理论教育 印制电路板的生产工艺优化

印制电路板的生产工艺优化

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:介电常数是一个描述物质电特性的量,在高频线路中,信号的介质损失与基板材料有关,具体而言与介质的介电常数的平方根成正比。通常使用的电路板基材就是由处于 bstage的树脂构成的。印制电路板的生产工艺流程镀金板。

印制电路板的生产工艺优化

1.PCB制作的准备

1)基板

PCB板的原始物料是覆铜基板,简称基板。基板是两面有铜的树脂板。

现在最常用的板材代号是FR−4。FR−4主要用于计算机、通信设备等电子

品。对板材的要求:一是耐燃性;二是Tg点;三是介电常数。电路板必须耐燃,在一定温度下不能燃烧,只能软化。这时的温度点就叫作玻璃态转化温度(Tg点),这个值关系到 PCB板的尺寸安定性。在高阶应用中,客户有时会对板材的Tg点进行规定。介电常数是一个描述物质电特性的量,在高频线路中,信号的介质损失(PL)与基板材料有关,具体而言与介质的介电常数的平方根成正比。介质损失大,则吸收高频信号、转变为热的作用就越大,导致不能有效地传送信号。除FR−4树脂基板外,酚醛纸质基板在如电视收音机等设备中用得也很多。

基板由基材和铜箔组成,FR−4基材是树脂加玻纤布,玻纤布就是玻璃纤维的织物,将玻纤布在液态的树脂中浸沾,再压合硬化得到基材。在高分子化学中,将树脂分为a−stage、b−stage、c−stage三种状态,处于a−stage的树脂分子间没有紧密的化学键,呈流动态;处于 b−stage的树脂分子与分子之间化学键不多,在高温高压下还会软化,进而变成 c−stage树脂;c−stage是树脂化学结构最为稳定的状态,呈固态,分子间的化学键增多,物理化学性质非常稳定。通常使用的电路板基材就是由处于 b−stage的树脂构成的。而基板是将处于b−stage的基材与铜箔热压在一起,这时的树脂就处于稳定的c−stage了。

PCB基板材质的选择如下。

印制电路板的生产工艺流程

(1)镀金板。镀金板制程成本是所有板材中最高的,但它是目前现有的所有板材中最稳定,也最适合使用于无铅制程的板材,尤其在一些高单价或者需要高可靠度的电子产品中都建议使用此板材作为基材。

(2)OSP板。OSP制程成本最低,操作简便,但此制程因须装配厂修改设备及制程条件且重工性较差而普及度不佳,使用此类板材,在经过高温加热之后,预覆于PAD上的保护膜势必受到破坏,而导致焊锡性降低,尤其当基板经过二次回焊后情况更加严重,因此若制程上还需要再经过一次DIP制程,此时DIP端将会面临焊接上的挑战。

(3)化银板。虽然“银”本身具有很强的迁移性,从而导致漏电的情形发生,但是现今的“浸镀银”并非以往单纯的金属银,而是与有机物共镀的“有机银”,因此已经能够符合未来无铅制程上的需求,其可焊性的寿命也比OSP板久。

(4)化金板。此类基板最大的问题点便是“黑垫”(Black Pad)问题,因此在无铅制程上有许多大厂是不同意使用的,但国内厂商大多使用此制程。

(5)化锡板。此类基板易污染、刮伤,加上制程(FLUX)会有氧化变色情况发生,且成本相对较高,国内厂商大多都不使用此制程。

(6)喷锡板。喷锡板成本低、焊锡性好、可靠度佳、兼容性最强,但这种焊接特性良好的喷锡板因含有铅,所以无铅制程不能使用。

2)铜箔

铜箔是在基板上形成导线的导体,铜箔的制造过程有两种方法,即压延与电解。

(1)压延就是将高纯度铜材像擀饺子皮那样压制成厚度仅为 1密耳(≈0.025 4 mm)的铜箔。

(2)电解铜箔的制作方法是利用电解原理,使用一个巨大的滚动金属轮作为阴极,CuSO4作为电解液,使纯铜在滚动的金属轮上不断析出,形成铜箔。铜箔的规格是厚度,PCB厂常用的铜箔厚度在0.3~3.0密耳之间。

3)PP

PP是多层板制作中不可缺少的原料,它的作用就是层间的黏合剂。简单地说,处于b−stage的基材薄片就叫作PP。PP的规格是厚度与含胶(树脂)量。

4)干膜

感光干膜简称干膜,主要成分是一种对特定光谱敏感而发生光化学反应的树脂类物质。实用的干膜有3层,感光层被夹在上下两层起保护作用的塑料薄膜中。按感光物质的化学特性分类,干膜有两种,即光聚合型与光分解型。光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化,从水溶性物质变成水不溶性物质,而光分解性恰好相反。

5)防焊漆

防焊漆实际上是一种阻焊剂,是对液态焊锡不具有亲和力的一种液态感光材料,它和感光干膜一样,在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化。使用时,防焊漆还要和硬化剂搅拌在一起使用。防焊漆也叫油墨。通常见到的PCB板的颜色实际上就是防焊漆的颜色。

6)底片

这里涉及的底片类似于摄影底片,都是利用感光材料记录图像的材料。客户将设计好的线路图传到PCB工厂,由CAM中心的工作站将线路图输出,但不是通过常见的打印机,而是光绘机,它的输出介质就是底片,也叫菲林(Film)。胶片曝光的地方呈黑色、不透光;反之是透明的。底片在PCB工厂中的作用是举足轻重的,所有利用影像转移原理要做到基板上的东西都要先变成底片。

2.PCB制作流程

1)PCB的层别

PCB板是分层的,夹在内部的是内层,露在外面可以焊接各种配件的叫作外层。无论内层还是外层都是由导线、孔和PAD组成。导线就是起导通作用的铜线;孔分为导通孔(Plating hole)与不导通孔(None plating hole),分别简称为PT和NP。

日常生活所使用的计算机,它的板卡既有双面板又有多层板,如大多数主板是四、六层板(现在以四层居多,主要是为了降低成本)。双面板的做法比较好想象,基板自然拥有两面,而多层板则是将多片双面板“黏”接在一起。以四层板为例,先用一块基板,制造一、二层,再用一块基板制造三、四层,然后再将这两块合成一块四层板。如何黏结呢?黏合剂是前面提到的原始物料——PP,压合机在高温高压环境下,PP先软化后硬化,从b−stage状态变成c−stage状态,使两块双面板合二为一。也可以先制造位于内部的二、三层,在压合前,二、三层板外面覆盖PP,再覆盖铜箔,然后压合,也同样得到四层板。这种不同做法叫作叠板结构的选择。这种多层板的制造方法就叫作加层法。从外表上可以分辨一块板子是双面板还是多层板,但不可能分辨出一片多层板到底有多少层。P孔包括插IC引脚的零件孔(Component hole)与连接不同层间的过孔(Via hole)。PT孔的孔壁上有铜作为导通介质;NP孔包括固定板卡的机械孔等,孔壁无铜。另外,电路板的两面习惯叫Comp面和Sold面,这是因为电路板的一面总是会作为各种电子组件的安装面。PCB的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的“基板”开始的。

2)内层板生产步骤

由于内层被“夹”在板子中间,所以多层板必须先做内层线路。

底片上的线路变成电路板铜介质的过程,是通过影像转移即利用感光材料把图形从一种介质转移到另一种介质上来实现的。以内层线路制作为例:在基板上先要压上一层感光干膜,干膜上再覆盖上底片,接着曝光,然后揭开底片查看干膜,会发现被光照的地方与未被光照的地方迥然不同。

对光聚合型干膜,受光照的地方颜色变深,意味着已经硬化(光聚合反应的结果),再经过显影(使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜),原来底片上透明的地方,干膜就得以保留,而原来底片上是黑黑的地方,干膜由于未被硬化,就被显影掉了。再使用蚀铜液(腐蚀铜的化学药品)对基板进行蚀刻,没有干膜保护的铜就全军覆没,而干膜下的铜面则被保留。

如果底片上使用无色透明来代表电路板的有铜区,使用黑色来代表无铜区,经过曝光、显影、蚀刻,底片上的影像就转移到基板上来了。总的结果就是,CAM工作站中的线路图,经绘图仪输出转移到底片上,再经过上述过程转移到基板上。影像转移的方法在PCB工厂中应用广泛,不仅在制作线路时,而且在制作防焊、网版等需要精确控制图形的场合都有其用武之地。内层生产流程如图5−5所示。

图5−5 内层生产流程

(1)下料(裁板)。下料就是针对某个料号的板子为其准备生产资料。包括裁板、裁 PP及铜箔木垫板等物料。裁板就是将大张的标准规格基板裁切成料号制作资料中指定的基板尺寸。裁板使用裁板机(其本来是木工机械,现在也被应用到电子产业中来了),其(board cut)目的是依制前设计所规划的要求,将基板材料裁切成工作所需尺寸。

(2)前处理线。这是以后各个站别都要经过的处理步骤,总体来讲其作用是清洁板子表面,避免因为手指油脂或灰尘给以后的压膜带来不良影响。内层前处理线有一个重要的作用,就是将原本相对光滑的铜面微蚀成相对粗糙以利于与干膜的结合。前处理使用的清洁液与微蚀液是硫酸加双氧水(H2SO4 + H2O2)制成的。

(3)无尘室(包括压膜、曝光)。

① 压膜。干膜是3层结构,压膜机压膜时会自动将与板面结合的一侧塑料薄膜撕下来,如图5−6所示。

图5−6 压膜前、后变化

先介绍一下无尘室,在电路图形转移过程中,对工作室的洁净程度要求非常高,至少要在万级无尘室中进行压膜曝光工作。为确保图形转移的高质量,还要保证室内工作条件,控制室内温度在21 ℃±1 ℃内、相对湿度为55%~60%,这是为了保证板子和底片的尺寸稳定。因为板子和底片的组成材料都是有机高分子材料,对温、湿度十分敏感。只有整个生产过程中都在相同的温、湿度条件下,才能保证板子和底片不会发生胀缩现象,所以现在的PCB工厂中生产区都装有中央空调控制温、湿度。要生产的基板上必须贴上一层干膜,这由压膜机完成。

压膜机是一台很灵敏的机器,只需要调整压膜辊轮的压力,它就会自动根据基板的大小与厚度自己裁切干膜。干膜是三层结构,压膜机压膜时会自动将与板面结合的一侧塑料薄膜撕下来。压好膜的板子要进行对片曝光,对片就是将底片覆在板子上,之所以叫作对片,是因为一块板子有两面,其间由孔连接,孔周围有PAD。对片的目的就是保证Comp面和Sold面的同一个孔的PAD保持圆心基本重合。基板和底片的胀缩也会影响对准度。

② 曝光。压膜后的基板应尽快曝光,因为感光干膜有一定保质期。曝光使用曝光机,曝光机内部会发射高强度UV光(紫外光),照射覆盖着底片与干膜的基板,通过影像转移,曝光后底片上的影像就会反转转移到干膜上。曝光机曝光前要抽成真空,这是为了避免气泡引起折射。同时灰尘颗粒也会引起折射,折射的光就是偏离了直线传播的光,这必然会导致转移到干膜上的线路图失真。更为严重的是,灰尘颗粒会粘在板面上阻挡光照从而造成断路或短路。万级无尘室是标准配置,如果生产高精密度的电路板,更高级别的无尘室也是必需的,虽然造价高昂(如IC工厂的无尘室)。因为感光干膜对黄光不敏感,所以黄色光照射不会曝光。

(4)蚀刻线。曝光完成后的板子经过静置,就进入蚀刻线步骤。蚀刻线分为3个部分,即显影段、蚀刻段和剥膜段。长长的生产线有数十个槽体,槽内有上、下两排管道喷头给从传送带上经过的基板“冲淋浴”。在各个槽内的“淋浴液”不同,分别完成各自的任务。下面我们看看到底蚀刻线是怎么工作的。

首先,在显影段中使用碳酸钠溶液作为浴液进行显影。碳酸钠溶液将没有受到紫外光照射而发生变化的干膜溶解并冲洗掉。其次,显影后的板子在进入蚀刻段前要经过纯水冲洗以防止将显影液带进蚀刻槽,这也是后面所有多功能的生产线各个功能部分之间连接的方式。蚀刻段是这条生产线的核心。蚀刻槽的浴液是CuCl2 + HCl + H2O2。业余爱好者常用的蚀刻液FeCl3由于环保和效率的原因早已废弃。由于药品在生产过程中有消耗,必须随时添加,保持一定浓度。这个艰巨的工作由一套全自动药液浓度控制装置完成(AQUA)。蚀刻液将没有被干膜覆盖而裸露的铜腐蚀掉。板子过了蚀刻段,就算影像转移的大局已定。底片上的透明区现在对应有铜。一般的PCB工厂的蚀刻线制作极限是4/4,即线宽/线间距分别是4密耳,超过这个限制则报废率大增,成本太高。现在笔记本电脑主板上就有大量的 4/4线路。出了蚀刻槽,覆盖在板子上的干膜已经无用了,所以最后用热NaOH溶液喷淋板子剥膜。将硬化的干膜溶掉。显微镜下的蚀刻线路边缘绝非平直,其纵向切面也不是矩形,而是梯形。边缘不平直是由于干膜和板面的结合不会绝对严密,而蚀刻液蚀铜是全方位的,不仅在纵深上蚀铜,而且也腐蚀线路的侧面,这样造成切面不是矩形而是有一定的梯度。同时使线路的宽度较底片上的宽度细。

(5)AOI检验(自动光学检测)。目的是通过光学反射原理将图像回馈至设备处理,与设定的逻辑判断原则或资料图形相比较,找出缺点位置。

注意,由于AOI所用的测试方式为逻辑比较,一定会存在一些误判的缺点,故需通过人工加以确认,由于材料厚度日趋薄化,线路密集,细化时需注意人在处理时不要出问题。出了内层蚀刻线的板子必须经过严格的检验以将问题消灭在早期。PCB的生产过程也是一个价值不断增长的过程,越到后面报废一块板子的代价越大,所以多层板的内层线路制作品质必须尽量完美。但人是不可能做到的,这里使用一种叫作 AOI(Automatic Optical Inspection,自动光学检验)的机器来进行裸板外观品质测试。AOI是集光学、计算机图形识别、自动控制多学科于一身的高技术产品。它的内部存有上百种板面缺陷的图样特征。工作时操作人员先将待检板固定在机台上,AOI会用激光定位器精确定位CCD镜头来扫描全板面。

将得到的图样抽象出来与缺欠图样进行比对,以此来判断PCB的线路制作是否有问题。像常见的线路缺口、短断路、蚀刻不全等问题都可以凭借AOI找出来。AOI可以指出问题类型以及在板子上的位置,这主要由它的分析软件完成的。

AOI设备在整个微电子产业中都大有用武之地,在IC生产中也同样需要类似设备(因为IC就是微缩的线路板)。由于采用AOI后可有效地提高成品率,防止产品报废,对于多层板生产还是十分合算的,所以现在AOI设备也是PCB工厂的必备装置。

3.内层线路板压合

压合是将单张的内层基板以PP作中介再加上铜箔结合成多层板。这套工作是由压合机完成的。

压合机是一个密闭的金属桶,里面有由下而上由多个托盘组成的夹层,板子就放在这些夹层里。这些托盘都是热板,里面装着滚烫的油,油温受计算机控制。最下方的托盘下有一个液压机械臂向上举重似的给上面的所有板子以压力,压力的大小也是可控的。现代的压合机内部会被抽成真空,以防止熔融的PP中出现气泡而影响层间结合力,同时有助于熔融树脂的均匀分布

内层线路板压合的具体生产流程为:棕化→铆合→叠板→压合→后处理。

1)棕化(黑化)

目的如下:

(1)粗化铜面,增加与树脂接触的表面积。

(2)增加铜面对流动树脂的湿润性。

(3)使铜面钝化,避免发生不良反应。

将基板与PP紧密结合在一起,与内层前处理相同,有必要将两者的表面刷磨粗糙以增加接触面积,而PP为树脂,化学性质稳定,因此只能考虑内层基板。使用与内层前处理段用过的办法,即用强氧化剂将内层板面上的铜氧化使其表面粗糙,由于氧化铜的颜色是黑色的,所以这道工序又叫作黑化。这就是多层板的内层从表面看是黑色的缘故。黑化后的铜,微观上是一根根尖尖的晶针,它可以刺入PP中加强基板和PP间的结合力。

2)铆合(预叠)

目的:(四层板不需铆钉)利用铆钉将多张内层板钉在一起,以避免后续加工时产生层间滑移,如图5−7所示。

主要原物料:铆钉;玻璃纤维布。

(1)玻璃纤维布:玻璃纤维布用在线路板中主要是作为绝缘层,因为它有很好的电绝缘性、耐高温性以及尺寸安定等特性。其生产方法为:首先将玻璃在高温下熔融,然后让其经一筛形装置流出成丝,再将单丝按一定规格捻成束,最后就可以织成布。

(2)玻璃布的种类有很多,但在线路板业,常用的玻璃布却只有少数几种由树脂和玻璃纤维布制成,玻璃布可分为1060、1080、2116、156、7628等几种。

(3)树脂依胶流状况可分为以下几种:

① A阶(完全未固化),该物料熔化时的状态。

② B阶(半固化),生产中使用的全为B阶状态的PP。

③ C阶(完全固化),基板中的胶片为已完全硬化的全聚合状态的胶片。

3)叠板

目的:将预叠合好的板叠成待压多层板形式。

铜皮是做内层线路的基础,铜具有良好的导电性、延展性等。电路板行业中所用铜皮一般都为电镀铜皮。其制造方法为:先将一些回收的废铜对象如废铜线、铜皮、铜块等熔于一大槽中,经过滤后熔液流入一电镀槽中,然后以一惰性电极为阳极,以一金属滚轮为阴极电镀而成。

4)压合

目的:通过热压方式将叠合板压成多层板。

主要原物料:牛皮纸、钢板,如图5−8所示。

叠好的板子会被自动运输车运送上压合机,压合机会按照设定好的参数压合,然后板子会被自动送下来,整个过程基本都是自动化过程。(www.daowen.com)

图 5−7 铆合

5)后处理

目的:经割剖、打靶、捞边、磨边等工序对压合的多层板进行初步外形处理,以便满足后面工序生产品质控制要求及提供后面工序加工的工具孔。

主要原物料:钻头、铣刀

4.内层线路板钻孔

PCB不能没有孔,孔由钻孔机钻出来。钻孔机是一种精密数控机床钻床上有多组钻头,例如日本日立精工的钻机有6个钻头。钻头在计算机的控制下可以在平面内精确定位,精度(真位度)在±3密耳内。钻孔机工作依靠钻孔程序,钻孔程序“告诉”钻孔机的钻头使用直径多大的尺寸,应该在板子的哪个坐标位置上钻。操作手只要将板子固定在钻孔机内的平台上,调入正确的钻孔程序,按动“开始”键即可。钻孔需要的时间由孔数与孔径决定,孔数越多,孔径越小,耗时就越长。孔径越小,则钻针越细,所以进刀速与退刀速不能过快,否则容易断针,即钻头断在板子里。

内层线路板钻孔流程:上定位→钻孔→下定位。

1)上定位

目的是对非单片钻的板,预先按板叠的要求钉在一起,便于钻孔,依板厚和工艺要求每个板叠可两片钻、3片钻或多片钻。主要原物料为定位销。

注意事项:上定位时需开防呆检查,避免因前制程混料造成钻孔报废。

2)钻孔

目的是在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔。主要原物料为钻头、盖板、垫板。

钻头:由碳化钨、钴及有机黏着剂组合而成。

盖板:主要为铝片,在制程中起钻头定位、散热、减少毛头及防压力脚压伤的作用。

垫板:主要为复合板,在制程中起保护钻机台面、防止出口性毛头、降低钻针温度及清洁钻针沟槽胶渣的作用。

3)下定位

目的是将钻好孔的板上的定位针下掉,将板子分开后出货。

5.内层线路板镀铜

整条镀铜生产线分为两段,即化学沉铜(PTH)和电镀。

1)化学沉铜(PTH)

在生产中,利用化学反应在整个表面沉积一层薄的铜,经过这一步,原本无铜的孔壁内也有了铜,所以也叫 PTH(Plating Through Hole)流程。沉铜后的板如图5−9所示。化学铜的沉积质量直接影响后面电镀铜质量以及内层之间导体连接的可持续性。

化学沉铜的流程:湿润槽→整孔槽→水洗槽→微蚀槽→水洗槽→预浸槽→活化槽→水洗槽→速化槽→化学铜→水洗槽→烘干槽。

图5−8 压合后的板

图5−9 沉铜后的板

2)电镀

电镀段将设定好电流强度的直流强电流接到板子上,浸在装满电镀液的槽内。经过一段时间孔壁上就有了足够厚的铜。电镀的原理很简单,即溶液中的铜离子向阴极电泳沉积。

图5−10 镀铜后的板

由于所有有铜区都会被镀上一层铜,所以这是一种全板电镀法,如图5−10所示。常见的电镀线是长长的一串槽体,待镀板被固定在挂架上,挂架被自动运行的轨道车带动,在装满不同槽液的槽里移动,挂架浸泡在槽中很像人们洗冲浪浴,槽液被压缩气体搅拌得上下翻滚,以此来保证所有小孔内都接触到化学药品。孔壁上的铜是将不同内层连接在一起的桥梁,所以镀铜的好坏直接影响线路板的连续性。

6.外层线路板成形

外层线路板成形流程如图 5−11所示,目的是经过钻孔及通孔电镀后,将内外层连通。本制程制作外层线路,是为了达到电性的完整。

图5−11 外层线路板成形流程框图

(1)前处理。目的是去除铜面上的污染物,增加铜面粗糙度,以利于后续的压膜制程。重要原物料为刷轮。

(2)压膜。目的是通过热压法使干膜紧密附着在铜面上,重要原物料为干膜(Dry Film),可分为溶剂显像型、半水溶液显像型、碱水溶液显像型。水溶性干膜主要是由于其组成中含有机酸根,会与强碱发生反应,使之成为有机酸的盐类,可被水溶掉。

(3)曝光。制程目的是通过影像转印技术在干膜上曝出客户所需线路重要的原物料,底片外层与内层相反,为正片,底片的黑色为线路,白色为底板(白底黑线),白色的部分可让紫外光透射过去,这时干膜发生了聚合反应,不能被显影液洗掉。

(4)显影。制程目的是把尚未发生聚合反应的区域用显影液将之冲洗掉,已感光部分则因发生聚合反应后洗不掉而留在铜面上,成为蚀刻或电镀的阻剂膜,重要原物料为弱碱(Na2CO3)。

7.多层板后续流程

1)防焊

(1)制程目的。留出板上待焊的通孔及其PAD,将所有线路及铜面都覆盖住,防止波焊时造成短路,并节省焊锡用量。

(2)护板。防止湿气及各种电解质的侵害使线路氧化而危害电气性质,并防止外来的机械伤害以维持板面良好的绝缘。

(3)绝缘。由于板子越来越薄,线宽距越来越细,故导体间的绝缘问题日渐凸显,也使防焊漆绝缘性能日益重要。

(4)防焊漆俗称“绿漆”(Solder Mask或Solder Resist),为便于肉眼检查,故在主漆中多加入对眼睛有帮助的绿色颜料。其实防焊漆除绿色的外还有黄色、白色、黑色等颜色。防焊漆的种类有传统环氧树脂,IR烘烤型、UV硬化型、液态感光型等型油墨以及干膜防焊型,其中液态感光型是目前制程常采用的。

2)印文字

目的是在线路板上印上文字,有白、黄、黑等颜色标记,为元件安装和今后维修印制电路板提供信息。原理是印制及烘烤,主要原物料为文字油墨。

操作流程:批量管制卡→网版→安装→检查→开油→第一面→烤板→第二面→后烤。

把有待印字符的印制电路板旋转在固定位置上,放下网框,然后双手拿住刮刀,以一定的倾角用均匀的力在刮印网面上从前往后刮,使印料受到刮刀压力透过印网孔均匀地印到板上,刮印结束后掀开网框,并刮回封网印料,取出网印完毕的板,检查网印质量合格后插在框架中,待后固化,如图5−12所示。

图5−12 印文字示意图

3)加工

成形之后的印制电路板还需要经过加工来满足客户要求,加工过程包括化金、护铜、加工金手指、化银。

(1)化金。

目的:① 使印制电路板具有平坦的焊接面。

② 使印制电路板具有优越的导电性、抗氧化性。

原理:置换反应。主要原物料为金盐。

(2)护铜。

目的:① 使印制电路板具有抗氧化性。

② 使印制电路板具有低廉的成本。

原理:利用金属有机化合物与金属离子间的化学键作用力。主要原物料为Cu−106A。

(3)加工金手指。

目的:使印制电路板具有优越的导电性、抗氧化性、耐磨性。

原理:氧化还原反应。主要原物料为金盐。

(4)化银。

目的:① 使印制电路板具有抗氧化性。

② 使印制电路板具有平整的焊接面。

原理:化学置换反应。主要原物料为银的螯合物。

4)成形

最早期以手工焊零件,板子的尺寸只要在客户组装的产品可容纳得下的范围即可,对尺寸的容差要求较不严苛,甚至板内孔至成形边尺寸也不在意,因此很多用裁剪的方式单片出货。再往后演变,则对尺寸要求较严苛,打样时将板子套在事先按客户要求尺寸做好的模板上,再以手动铣床,沿模板外形旋切而得。若是大批量,则须委外制作模具再用冲床冲型。这些都是早期单面或简单双面板通常使用的成形方式。

成形的目的是为了让板子符合客户所要求的规格尺寸,必须将外围没有用的边框去除。若此板子是面板出货(连片),往往须再进行一道程序,也就是所谓的剪切线,让客户在装配前或装配后,可轻易地将面板折断成一块一块的。又若电路板有金手指的规定,为使之容易插入连接器的槽沟,须有切斜边的步骤。

成形的原理是数字机床机械切割根据客户要求的外形,将待冲的板子放在冲压模具上,利用瞬间机械冲击力,将板子按照模具的形状,冲切成形。目前很多 CAD/CAM 软件并不支持直接产生CNC工艺路线程序的功能,所以大部分仍须按图形上的尺寸直接写程序。注意事项如下。

① 铣刀直径大小的选择:须研究清楚尺寸图的规格,包括卡槽的宽度、圆弧直径的要求(尤其在转角),另外须考虑板厚及堆叠的厚度。一般标准是使用1/8英寸(1英寸=2.54厘米)直径的Routing Bits。

② 程序路径是以铣刀中心点为准,因此须将铣刀半径考虑进去。

③ 考虑多片排版出货时,客户折断容易,在程序设计时,有不同的处理方式。

④ 若有板边部分须电镀的规格,则在埋通孔前就先行做出卡槽。

⑤ Routing Bit在作业时,会有偏斜产生,因此这个补偿值也应算入。

成形前后对比如图5−13所示。

图5−13 成形前后对比

金手指斜边:将电路板有金手指部分,以去倒角方式得到符合蓝图尺寸的双斜边。其机械原理是指用上、下两高速旋转的端头以一定的角度对输送带所输送的材料做斜面切屑,以刮除无用部分,使金手指前端形成双斜边的一种加工方式。目的是让带有金手指的电路板进行倒角加工,便于下一制程组装作业。

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