印刷电路板的设计与制作

1、第三章 印刷电路板的设计与制作 印制电路板（PCBPrinted Circuit Board）亦称印制线路板，简称印制板。印制电路板是电子设备的一种极其重要的基础组装部件，它广泛用于家用电器、仪器仪表、计算机等各种电子设备中。 所谓印制电路板是指：在绝缘基板上，有选择的加工安装孔、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘，以实现元器件间的电气连接的组装板。 印制电路板的出现与发展，给电子工业带来了重大的改革，极大的促进了电子产品的更新换代。这是由于印制电路板具有许多独特的功能和优点，概括起来有：1 （1）印制电路板可以实现电路中各个元器件间的电气连接，代替复杂的布线，减少了传统方式下的接线工作量，简

2、化了电子产品的装配、焊接、调试工作。 （2）印制电路板缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设备的质量和可靠性。 （3）印制电路板具有良好的一致性，它可以采用标准化设计，有利于装备生产的自动化和焊接的机械化，提高了生产率。 （4）印制电路板装备的部件有好的机械性能和电气性能，使电子设备实现单元组合化，使整块经过装配调试的印制板作为一个备件，便于整机产品的互换与维修。 正是由于以上优点，印制电路板已经极其广泛地应用在电子产品的生产制造中，没有印制板就没有现代电子信息产业的高速发展。熟悉印制电路板的基本知识，掌握印制电路板基本设计方法和制作工艺，了解生产过程是电子工艺技术的基本要求。2第一节

3、印制电路板及其连接 电子设备是由各种电子原件和机械零件组合而成的。这些元件、零件相互间经济、快速、准确、可靠地连接起来，才能组成真正可靠的电子设备。熟悉印制电路板的材料和性能，以及印制电路板连接方式是设计和制作印制电路板的基础。一、概述1、基本概念 按照国际电工委员会（IEC）194号公报的规定，关于印制电路板的术语及定义可分为以下几种。 印制采用某种方法，在一个表面上再现图形和符号的工艺。3 印制线路粘附到基材表面上的作为电气元器件之间，包括屏蔽部分的电气连接的薄导体条构成的图形，以及印制导线、焊盘等，所有的功能元件与基材是分不开的。 印制电路用印制法得到的电路，包括印制元件、印制线路或者它

4、们的组合，所有这些都是预先设计好的，并附在基材的表面上。 印制板部件具有电气、机械元件或者连接其它印制板的印制板，其所有制造工艺（焊接涂覆等）均已完成。2、印制电路板分类 印制电路板按基材的性质可分为刚性印制板和挠性印制板两大类；按布线层次可分为单面板、双面板和多层板。目前单面板和双面板的应用最为广泛，这两种板的设计制造是这一章介绍的主要内容。4 刚性印制板具有一定的机械强度，用它装成的部件具有一定的抗弯能力，在使用时处于平展状态。一般电子设备中使用的都是刚性印制板。 挠性印制板是以软层状塑料或其它软质绝缘材料为基材而制成。它所制成的部件可以弯曲和伸缩，在使用时可根据安装要求将其弯曲。挠性印制

5、板一般用于特殊场合，如：某些数字万用表的显示屏是可以旋转的，其内部往往采用挠性印制板。 单面板绝缘基板上仅一面具有导电图形的印制电路板。他常采用层压纸板和玻璃布板加工制成。单面板的导电图形比较简单，大多采用丝网漏印法制成。 双面板绝缘基板的两面都有导电图形的印制电路板。通常采用环氧纸板和玻璃布板加工制成。由于两面都有导电图形，所以一般采用金属化孔使两面的导电图形连接起来。双面板一般采用丝印法或感光法制成。5 多层板有三层或三层以上导电图形的印制电路板。多层板内层导电图形与绝缘粘结片叠合压制而成，外层为敷箔板，经压制成为一个整体。为了将夹在绝缘基板中间的印制导线引出，多层板上安装元件的孔需经金属

6、孔处理，使之与夹在绝缘基板中间的印制导线连接。其导电图形的制作以感光法为主，多层板的特点是： （1）与集成电路配合使用，可使整机小型化，减少整机重量。 （2）提高了布线密度，缩小了元件间的间距，缩短了信号的传输路径。（3）减少了元器件焊接点，降低了故障率。（4）由于增设了屏蔽层，电路的信号失真减少。 （5）引入了接地散热层，可减少局部过热现象，提高整机工作的可靠性。 63、印制电路的形成 由于印制线路工艺技术的飞速发展，制造方法以不少于十种，分类也很复杂，但从基本制造工艺来看，可分为两大类，即减成法和加成法。（1）减成法 这是最普遍采用的方法，即在敷铜板上，通过光化学法，网印图形转移或电镀图形

7、抗蚀层，然后蚀刻掉非图形部分的铜箔或采用机械方式去除不需要部分而制成印制电路板。 蚀刻法：采用化学腐蚀方法减去不需要的铜箔，这是目前最主要的制造方法。 雕刻法：用机械加工方法除去不需要的铜箔，在单件试制或业余条件下可快速制出印制电路板。7（2）加成法 在未敷铜箔的基材上，有选择的沉积导电材料而形成导电图形的印制板。有丝印电镀法，粘贴法等。二、敷铜板材料及其技术指标1、敷铜板的组成 制造印制电路板的主要材料是敷铜板（又名覆铜板）。所谓敷铜板，就是经过粘贴，热挤压工艺，使一定厚度的铜箔牢固地覆盖在绝缘基板上。所用基板材料及厚度不同，铜箔与粘贴剂也各有差异，制造出来的敷铜板在性能上就有很大的差别。铜

8、箔覆在基板的一面，称作单面敷铜板，覆在基板二面的称作双面敷铜板。 8（1）基板 高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层压板可以作为敷铜板的基板。合成树脂的种类繁多，常用的有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等。增强材料一般有纸质和布质两种，它们决定了基板的机械性能，如耐寒性、抗弯强度等。（2）铜箔 它是制造敷铜板的关键材料，必须有较高的导电率及良好的焊接性。要求铜箔表面不得有划痕、砂眼和皱褶，金属纯度不低于99.8%，厚度误差不大于+5m。按照部颁标准规定，铜箔厚度的标称系列为18、25、35、70和105m。我国目前正在逐步推广适用35m厚度的铜箔。铜箔越薄，越容易蚀刻和钻孔，特别适合于制造线路复

9、杂的高密度的印制板。9（3）粘合剂 粘合剂是铜箔能否牢固的覆盖在基板上的重要因素。敷铜板的抗剥强度主要取决于粘合剂的性能。2、常见敷铜板种类及特性 目前我国大量使用的敷铜板有以下几种类型，其特性见表。3、敷铜板的非电技术指标 敷铜板质量的优劣直接影响印制板的质量。衡量敷铜板质量的主要非电技术标准有以下几项。 （1）抗剥强度 抗剥强度是指单位宽度的铜箔剥离基板所需要的最小力，单位为kg/cm。用这个标准来衡量铜箔与基板之间的结合强度。此项指标主要取决于粘合剂的性能及制造工艺。10表3.1 常见敷铜板种类及特性名称标称厚度mm铜箔厚度m特点应用酚醛纸质敷铜板1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，

10、3.2，6.45070价格低，阻燃强度低，易吸水，耐高温性能差中低档民用产品如收音机、录音机环氧纸质敷铜板同上3570价格高于酚醛纸板，机械强度、耐高温和潮温性较好工作环境好的仪器、仪表及中档以上民用电器环氧玻璃布敷铜板0.2，0.3，0.5，1.0，1.5，2.0，3.0，5.0，6.43550价格较高，性能优于环氧、酚醛纸质敷铜板工业、军用设备、计算机等高档电器聚四氟乙烯敷铜板0.25，0.3，0.5，0.8，1.0，1.5，2.03550价格高，介电常数低，介质损耗低，耐高温，耐腐蚀微波、高频、电器、导弹、雷达等聚酰亚胺敷铜板0.2，0.5，0.8，1.2，1.6，2.035可挠性、重量

11、轻民用、工业电器、计算机、仪器仪表等11（2）翘曲度 翘曲度指单位长度上的翘曲值，衡量敷铜板相对于平面的不平度指标，取决于基板材料和厚度。（3）抗弯强度 抗弯强度表明敷铜板所能承受弯曲的能力，单位为kg/cm。这项指标主要取决于敷铜板的基板材料。在确定印制板厚度时应考虑这项指标。（4）耐浸焊性 耐浸焊性指敷铜板置入一定温度的熔融焊锡中停留一段时间（一般为10s）后，所能承受的铜箔抗剥能力。一般要求铜箔板不起泡、不分层。如果浸焊性差，印制板在经过多次焊接时，将可能使焊盘及导线脱落。此项指标对印制电路板的质量影响很大，主要取决于板材和粘合剂。 除上述几项指标外，衡量敷铜板的技术指标还有表面平滑度、

12、光滑度、坑深、介电性能、表面电阻、耐氰化物等，其电气指标参阅相关手册。12第二节 印制电路板制造工艺一、印制电路板制造过程的基本环节 印制电路板制造工艺技术发展很快，不同条件、不同规模的制造厂家采用的工艺技术不尽相同。对于不同类型和不同要求的印制电路板要采用不同的制造工艺，但在这些不同的工艺流程中，有许多必不可少的基本环节是类似的。 1、底图胶片制版 底图胶片（也叫原版底片，在生产时还要把它翻拍成生产底片）确定了印制电路板上要配置的图形。在印制电路板的生产过程中，无论采用什么方法都需要使用符合质量要求的1：1的底图胶片，所以它是制造印制电路板所使用的最重要的工具。它是制造工艺中最先的步骤之一，

13、最终的产品只能接近它的质量和精确度。13 获得底图胶片通常有两种基本途径：一种是利用计算机辅助设计系统和光学绘图机直接绘制出来；另一种是先绘制黑白底片底图，再经过照相制版得到。 （1）CAD光绘法 这种方法是应用CAD软件布线，将生成黑白图和照相制版这两个工序合二为一，原理是光点扫描。CAD光绘法制作的原版底片精度高，质量好，但需要比较昂贵、复杂的设备和一定水平的技术人员进行操作，所以成本较高。这种方法在国外已广泛采用，国内也基本普及。（2）照相制版法 用绘制好的黑白底片进行照相制版，版面尺寸通过调整相机的焦距准确达到印制板的设计尺寸，相版要求反差大、无砂眼。整个制版过程与普通照相大体相同，其

14、过程如图所示。 14 需要注意的是，在照相制版以前，应该检查核对底图的正确性，特别是那些经过长时间放置的底图；曝光前，应该确保焦距准确，才能保证尺寸精确；相版干燥以后需要修版，对相版上的砂眼要进行修补，用刀刮掉不需要的搭接和黑斑。 制作双面板的相版，应使正、反面两次照相的焦距保持一致，保证两面图形尺寸的完全吻合。 这种方法耗时多、效率低、精度差。随着计算机的普及应用，此方法在实际应用中已较少使用。图照片制版流程152、图形转移 照相底版制好后，将底版上的电路图转移到覆铜板上，称为图形转移。具体方法有丝网漏印、光化学法等。 （1）丝网漏印法 用丝网漏印法在覆铜板上印制电路图形，与油印机在纸上印刷

15、文字相类似。在丝网上涂敷、粘附一层漆膜或胶膜，然后按照技术要求将印制电路图制成镂空图形（相当于油印中蜡纸上的字形）。目前，漆膜丝网已被感光膜丝网或感光胶丝网取代。经过贴膜（制膜）、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。漏印时，只需将敷铜板在底板上定位，使丝网与敷铜板直接接触，将印料倒入固定丝网的筐内，用橡皮刮板刮压印料，即可在覆铜板上形成印料组成的图形。漏印后需要烘干、修版。16 漏印可通过手动、半自动、自动漏印机实现，其所用丝网材料有真丝绢、合成纤维绢和金属丝三种，规格以目为单位。常用绢为150300目，即每平方毫米上有150300个网孔。绢目数越大，印出的图形越精细。

16、丝网漏印多用于批量生产，印制单面板的导线、焊盘或版面上的文字符号。这种工艺的优点是设备简单、价格低廉、操作方便。缺点是精度不高。漏印材料要求耐腐蚀，并有一定的附着力。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，助焊剂随焊盘，阻焊涂料随印制导线均留在板上。这是一种简洁的印制电路板的制作工艺。17（2）直接感光法（光化学法之一） 将照相底板上的图形转移到敷铜箔表面，形成一个抗蚀或电镀的掩模图形，后进行蚀刻或电镀以制成印制电路。直接感光法适用于品种多、批量小的印制电路板生产

17、，它的尺寸精度很高、工艺简单，对单面板或双面板都能应用。直接感光制板法的主要工艺流程如图所示。图直接感光制板法的主要工艺流程 表面处理：用有机溶剂去除敷铜板表面上的油脂等有机污物，用酸去除氧化层。通过表面处理，可以使感光胶在铜箔表面牢固地粘附。 上胶：在敷铜板表面涂覆一层可以感光的液体材料（感光胶）。上感光胶的方法有离心式甩胶、手工涂胶、滚胶、浸胶、喷胶等。无论采用哪种方式都要求有合适的厚度，良好的均匀性以及合适的干湿程度。18 曝光（晒版）：将照相底版至于上胶烘干后的敷铜板上，置于光源下曝光。光线通过相版，使感光胶发生化学反应，引起胶膜理化性能变化，使聚合物交连，胶膜硬化。曝光时，应注意相版

18、与覆铜板的定位，特别是双面印制板，定位更要严格，否则两面图形将不能吻合。 显影与染色：在曝光后，由于化学反应的结果，曝光部分已经发生了实质性的变化，显影能力与粘和能力得到提高，在一定的温度与时间内不再溶于水；而未曝光部分，没有发生类似变化，很容易溶解于水。曝光后的板在显影液中显影后，再进入染色溶液中，将感光部分的胶膜染色硬化，显示出印制板图形，便于检查线路是否完整，为下一步修版提供方便。未感光部分的胶膜在温水中溶解，脱落。19 固膜：显影后的感光胶并不牢固，容易脱落，通过化学固膜或物理固膜的处理，使之固化。将染色后的板浸入固膜液中停留一定时间，然后用水清洗并置于100120的恒温烘箱内烘干30

19、60min使感光膜进一步得到强化。 修版：固膜后的板应在化学蚀刻前进行修版。修版工作包括两个方面，一是修正图形上的缺陷，如针孔、断线、缺口等；二是除去图形无关的疵点，如胶膜的粘连、毛刺、砂眼等。修补所用的材料可用制板红粉、黑粉、沥青、油漆等。用于调整粘度的溶剂应不溶解胶膜，并对铜箔有良好的粘附性，如酒精、汽油、松节油等。（3）光敏干膜法 这也是一种光化学法,但感光材料不是液体感光胶，而是一种由聚酯薄膜、感光胶膜、聚乙烯薄膜三层材料组成的薄膜类光敏干膜，如图所示。干膜的使用方法如下：20 铜板表面处理：清除表面油污，以便干膜可牢固的粘贴在板上。 贴膜：揭掉聚乙烯保护膜，把感光胶膜贴在覆铜板上，一

20、般是使用滚筒式贴膜机。 曝光：为了保证印制线路板的高精度、高密度，曝光应在曝光机中进行抽真空曝光，以保证底板和抗蚀层紧密相接。曝光时将相版按定位孔位置准确置于贴膜后的覆铜板上，这时应控制光源强弱、曝光时间和温度。 显影：曝光后，先揭去感光胶膜上的聚酯薄膜，再把板浸入显影液中，显影后取出板表面的残胶。显影时，也要控制显影液的浓度、温度及显影时间。图光敏干膜的构成213、化学蚀刻 蚀刻在生产线上俗称烂板。它是利用化学方法去除板上不需要的铜箔，留下焊盘、印制导线及符号等图形。为确保质量，在蚀刻前应进行预蚀刻，即把印制好抗蚀图形的敷铜箔板，放入蚀刻液中浸一下，取出后再用排笔或毛笔蘸上蚀刻液，在板上横竖

21、各刷一遍，用以检查图形转移质量。如果抗蚀图形有针孔、砂眼、起皮、脱层等现象，要及时冲洗干净，并进行返修。如有局部铜箔不发生蚀刻反应，可用排笔刷几次，直到所有铜箔面能均匀蚀刻为止。 敷铜箔板蚀刻过程应该严格按照操作步骤进行，在这一环节中造成的质量事故将无法挽救。22（1）蚀刻溶液 从理论上讲，凡能氧化铜而生成可溶性铜盐的试剂，都可以用来蚀刻敷铜箔板。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它类型的蚀刻液，如： 酸性氯化铜蚀刻液(CuCl2-NaCl-HCl)。该蚀刻液组成简单，性能稳定，蚀刻率快，但酸值较高，对骨胶膜和Sn-Pb

22、合金抗蚀层有一定的破坏作用。 碱性氯化铜蚀刻液(CuCl-NH4Cl-NH3H2O)。适用于耐碱不耐酸抗蚀图形的蚀刻。 过氧化氢-硫酸蚀刻液（H2O2-H2SO4）等。 大量使用蚀刻液时，应注意环境保护，并要采取措施处理废液并回收废液中的金属铜。23（2）蚀刻方式 浸入式：这是最简单的一种蚀刻方式。所用设备只是一个耐腐蚀的容器，如塑料盆、搪瓷盆或陶瓷盆等。蚀刻时将印制有抗蚀图形的覆铜板浸入蚀刻液中，为了加快蚀刻速度，可对蚀刻液进行加热，也可用排笔轻轻刷扫印制板面，不断清除板面上的蚀刻反应产物。这种方法简便易行，但效率低，对金属图形的侧腐蚀严重，常用于数量很少的手工操作制板。泡沫式：它是浸入式的

23、改进形式。以压缩空气为动力，将压缩空气直接通入蚀刻液内进行搅拌，使蚀刻液成泡沫状，对板进行腐蚀。这种方法保证在工件表面上始终有新鲜蚀刻液并冲掉溶解的金属；提供了附加的氧化能力并可使蚀刻液再生，从而提高了蚀刻液的效能。此方法工效高、质量好，适用于小批量制板。 24 泼溅式：泼溅蚀刻比浸入式或泡沫式蚀刻在蚀刻均匀性和减少侧腐蚀方面有明显的优点。利用桨轮的离心力作用将蚀刻液泼溅到覆铜板上，达到蚀刻目的。这种方式的生产效率高，但只适用于单面板。 喷淋式：通过喷淋式蚀刻机中的塑料泵将蚀刻液压送到喷头，呈雾状的微粒高速喷淋到由传送带运送的覆铜板上，可以进行连续的蚀刻。机内装有速度控制和温度控制系统。这种方

24、法是目前技术较先进的蚀刻方式。4、孔金属化与金属凃覆 （1）孔金属化 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，即把铜沉淀在贯通两面的孔壁上，使原来非金属的孔面金属化。金属化了的孔称为金属孔。在双面和多层印制板的制造过程中，孔金属化是一道必不可少的工序。25 孔金属化是利用化学镀技术，即氧化还原反应产生金属镀层。基本过程是：先是孔壁上沉淀一层催化剂金属钯，作为在化学镀铜中铜沉积的结晶核心，然后进入化学镀铜溶液中。化学镀铜可使印制板表面和孔壁上产生一层很薄的铜，这层铜不仅薄而且附着力差，一擦即掉，因而只能起到导电的作用。化学镀以后进行电镀铜，使孔壁的铜层加厚并附着牢固。 孔金属

25、化的方法很多，它与整个双面板的工艺相关，大体上，有板面电镀法、图形电镀法、反镀漆膜法，堵孔法，漆膜法等等。但无论采用哪种方法，在孔金属化过程中都需要下列几个环节：钻孔、孔壁处理、化学沉铜、电镀铜加厚。常用的堵孔法和图形电镀法工艺介绍如下。 堵孔法。这是较为老式的生产工艺，制作普通双面印制板可采用此法。堵孔可用松香酒精混合物。堵孔法工序流程图。26图3.4 堵孔法工序流程图 图形电镀法。这是较为先进的工艺，特别是在生产高精度和高密度的双面版中更能显示出优越性。它与堵孔法的主要区别在于采用光敏干膜代替感光液，表面镀铅锡合金代替浸银、腐蚀液采用碱性氯化铜溶液取代酸性三氯化铁。采用这种工艺可制作线宽和

26、间距在以下的高密度印制板。目前大量使用集成电路的印制板大都采用这种生产工艺。图形电镀法的工艺流程图如所示，并参见图。图3.5 图形电镀法的工艺流程图 27 金属化孔的质量对双面印制板是至关重要的。在整机中，许多故障的原因出自金属化孔。因此，对金属化孔的检验应给予重视。检验内容一般包括以下几个方面。 外观检验：金属化孔印制板的外观检验包括图形导体的完整性，孔壁金属化镀层上是否平整、光滑、有无空穴、堵塞等。检验工具可用放大镜、检孔镜等。 电性能测试：金属化孔镀层与焊盘的短路与断路；孔与导线间的孔线电阻值。其电阻值应符合规定标准。此项测试用专用测试仪来完成。图3.6 图形电镀法工艺流程28 孔的电阻

27、变化率：按国家标准进行环境例行试验（高低温、热潮、浸锡冲击试验等）后，电阻变化率不超过5%10%，方可认为金属化孔合格。 机械强度（拉脱强度）：孔壁与焊盘的结合率应超过一定值。 金相剖析试验：检查孔的镀层质量，厚度与均匀性，镀层与铜箔之间的结合质量等。（2）金属涂覆 为提高印制电路的导电、可焊、耐磨、装饰性能，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。常用的涂覆金属镀层的材料有金、银、锡、铅锡合金等。 金属镀层主要应用于印制板插头和某些特殊部位。 银镀层用于高频电路降低表面电阻，目前在印制板上基本不用。 29 铅锡合金涂覆镀层具有良好的防护性和可焊性，而且

28、成本低，是目前应用最广泛的金属涂覆方法。 涂覆方法可用电镀和化学镀两种。 电镀法用于要求高的印制板镀层，此法可使镀层致密、牢固、厚度均匀可控，但设备复杂，成本高。如插片部分镀金常采用电镀法。 化学镀所用设备简单、操作方便、成本低，但涂覆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，如板面铜箔图形镀银等。（3）热熔铅锡 为提高印制板的可焊性，浸银是金属涂覆镀层的传统工艺方式。但由于银层容易发生硫化而发黑，降低了印制板的可焊性和外观质量。为了改善这一工艺，目前较多采用浸锡或镀铅锡合金的方法，特别是把铅锡合金的镀层经过热熔处理后，使铅锡合金与基层铜箔之间获得一个铜锡合金过渡界面。大大地增

29、强了界面结合的可靠性，更能显示铅锡合金在可焊性和外观质量方面的优越性。30 热熔过程实际是典型的焊锡过程，是目前较先进的工艺方法。它主要通过甘油浴或红外线使铅锡合金在190200的温度下熔化，充分浸润铜箔而形成牢固的结合层后再冷却。（4）热风整平 近年来，各制板厂普遍采用热风整平工艺代替电镀铅锡合金工艺，它使浸涂铅锡合金的印制板从两个风刀之间通过，风刀中热压空气使铅锡合金熔化并将板面上多余的金属吹掉，获得平整、均匀、光亮的铅锡合金镀层。 热风整平工艺可以简化工序、防止污染、降低成本、提高效率。经过热风整平的印制板具有可焊性好、抗腐蚀性好、长期放置不变色等优点。目前，在高密度的印制电路板生产中，

30、大部分采用这种工艺。315、助焊剂与阻焊剂的使用印制板经表面金属涂覆后，根据不同需要可以进行助焊或阻焊处理。 （1）助焊剂 助焊剂分非腐蚀性助焊剂和腐蚀性助焊剂。助焊剂溶解氧化膜的过程是一种广义的腐蚀过程，所以助焊剂也可以说是一种腐蚀剂，它不仅可以腐蚀氧化膜，也能腐蚀金属。在电气方面，要求助焊剂首先是非腐蚀性的。非腐蚀性助焊剂是指焊料在250左右时呈活性，能溶解氧化膜；当溶解到钎焊温度以下，即电子设备常用最高温度（120以下）时就变成完全不呈活性的稳定化合物。 在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。对助焊剂的基本要求是： 常温下稳定，在焊接过程中具有高活化性，表

31、面张力小，能够迅速而均匀的流动，并有保护金属表面的作用；32腐蚀性小，绝缘性能好； 容易清除焊接后的残留物； 不产生刺激性气味和有害气体；原料来源丰富、成本低、配制简便。酒精松香水是最常用的助焊剂。 （2）阻焊剂 阻焊剂是在印制板上涂覆阻焊层（涂料或薄膜）的聚合物材料，可用丝网漏印法或贴膜法把它涂覆在印制电路板上。除了焊盘和元器件引线孔裸露以外，印制板的其它部位均在阻焊层下被保护起来，起到阻焊作用。采用阻焊剂的优点是： 限定焊接区域，防止焊接时搭焊，桥联造成的短路，改善焊接的准确性，减少虚焊。 防止机械损伤，减少潮湿气体和有害气体对板面的侵蚀。33印制板在焊接时受到的热冲击小，保护板面不易起泡

32、、分层等。节约大量的焊料，减少重量。 在高密度的镀铅锡合金印制板和采用自动焊接工艺的印制板上，为使板面得到保护并确保焊接质量，均需要涂阻焊剂。二、 印制电路板生产工艺 印制电路板制造工艺技术在不断进步，不同条件、不同规模的制造厂采用的工艺技术不尽相同。从单面板、双面板到多层板的生产，生产工艺在不断地提高，当前使用最广泛的是铜箔蚀刻法，即将设计好的图形转移到敷铜板上形成防蚀图形，然后用化学蚀刻法除去不需要的铜箔，从而获得导电图形。在这里，主要介绍最常用的单、双面印制板的生产流程。1、单面印制板的生产流程单面印制板的生产流程如图所示。34图单面印制板的生产流程 单面印制板的生产工艺简单，质量容易得

33、到保证。但在进行焊接前还要进行检验，内容如下： 导线焊盘、字与符号是否清晰、无毛刺，是否桥接或断路； 镀层是否牢固、光亮，是否喷涂助焊剂； 焊盘孔是否按尺寸加工，有无漏打或打偏； 板面及板上各加工的孔尺寸是否准确，特别是印制板插头部分； 板厚是否合乎要求，板面是否平直无翘曲等。352、双面印制板的生产流程 双面板与单面板的主要区别，在于增加了孔金属化工艺，即实现了两面印制电路的电气连接，其工艺流程见图。图3.8 双面印制板的生产流程图36第三节 手工自制印制电路板 在电子产品尚未定型的研制阶段，或科技及创作活动中，往往需要制作少量供产品性能分析、试验、测试使用的印制板。按照正规的工艺步骤，送到

34、专业厂家进行加工，往往因为加工周期太长而耽误时间，加工费用也比较高。从时间上和经济上考虑需要自制印制板。因此，在非专业条件下掌握手工制作印制板的简单方法是必要的。以下介绍的几种都是简单易行的方法。一、漆图法 这是常用的一种制板方法，由于最初使用调和漆作为描绘图形的材料，所以称为漆图法。用漆图法自制印制电路板的主要步骤如图所示。 下料：下料按实际设计尺寸剪裁覆铜板（用钢锯沿边线锯开即可），去掉四周毛刺。37 拓图：用复写纸将已设计好的印制板布线拓印在覆铜板的铜箔面上。印制导线用单线，焊盘用小圆点表示。拓制双面板时，为保证两面定位准确，板与草图应有三个以上不在一条直线上的定位孔。图 3.9 漆图法

35、自制印制电路板工艺流程 钻孔：拓图后，对照草图检查焊盘与导线是否有遗漏，然后在板上打样冲眼，以样冲眼定位，用小型台式钻床打出焊盘上的通孔。 打孔时注意钻床转速应取高速，钻头应刃磨锋利。进刀不宜过快，以免将铜箔挤出毛刺，并注意保持导线图形清晰。清除孔的毛刺时不要用砂纸。38 描漆图：在描图纸前应先把所用的漆调好。要注意漆的稀稠适宜，以免描不上或是流淌。通常可以用稀料调配和漆，也可用酒精泡虫胶漆片，并配入一些甲基紫，使描图颜色清晰。画焊盘的漆应比画线条用的稍稠一些。 按照拓好的图形，用漆先描焊盘，可以用比焊盘外径稍细的硬导线或细木棍蘸漆点画，注意与钻好的孔同心，大小尽量均匀，描好焊盘后，可用鸭嘴笔

36、与直尺描绘导线。注意描图时直尺不要与板接触，以免将未干的图形蹭坏，可将直尺两端垫高架起。双面板应把两面图形描好。 修图：描好的图形在漆未完全干时，应及时进行修图。使用直尺和小刀，沿导线边沿修整，同时修补断线和缺损图形，保证图形质量。 腐蚀：腐蚀前先检查图形质量，修整线条，焊盘。腐蚀液一般使用三氯化铁水溶液，可以从化工商店购买三氯化铁粉剂自己配制。浓度在28%42%之间。将覆铜板全部浸入腐蚀液，把没有被漆膜覆盖的铜箔腐蚀掉。39 为了加快腐蚀反应速度，可以用软毛排笔轻轻刷扫板面，但不要用力过猛，避免把漆膜刮掉；在冬季，也可以对腐蚀溶液适当加温，但温度不宜过高，以防将漆膜泡掉。待完全腐蚀以后，取出

37、板子用水清洗。 去漆膜：用热水浸泡后，可将板面的漆膜剥掉，未擦净处可用稀料清洗。 清洗：漆膜去除干净后，用碎布蘸着去污粉在板面上反复擦拭，去掉铜膜的氧化膜，使线条及焊盘露出铜的光亮本色。注意应按某一固定方向擦拭，这样可使铜箔反光方向一致，看起来更加美观。擦拭后用清水冲洗，晾干。 涂助焊剂：把已经配好的松香酒精溶液作为助焊剂涂在洗净晾干的印制电路板上，助焊剂可使板面受到保护，提高可焊性。 注意：此法描图不一定用漆，各种抗三氯化铁蚀刻的材料均可用，如虫胶酒精液、松香酒精液、蜡、指甲油等。 40二、贴图法 用漆图法自制印制电路板虽然简单易行，但描绘质量很难保证。近年来，电子器材商店已有一种薄膜图形出

38、售，这种具有抗蚀能力的薄膜厚度只有几微米，图形种类有几十种，都是印制板上常见的图形，有各种焊盘、接插件、集成电路引线和各种符号等。 这些图形贴在一块透明的塑料软片上，使用时可用刀尖把图形从软片上挑下来，转贴到覆铜板上。焊盘和图形贴好后，再用各种宽度的抗蚀胶带连接焊盘，构成印制导线。整个图形贴好后即可进行腐蚀。用这种方法制作的印制板效果极好，与照相制版所作的板子几乎没有质量上的差别。这种图形贴膜为新产品的印制板制作开辟了新的途径。 贴图蚀刻法是利用不干膜条（带）直接在铜箔上贴出导电图形代替描图，其余步骤同描图法。411、预制胶条图形贴制 按设计导线宽度将胶带切成合适宽度，按设计图形贴到覆铜板上。

39、有些电子器材商店有各种不同宽度贴图胶带，也有将各种常用印制图形如IC、印制板插头等制成专门的薄膜，使用更为方便。无论采用何种胶条，都要注意贴粘牢固，特别边缘一定要按压紧贴，否则，腐蚀溶液浸入将使图形受损。2、贴图刀刻法 这种方法是图形简单时用整块胶带将铜箔全部贴上，然后用刀刻法去除不需要的部分。此法适用于保留铜箔面积较大图形用。 由于胶带边缘整齐，焊盘亦可用工具冲击，故贴成的图形质量较高，蚀刻后揭去胶带即可使用，故很方便。贴图法可有以下两种方式。42三、铜箔粘贴法 这是手工制作印制电路板最简捷的方法，既不需要描绘图形，也不需要腐蚀。只要把各种所需要的焊盘及一定宽度的导线粘贴在绝缘基板上，就可以

40、得到一块印制电路板。具体方法与图形贴膜法很类似，只不过所用的贴膜不是抗蚀薄膜，而是用铜箔制成的各种电路图形。铜箔背面涂有压敏胶，使用时只要用力挤压，就可以把铜箔图形牢固的粘贴在绝缘板材上。目前，我国已有一些电子器材商店出售这种铜箔图形，但因价格较高，使用并不广泛。 四、刀刻法 对于一些电路比较简单，线条较少的印制板，可以用刀刻法来制作。在进行布局排版设计时，要求导线形状尽量简单，一般把焊盘与导线合为一体，形成多块矩形，由于平行的矩形具有较大的分布电容，所以刀刻法制版不适合高频电路。 43第四节 印制板的排版设计 这是一门技巧性和实用性都很强的工艺设计，它需要灵活周密的逻辑思维，要靠长时间的经验

41、积累和反复实践才能掌握。它的分散性极大，同一电路图可以作多种不同的电路设计。对设计优劣的评价是多方面的，不仅是线路要不交叉，还要求合理、美观、运行可靠和维修方便，例如，可能出现由排版设计不合理带来的各种干扰，电路的技术指标下降，整机性能下降等，这些情况的出现意味着排版设计的失败。一、设计前的准备工作。 1、分析电路原理图：了解电路图的原理、线路属性（电源、高频或低频线路）、信号及电源种类及电流流向等。 2、分析电路的复杂程度，确定基材的品种、厚度、尺寸以及对外联结形式。44 3、熟悉电路原理图所用元器件的电性能、外形尺寸、封装形式、散热形式、各有源元器件的管脚的排列顺序、管脚功能及形状、各元件在电路中的功能等，