pcba生产工艺流程是什么?

pcba生产工艺流程是什么?,第1张

PCBA生产工序可分为几个大的工序, SMT贴片加工→DIP插件加工→PCBA测试→成品组装。

1、SMT贴片加工的工序为:锡膏搅拌→锡膏印刷→SPI→贴装→回流焊接→AOI→返修

锡膏搅拌:将锡膏从冰箱拿出来解冻之后,使用手工或者机器进行搅拌,以适合印刷及焊接。

锡膏印刷:将锡膏放置在钢网上,通过刮刀将锡膏漏印到PCB焊盘上。

SPI:SPI即锡膏厚度检测仪,可以检测出锡膏印刷的情况,起到控制锡膏印刷效果的目的。

贴装:贴片元器件放置于飞达上,贴片机头通过识别将飞达上的元器件准确的贴装再PCB焊盘上。

回流焊接:将贴装好的PCB板过回流焊,经过里面的高温作用,使膏状的锡膏受热变成液体,最后冷却凝固完成焊接。

AOI:AOI即自动光学检测,通过扫描可对PCB板的焊接效果进行检测,可检测出板子的不良。

返修:将AOI或者人工检测出来的不良进行返修。

2、DIP插件加工环节

DIP插件加工的工序为:插件→波峰焊接→剪脚→后焊加工→洗板→品检

插件:将插件物料进行引脚的加工,插装在PCB板子上

波峰焊接:将插装好的板子过波峰焊接,此过程会有液体锡喷射到PCB板子上,最后冷却完成焊接。

剪脚:焊接好的板子的引脚过长需要进行剪脚。

后焊加工:使用电烙铁对元器件进行手工焊接。

洗板:进行波峰焊接之后,板子都会比较脏,需使用洗板水和洗板槽进行清洗,或者采用机器进行清洗。

品检:对PCB板进行检查,不合格的产品需要进行返修,合格的产品才能进入下一道工序。

3、PCBA测试

PCBA测试可分为ICT测试、FCT测试、老化测试、振动测试等

PCBA测试是一项大的测试,根据不同的产品,不同的客户要求,所采用的测试手段是不同的。ICT测试是对元器件焊接情况、线路的通断情况进行检测,而FCT测试则是对PCBA板的输入、输出参数进行检测,查看是否符合要求。

4、成品组装

将测试OK的PCBA板子进行外壳的组装,然后进行测试,最后就可以出货了。

PCBA生产是一环扣着一环,任何一个环节出现了问题都会对整体的质量造成非常大的影响,需要对每一个工序进行严格的控制。

摘自PCB信息网络中心
PROTEL中有关PCB工艺的条目简介
  不少初学者感到Protel软件本身简单易学,容易上手,但较难理解的反倒是软件以外的一些概念和术语。为推广这一强有力的EDA工具,国内出版了该软件的使用手册等等,但遗憾的是,这些读物往往都是针对软件使用方法本身而编写的,对读者颇感困惑的PCB 工艺中有关概念鲜有解释。笔者拟就软件涉及到的与PCB工艺的条目。撷摘若干,略加解释,以便人们更好地理解和使用这一软件。要想设计出合乎要求的印板图,必须先了解现代印刷
电路板的一般工艺流程,否则将是闭门造车。
一般而言,印板有单面、双面和多层板之分。单面印板的工艺过程较简单,通常是下
料——丝网漏印——腐蚀——去除印料——孔加工——印标记——涂助焊剂——成品。多
层印板的工艺较为复杂,即:内层材料处理——定位孔加工——表面清洁处理——制内层
走线及图形——腐蚀——层压前处理——外内层材料层压——孔加工——孔金属化——制
外层图形——镀耐腐蚀可焊金属——去除感光胶——腐蚀——插头镀金——外形加工——
热熔——涂焊剂——成品。双面板的工艺复杂情况介于二者之间,此处不赘述。
  1、“层(Layer) ”的概念
  与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念
有所同,rotel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今,由
于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印
刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的
计算机主板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为
简单的电源布线层(如软件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面积填充的办法
来布线(如软件中的ExternaI P1a11e和Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的
地方用软件中提到的所谓“过孔(Via)”来沟通。有了以上解释,就不难理解“多层焊
盘”和“布线层设置”的有关概念了。举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时
方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念,
没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层(Mulii一Layer)的缘故。要提醒的是,一旦选
定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路。
2、过孔(Via)
为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一个公共孔,这就是过
孔。工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需
要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,
也可不连。一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则:(1)尽量少用过孔,一旦选
用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相
连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量最小化”( Via Minimiz8tion)
子菜单里选择“on”项来自动解决。(2)需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电
源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些。
3、丝印层(Overlay)
为方便电路的安装和维修等,在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字
代号等,例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等。不少初学者
设计丝印层的有关内容时,只注意文字符号放置得整齐美观,忽略了实际制出的PCB效果。
他们设计的印板上,字符不是被元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊,还有的把元件标号
打在相邻元件上,如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便。正确的丝印层字符
布置原则是:”不出歧义,见缝插针,美观大方”。
4、SMD的特殊性
Protel封装库内有大量SMD封装,即表面焊装器件。这类器件除体积小巧之外的最大特
点是单面分布元引脚孔。因此,选用这类器件要定义好器件所在面,以免“丢失引脚
(Missing Plns)”。另外,这类元件的有关文字标注只能随元件所在面放置。
5、网格状填充区(External Plane )和填充区(Fill)
正如两者的名字那样,网络状填充区是把大面积的铜箔处理成网状的,填充区仅是完
整保留铜箔。初学者设计过程中在计算机上往往看不到二者的区别,实质上,只要你把图
面放大后就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的区别,所以使用时更不注意对二
者的区分,要强调的是,前者在电路特性上有较强的抑制高频干扰的作用,适用于需做大
面积填充的地方,特别是把某些区域当做屏蔽区、分割区或大电流的电源线时尤为合适。
后者多用于一般的线端部或转折区等需要小面积填充的地方。
  6、焊盘( Pad)
  焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念,但初学者却容易忽视它的选择和修正,
在设计中千篇一律地使用圆形焊盘。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大
小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。Protel在封装库中给出了一系列不同
大小和形状的焊盘,如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等,但有时这还不够用,需要自
己编辑。例如,对发热且受力较大、电流较大的焊盘,可自行设计成“泪滴状”,在大家
熟悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中,不少厂家正是采用的这种形式。一般而
言,自行编辑焊盘时除了以上所讲的以外,还要考虑以下原则:
(1)形状上长短不一致时要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大;
  (2)需要在元件引角之间走线时选用长短不对称的焊盘往往事半功倍;
  (3)各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定,原则是孔的尺寸比引脚直
径大0.2- 0.4毫米。
  7、各类膜(Mask) 这些膜不仅是PcB制作工艺过程中必不可少的,而且更是元件焊装的
必要条件。按“膜”所处的位置及其作用,“膜”可分为元件面(或焊接面)助焊膜
(TOp or Bottom 和元件面(或焊接面)阻焊膜(TOp or BottomPaste Mask)两类。顾名
思义,助焊膜是涂于焊盘上,提高可焊性能的一层膜,也就是在绿色板子上比焊盘略大的
各浅色圆斑。阻焊膜的情况正好相反,为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式,要求板
子上非焊盘处的铜箔不能粘锡,因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料,用于阻止这
些部位上锡。可见,这两种膜是一种互补关系。由此讨论,就不难确定菜单中类似
“solder Mask En1argement”等项目的设置了。
8、飞线,飞线有两重含义:
(1)自动布线时供观察用的类似橡皮筋的网络连线,在通过网络表调入元件并做了初
步布局后,用“Show 命令就可以看到该布局下的网络连线的交叉状况,不断调整元件的位
置使这种交叉最少,以获得最大的自动布线的布通率。这一步很重要,可以说是磨刀不误
砍柴功,多花些时间,值!另外,自动布线结束,还有哪些网络尚未布通,也可通过该功
能来查找。找出未布通网络之后,可用手工补偿,实在补偿不了就要用到“飞线”的第二
层含义,就是在将来的印板上用导线连通这些网络。要交待的是,如果该电路板是大批量
自动线生产,可将这种飞线视为0欧阻值、具有统一焊盘间距的电阻元件来进行设计
PCB业余制作基本方法和工艺流程
印刷电路板基本制作方法
1用复写纸将布线图复制到复铜墙铁壁板上:复制前应先用锉刀将复铜板四周边缘锉至平直整齐,而且尺寸尽量与设计图纸尺寸相符,并将复写纸裁成与复铜板一样的尺寸,为了防止在复制过程中产生图纸移动,故要求用胶纸将图纸左右两端与印刷板贴紧。
2先用钻床将元件插孔钻好—一般插孔直径为09-1MM左右,可采用直径为1MM的钻头较适中,如果钻孔太大将影响焊点质量,但对于少数元件脚较粗的插孔,例如电位器脚孔,则需用直径为12MM以上的钻头钻孔。
3贴胶纸:先用刀片将封箱胶纸切成05-20MM,3-4MM多种宽度的胶纸条后再进行贴胶,贴胶时应根据线条所通过的电流大小及线条间的间隙来适当选择线条的宽容。一般只需采用2-3种宽度即可,为了保证制作工艺水平,尽可能不要采用过宽或过窄,如需要钻孔的线条其宽度应在15MM以上,才不致于在钻孔时将线条钻断,贴胶时还应注意控制各相邻线条的间隙不要太小,否则容易造成线条间短接,贴胶时一定超过钻孔1MM左右,这样才能保证焊眯质量。
若采用电脑布图及常规制板技术,因设有焊盘,其焊盘直径分为005、0062、007英寸等多种尺寸供布图设计时选用,一般设计时大多数取直径为0062英寸(即为155MM)左右的焊盘;线条宽度不仅受插孔孔径的限制,也受到线条外邻近焊盘的限制。
4对IC的脚位的定位要准确,钻孔时不要钻偏,故一般采用钻孔后贴胶的制板方式。
5为了提高手工制版工艺水平,也可在插孔上设置圆形焊盘,这可采圆形贴胶片或采用油漆先在孔位上制作圆形焊盘,待油漆干了,再进行贴线条,也可以采用油漆画线条,一般可用鸭嘴笔作画线条工作。
二、印刷板制作工艺流程
制板工艺程序:修整板周边尺寸--复制--钻孔定位--贴胶--腐蚀--清洗--去胶--细砂纸擦光亮--涂松香水。
1先将符合尺寸要求的复铜板表面用细砂纸擦光亮,再用复写纸将布线图复制到复铜板上。
2用直径10mm钻头钻孔、定位口,再进行贴胶(或上油漆)。
3贴完胶后,应在板上垫放一张厚张,用手掌在上面压一压,其目的是使全部贴胶与复铜板粘贴得更加牢靠。必要时还可用吹风筒加热,可使用权贴胶粘度加强,由于所用的贴胶具很好的粘性,而且胶纸又薄,故采用这种贴胶进行制板,效果较好,一般是不须再作加热处理。
4腐蚀一般采用三氯化铁作腐蚀液,腐蚀速度与腐蚀液的浓度,温度及腐蚀过程中采取抖动有关,为保证制板质量及提高腐蚀速度,可采用抖动和加热的方法。
5腐蚀完成后,应用自来水冲洗干净,并将胶纸去掉,把印刷板抹干。
6用细砂布将印刷板复铜面擦至光亮为止,然后立即涂上松香溶液。(涂松香水时应将印刷电路板倾斜放轩再涂以松香水,以免松香水经钻孔流至背面)。
附注:(1)松香水的作用是防氧化,助焊及增加焊点的光亮度等;松香溶液是用松香粉末与酒精或天寻水按一定比例配制面成,其浓度应适中,以用感有一定粘性即可。
(2)三氯化铁溶液对人体皮肤不会有不良影响,但三氯化若搞到衣服上或地面上,寻是难以洗掉的,所以使用时一定要特别小心。

一、PCB简介 PCB的原材料:覆铜箔层压板是制作印制电路板的基板材料,它除了用作支撑各种元器件外,并能实现它们之间的电气连接或电绝缘。
PCB就是印刷电路板(Printed circuit board,PCB),简单的说就是置有集成电路和其他电子组件的薄板。
它几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件,它们都是镶在大小各异的PCB上的。
除了固定各种小零件外,PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。
随着电子设备越来越复杂,需要的零件自然越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了。裸板(上头没有零件)也常被称为"印刷线路板Printed Wiring
Board(PWB)"。板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线(conductor
pattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接。 通常PCB的颜色都是绿色或是棕色,这是阻焊漆(solder
mask)的颜色。是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面(silk
screen)。
通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。
板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了这些线路被称作导线(conductor
pattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接
为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上在最基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的
因为如此,PCB的正反面分别被称为零件面(Component
Side)与焊接面(Solder Side)
如果PCB上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Socket)由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装
如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edge
connector)金手指上包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的
PCB上的绿色或是棕色,是阻焊漆(solder
mask)的颜色这层是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面(silk
screen)通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置丝网印刷面也被称作图标面(legend)
印刷电路板将零件与零件之间复杂的电路铜线,经过细致整齐的规划后,蚀刻在一块板子上,提供电子零组件在安装与互连时的主要支撑体,是所有电子产品不可或缺的基础零件。
印刷电路板以不导电材料所制成的平板,在此平板上通常都有设计预钻孔以安装芯片和其它电子组件。组件的孔有助于让预先定义在板面上印制之金属路径以电子方式连接起来,将电子组件的接脚穿过PCB后,再以导电性的金属焊条黏附在PCB上而形成电路。
依其应用领域PCB可分为单面板、双面板、四层板以上多层板及软板。
一般而言,电子产品功能越复杂、回路距离越长、接点脚数越多,PCB所需层数亦越多,如高阶消费性电子、信息及通讯产品等;而软板主要应用于需要弯绕的产品中:如笔记型计算机、照相机、汽车仪表等

印刷电路板的制作非常复杂, 这里以四层印制板为例感受PCB是如何制造出来的。
层压
这里需要一个新的原料叫做半固化片,是芯板与芯板(PCB层数>4),以及芯板与外层铜箔之间的粘合剂,同时也起到绝缘的作用。
下层的铜箔和两层半固化片已经提前通过对位孔和下层的铁板固定好位置,然后将制作好的芯板也放入对位孔中,最后依次将两层半固化片、一层铜箔和一层承压的铝板覆盖到芯板上。
将被铁板夹住的PCB板子们放置到支架上,然后送入真空热压机中进行层压。真空热压机里的高温可以融化半固化片里的环氧树脂,在压力下将芯板们和铜箔们固定在一起。
层压完成后,卸掉压制PCB的上层铁板。然后将承压的铝板拿走,铝板还起到了隔离不同PCB以及保证PCB外层铜箔光滑的责任。这时拿出来的PCB的两面都会被一层光滑的铜箔所覆盖。
钻孔
要将PCB里4层毫不接触的铜箔连接在一起,首先要钻出上下贯通的穿孔来打通PCB,然后把孔壁金属化来导电。
用X射线钻孔机机器对内层的芯板进行定位,机器会自动找到并且定位芯板上的孔位,然后给PCB打上定位孔,确保接下来钻孔时是从孔位的正中央穿过。
将一层铝板放在打孔机机床上,然后将PCB放在上面。为了提高效率,根据PCB的层数会将1~3个相同的PCB板叠在一起进行穿孔。最后在最上面的PCB上盖上一层铝板,上下两层的铝板是为了当钻头钻进和钻出的时候,不会撕裂PCB上的铜箔。
在之前的层压工序中,融化的环氧树脂被挤压到了PCB外面,所以需要进行切除。靠模铣床根据PCB正确的XY坐标对其外围进行切割。
孔壁的铜化学沉淀
由于几乎所有PCB设计都是用穿孔来进行连接的不同层的线路,一个好的连接需要25微米的铜膜在孔壁上。这种厚度的铜膜需要通过电镀来实现,但是孔壁是由不导电的环氧树脂和玻璃纤维板组成。
所以第一步就是先在孔壁上堆积一层导电物质,通过化学沉积的方式在整个PCB表面,也包括孔壁上形成1微米的铜膜。整个过程比如化学处理和清洗等都是由机器控制的。
固定PCB
清洗PCB
运送PCB
外层PCB布局转移
接下来会将外层的PCB布局转移到铜箔上,过程和之前的内层芯板PCB布局转移原理差不多,都是利用影印的胶片和感光膜将PCB布局转移到铜箔上,唯一的不同是将会采用正片做板。
内层PCB布局转移采用的是减成法,采用的是负片做板。PCB上被固化感光膜覆盖的为线路,清洗掉没固化的感光膜,露出的铜箔被蚀刻后,PCB布局线路被固化的感光膜保护而留下。
外层PCB布局转移采用的是正常法,采用正片做板。PCB上被固化的感光膜覆盖的为非线路区。清洗掉没固化的感光膜后进行电镀。有膜处无法电镀,而没有膜处,先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻,最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。
将PCB用夹子夹住,将铜电镀上去。之前提到,为了保证孔位有足够好的导电性,孔壁上电镀的铜膜必须要有25微米的厚度,所以整套系统将会由电脑自动控制,保证其精确性。
外层PCB蚀刻
接下来由一条完整的自动化流水线完成蚀刻的工序。首先将PCB板上被固化的感光膜清洗掉。然后用强碱清洗掉被其覆盖的不需要的铜箔。再用退锡液将PCB布局铜箔上的锡镀层退除。清洗干净后4层PCB布局就完成了。


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