电子产品制造工艺项目

印制电路板的制造工艺本章重点：印制电路板的种类和特点

印制电路板的设计根底印制电路板的制造

印制电路板的计算机设计本章难点：印制电路板的详细设计过程及方法印制电路板的制造与检验

4.1印制电路板的种类和特点一、印制电路板的类型二、印制电路板的资料

一、印制电路板的类型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、软印制电路板5、平面印制电路板1、单面印制电路板单面印制电路板是在厚度为0.2~0.5mm的绝缘基板的一个外表上敷有铜箔，经过印制和腐蚀的方法，在基板上构成印制电路。它适用于电子元件密度不高的电子产品，如收音机、普通的电子产品等，比较适宜于手工制造。2、双面印制电路板双面印制电路板在绝缘基板上〔其厚度为0.2~0.5mm〕的两面均敷有铜箔，可在基板上的两面制成印制电路。这适用于电子元件密度比较高的电子产品，如电子计算机、电子仪器、手机等。由于双面印制电路的布线密度较高，所以能减小电子产品的体积，但需求在两面铜箔之间安排金属化过孔，这需求特殊的制造工艺，手工制造根本是不能够的。3、多层印制电路板在绝缘基板上制成三层以上印制电路的印制电路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，其厚度普通为1.2~2.5mm。为了把夹在绝缘基板中间的电路引出，多层印制电路板上安装元件的孔需求金属化，即在小孔内外表涂覆金属层，使之与夹在绝缘基板中间的印制电路接通。其特点是与集成电路块配合运用，可以减小产品的体积与分量，还可以增设屏蔽层，以提高电路的电气性能。4、软印制电路板软印制电路板的基材是软的层状塑料或其它质软膜性资料，如聚脂或聚亚胺的绝缘资料，其厚度为0.25~1mm之间。它也有单层、双层及多层之分，它可以端接、排接到恣意规定的位置，如在手机的翻盖和机体之间实现电气衔接，被广泛用于电子计算机、通讯、仪表等电子产品上。5、平面印制电路板将印制电路板的印制导线嵌入绝缘基板，使导线与基板外表平齐，就构成了平面印制电路板。在平面印制电路板的导线上都电镀一层耐磨的金属，通常用于转换开关、电子计算机的键盘等。二、印制电路板的资料根据印制电路板资料的不同可分为四种：1、酚醛纸基敷铜箔板〔又称纸铜箔板〕2、环氧酚醛玻璃布敷铜箔板3、环氧玻璃布敷铜箔板4、聚四氟乙烯玻璃布敷铜箔板1、酚醛纸基敷铜箔板〔又称纸铜箔板〕它是由纸浸以酚醛树脂，两面衬以无碱玻璃布，在一面或两面覆以电解铜箔，经热压而成。这种板的缺陷是机械强度低、易吸水及耐高温较差，但价钱廉价。主要用在低频和中、低档次的民用产品中〔如收音机、录音机等〕的印制电路板。2、环氧酚醛玻璃布敷铜箔板环氧酚醛玻璃布敷铜箔板是用无碱玻璃布浸以酚醛树脂，并覆以电解紫铜经热压而成。由于运用了环氧树脂，所以环氧酚醛玻璃布敷铜箔板的粘结力强、电气及机械性能好、既耐化学溶剂又耐高温潮湿，但环氧酚醛玻璃布敷铜箔板的价钱较贵。主要用在任务温度较高、任务频率较高的无线电设备中作印制板。3、环氧玻璃布敷铜箔板环氧玻璃布敷铜箔板是将玻璃丝布浸以用双氰胺作为固化剂的环氧树脂，再覆以电解紫铜箔经热压而成。它的电气及机械性能好，耐高温潮湿，且板基透明。主要在高频和超高频线路中用于制造印制电路板，如在航空航天领域和军工产品中运用。4、聚四氟乙烯玻璃布敷铜箔板聚四氟乙烯玻璃布敷铜箔板是用无碱玻璃布浸渍聚四氟乙烯分散乳液，再覆以经氧化处置的电解紫铜箔经热压而成。它具有优良的电性能和化学稳定性，是一种能耐高温且有高绝缘性的新型资料。主要用做高频和超高频印制线路板和印制元件，如微波电路中的定向耦合器等。4.2印制电路板的设计根底一、印制电路板的设计内容及要求二、印制电路板的规划三、印制电路板的制造方法一、印制电路板的设计内容及要求1、印制电路板的电路设计2、印制电路板的设计步骤1.印制电路板的电路设计电路设计人员根据电子产品的电原理图和元件的外形尺寸，将电子元件合理的进展陈列并实现电气衔接，就是印制电路板的电路设计。印制电路板的电路设计要思索到电路的复杂程度、元件的外型和分量、任务电流的大小、电路电压的高低，以便选择适宜的板基资料并确定印制电路板的类型，2.印制电路板的设计步骤印制电路板的设计，可分为三个步骤。1.确定印制电路板的尺寸、外形、资料，确定印制电路板与外部的衔接，确定元件的安装方法。2.在印制电路板上布设导线和元件，确定印制导线的宽度、间距和焊盘的直径和孔径。3.用计算机将设计好的PCB图保管，提交给印制电路板的消费厂家。二、印制电路板的规划整体规划2.元器件规划3.印制导线的布设1).整体规划在进展印制电路板规划之前必需对电路原理图有深化的了解，只需在彻底了解电路原理的根底上，才干做到正确、合理的规划。在进展规划时，1.要思索到防止各级电路之间和元件之间的相互关扰，这些干扰包括电场干扰——电容耦合干扰、磁场干扰——电感耦合干扰、高频和低频间干扰、高压和低压间干扰，还有热干扰等。2.还要满足设计目的、符合消费加工和装配工艺的要求，要思索到电路调试和维护维修的方便。对电路中的所用器件的电气特性和物理特征要充分了解，如元件的额定功率、电压、电流、任务频率，元件的物理特性，如体积、宽度、高度、外形等。3.制电路板的整体规划还要思索到整个板的重心平稳、元件疏密恰当、陈列美观大方。1).整体规划印制电路板上的元件普通分为规那么陈列和不规那么陈列。规那么陈列也叫整齐陈列，即把元器件按一定规律或一定方向陈列，这种陈列由于受元件位置和方向的限制，印制电路板导线的布线间隔就长而且复杂，电路间的干扰也大，普通只在电路任务在低电压、低频〔1MHz以下〕的情况下运用。规那么陈列的优点是整齐美观，且便于进展机械化打孔及装配。不规那么陈列也叫就近陈列，由于不受元件位置和方向的限制，按照电路的电气衔接就近规划，布线间隔短而简捷，电路间的干扰少，有利于减少分布参数，适宜高频〔30MHz以上〕电路的规划。不规那么陈列的缺陷是外观不整齐，也不便于进展机械化打孔及装配。元器件规划、陈列是指：按照电子产品电原理图，将各元器件、衔接导线等有机地衔接起来，并保证电子产品可靠稳定的任务。前往2).元器件规划1．元器件规划的原那么2．元器件陈列的方法及要求3.印制电路板上元器件陈列的设计1．元器件规划的原那么〔1〕应保证电路性能目的的实现。〔2〕应有利于布线，方便于布线。〔3〕应满足构造工艺的要求。〔4〕应有利于设备的装配、调试和维修。〔5〕应根据电子产品的任务环境等要素来合理的规划。前往2．元器件陈列的方法及要求〔1〕按电路组成顺序成直线陈列的方法。这种方法普通按电原理图组成的顺序按级成直线布置。这种直线陈列的优点是：①电路构造清楚，便于布设、检查，也便于各级电路的屏蔽或隔离。②输出级与输入级相距甚远，使级间寄生反响减小。③前后级之间衔接较好，可使衔接线最短，减小电路的分布参数。前往两级放大电路的直线陈列方式前往〔2〕按电路性能及特点的陈列方法从信号频率的高低、电路的对称性要求、电位的高低、干扰源的位置等多方面综合思索，进展元器件位置的陈列。前往〔3〕按元器件的特点及特殊要求合理陈列敏感组件的陈列，要留意远离敏感区。磁场较强的组件〔变压器及某些电感器件〕，应采取屏蔽措施放置。高压元器件或导线，在陈列时要留意和其他元器件坚持适当的间隔，防止击穿与打火。需求散热的元器件，要装在散热器上并有利于通风散热，并远离热敏感元器件。前往〔4〕从构造工艺上思索元器件的陈列方法印制电路板是元器件的支撑主体，元器件的陈列应该从构造工艺上思索，使元器件的陈列要尽量对称、分量平衡、重心尽量靠板子的中心或下部，且陈列整齐、结实可靠。前往3.印制电路板上元器件陈列的设计元器件在印制电路板上的陈列方式主要有三种：不规那么陈列坐标陈列坐标格陈列前往1.不规那么陈列前往2.坐标陈列前往3.坐标格陈列前往典型组件陈列印制板板图前往

〔a〕典型元器件〔组件〕的尺寸〔b〕典型组件的陈列方式(1)地线的布设(2)输入、输出端导线的布设(3)高频电路导线的布设(4)印制电路板的对外衔接(5)印制衔接盘(6)印制导线3).印制导线的布设(1)地线的布设

①普通将公共地线布置在印制电路板的边缘，便于将印制电路板安装在机架上，也便于与机架〔地〕相衔接。导线与印制电路板的边缘应留有一定的间隔〔不小于板厚〕，这不仅便于安装导轨和进展机械加工，而且还提高了电路的绝缘性能。

(a)(b)图4.1印制电路板地线的布设(2)输入、输出端导线的布设为了减小导线间的寄生耦合，在布线时要按照信号的流照射序进展陈列，电路的输入端和输出端应尽能够远离，输入端和输出端之间最好用地线隔开。在图4.3〔a〕中，由于输入端和输出端靠得过近，且输出导线过长，将会产生寄生耦合，如图4.3〔b〕的规划就比较合理。(a)(b)图4.3输入端和输出端导线的布设(3)高频电路导线的布设对于高频电路必需保证高频导线、晶体管各电极的引线、输入和输出线短而直，假设线间间隔较小要防止导线相互平行。高频电路应防止用外接导线跨接，假设需求交叉的导线较多，最好采用双面印制电路板，在双面板两面的印制线应防止相互平行，以减小导线间的寄生耦合，最好成垂直布置或斜交，如图4.4所示。图4.4双面印制电路板高频导线的布设(4)印制电路板的对外衔接印制电路板对外的衔接有多种方式，可根据整机构造要求而确定。普通采用以下两种方法。①用导线互连将需求对外进展衔接的接点，先用印制导线引到印制电路板的一端，导线应从被焊点的反面穿入焊接孔，如图4.5所示。对于电路有特殊需求如衔接高频高压外导线时，应在适宜的位置引出，不应与其它导线一同走线，以防止相互关扰，如图4.6所示为高频屏蔽导线的外接方法。图4.5导线互联图图4.6高频导线的外连方法②用印制电路板接插式互连如图4.7所示为印制电路板接插的簧片式互连，将印制电路板的一端制成插头外形，以便插入有接触簧片的插座中去。如图4.8所示是采用针孔式插头与插座的衔接，在针孔式插头的两边设有固定孔与印制电路板固定，在插头上有90°弯针，其一端与印制电路板接点焊接，另一端可插入插座内。图4.7簧片式插头与插座图4.8针孔式插头与插座(5)印制衔接盘定义：衔接盘也叫焊盘，是指印制导线在焊接孔周围的金属部分，供外接引线焊接用。分类：正方形、椭圆形、长圆形和岛形焊盘表4.1焊接孔的规格焊接孔径（mm）0.4,0.5*,0.50.8*,1.0,1.2*,1.5*,2.0*允许误差（mm）Ⅰ级±0.05Ⅱ级±0.1Ⅰ级±0.1Ⅱ级±0.15衔接盘的直径D应大于焊接孔内径d，普通取D=(2～3)d，如图4.9所示。为了保证焊接及结合强度，建议采用表4.2中给出的尺寸。表4.2衔接盘直径与焊接孔关系焊接孔径（mm）0.40.50.50.81.01.21.52.0焊盘最小直径D（mm）1.51.51.52.02.53.03.54.0图4.9衔接盘尺寸衔接盘的外形有不同选择，圆形衔接盘用得最多，由于圆焊盘在焊接时，焊锡将自然堆焊成光滑的圆锥形，结合结实、美观。但有时，为了添加衔接盘的粘附强度，也采用正方形、椭圆形和长圆形衔接盘。衔接盘的常用外形如图4.10所示。图4.10衔接盘的外形假设焊盘与焊盘间的连线合为一体，尤如水上小岛，故称为岛形焊盘，如图4.11所示。岛形焊盘常用于元件的不规那么陈列中，有利于元器件的密集和固定，岛形焊盘多用在高频电路中，它可以减少接点和印制导线的电感，增大地线的屏蔽面积，减少接点间的寄生耦合。图4.11岛形焊盘(6)印制导线设计印制电路板时，当元件规划和布线初步确定后，就要详细地设计印制导线与印制电路板图形。这时必然会遇到印制线宽度、导线间距等等设计尺寸确实定以及图形的格式等问题。导线的尺寸和图形格式不能随意选择，它关系到印制电路板的总尺寸和电路性能。①印制导线的宽度普通情况下，印制导线应尽能够宽一些，这有利于接受电流和便于制造。表4.3所示为0.05mm厚铜箔的导线宽度与允许电流和本身电阻大小的关系。表4.30.05mm厚铜箔导线宽度与允许电流、电阻的关系线宽（mm）0.51.01.52.0I(A)0.81.01.31.9R(Ω/m)0.70.410.310.25在决议印制导线宽度时，除需求思索载流量外，还应留意它在板上的剥离强度以及与衔接盘的协调，普通的导线宽度可在0.3～2.0mm之间，建议优先采用0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm规格,其中0.5mm导线宽度主要用于微小型化电子产品。印制电路的电源线和接地线的载流量较大，因此在设计时要适当加宽，普通取1.5～2.0mm。

②印制导线的间距在普通情况下，导线的间距等于导线宽度即可，但不能小于1mm，否那么在焊接元件时采用浸焊方法就有困难。对微小型化设备，最小导线间距不小于0.4mm。导线间距的选择与焊接工艺有关，采用浸焊或波峰焊时，导线间距间距要大一些，采用手工焊接时，导线间距适当可小一些。

③印制导线的外形印制导线的外形可分为平直均匀形、斜线均匀形、曲线均匀形、曲线非均匀形，如图4.12所示。〔a〕平直均匀形〔b〕斜线均匀形〔c〕曲线均匀形〔d〕曲线非均匀形图4.12印制导线的外形印制导线的图形除要思索机械要素、电气要素外，还要思索导线图形的美观大方，所以在设计印制导线的图形时，应遵照如图4.13所示的原那么。(a)防止采用(b)优先采用

图4.13选用印制导线外形的原那么4.3印制电路板的制造一、印制电路板的工业制造工艺二、印制电路板的手工制造方法一、印制电路板消费工艺工厂消费印制电路板普通要经过几十道工序。双面板的制造工艺流程如图4.18所示。

除制造底片外，孔金属化及图形电镀蚀刻是消费的关键。图4.18印制电路板消费工艺流程〔1〕.印制电路板的印制及蚀刻工艺制造抗蚀或电镀的掩膜图形普通有三种方法：液体感光胶法、感光干膜法和丝网漏印法。感光胶法是采用蛋白感光胶和聚乙醇感光胶，是一种比较老的工艺方法，它的缺陷是消费效率低、难于实现自动化，本身耐蚀性差。丝网漏印法适用于批量较大单精度要求不高的单面和双面印制电路板消费，便于实现自动化。感光干膜法在提高消费效率、简化工艺、提高制板质量等方面优于其它方法。