设备中，为了安装调试方便， 经常采用接插件连接方式。当整机发生故障时，维修人 员不必检查到元器件级(即检查导致故障的原因，追根 溯源直至具体的元器件。这项工作需要一定的检验并花 费相当多的时间)，只要判断是哪一块板不正常即可立 即对其进行更换，以便在最短的时间内排除故障，缩短 停机时间，这对于提高设备的利用率十分有效。