PCB線路板*概述
PCB線路板又稱印制電路板、印刷電路板、印刷線路板,簡稱印制板,英文簡稱PCB(printed circuit board)或PWB(printed wiring board)。PCB線路板是指用來插立電子零組件并已有連接導(dǎo)線的電路基板。PCB線路板以絕緣板為基材,切成一定尺寸,其上至少附有一個導(dǎo)電圖形,并布有孔(如元件孔、緊固孔、金屬化孔等),用來代替以往裝置電子元器件的底盤,并實(shí)現(xiàn)電子元器件之間的相互連接。它是電子產(chǎn)品不可或缺的基本構(gòu)成要件,它的使用則大大減少布線和裝配的差錯,提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率。目前,PCB線路板的使用范圍廣泛,涵蓋了家電、產(chǎn)業(yè)機(jī)器、車輛、航空、船舶、太空、兵器等層面。
1936年英國P. Eisler 利用金屬箔的蝕刻加工,用**個問世的PCB線路板組裝收音機(jī),開啟了PCB線路板的應(yīng)用先驅(qū)。同年,日本宮田喜之助亦發(fā)明了「噴鍍法/噴附配線法」,應(yīng)用于收音機(jī)的制作上。1953年單面PCB線路板開始生產(chǎn),1960年通孔電鍍法的雙面板生產(chǎn)技術(shù)亦告完成,1962年以后開始多層板的生產(chǎn),經(jīng)過1936-1970年間的演進(jìn),PCB線路板的生產(chǎn)架構(gòu)方形成雛形。1980年后由于積體電路的興起,及電腦輔助工具日新月異,促進(jìn)了PCB線路板的制造改善,更加速今日高密度化與高多層板化的實(shí)現(xiàn)。
隨著電子設(shè)備越來越復(fù)雜,需要的零件自然越來越多,PCB上頭的線路與零件也越來越密集了。裸板(上頭沒有零件)也常被稱為"印刷線路板Printed Wiring Board(PWB)"。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個板子上的,而在制造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱作導(dǎo)線(conductor pattern)或稱布線,并用來提供PCB上零件的電路連接。
PCB線路板的沿革,可追溯至電晶體尚未實(shí)用化前,主要的零件為真空管,當(dāng)時的組裝方式系用電線將設(shè)于底板上的零件予以焊接配線連接,這種連接方式不僅造成誤接或接觸**等人為疏失,并需投入大量的人力,大大減低了產(chǎn)品的可靠度,故追求高確性、低成本且適合大量生產(chǎn)的制造方法,成為各方努力研發(fā)的焦點(diǎn)。
PCB板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成.在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個板子上的,而在制造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了.這些線路被稱作導(dǎo)線(conductor pattern)或稱布線,并用來提供PCB上零件的電路連接. 為了將零件固定在PCB上面,我們將它們的接腳直接焊在布線上.在*基本的PCB(單面板)上,零件都集中在其中一面,導(dǎo)線則都集中在另一面.這么一來我們就需要在板子上打洞,這樣接腳才能穿過板子到另一面,所以零件的接腳是焊在另一面上的.因?yàn)槿绱?,PCB的正反面分別被稱為零件面(Component Side)與焊接面(Solder Side). 如果PCB上頭有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或裝回去,那么該零件安裝時會用到插座(Socket).由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆裝. 如果要將兩塊PCB相互連結(jié),一般我們都會用到俗稱「金手指」的邊接頭(edge connector).金手指上包含了許多裸露的銅墊,這些銅墊事實(shí)上也是PCB布線的一部份.通常連接時,我們將其中一片PCB上的金手指**另一片PCB上合適的插槽上(一般叫做擴(kuò)充槽Slot).在計(jì)算機(jī)中,像是顯示卡,聲卡或是其它類似的界面卡,都是借著金手指來與主機(jī)板連接的.
PCB上的綠色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的顏色.這層是絕緣的防護(hù)層,可以保護(hù)銅線,也可以防止零件被焊到不正確的地方.在阻焊層上另外會印刷上一層絲網(wǎng)印刷面(silk screen).通常在這上面會印上文字與符號(大多是白色的),以標(biāo)示出各零件在板子上的位置.絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面(legend). 印刷電路板將零件與零件之間復(fù)雜的電路銅線,經(jīng)過細(xì)致整齊的規(guī)劃后,蝕刻在一塊板子上,提供電子零組件在安裝與互連時的主要支撐體,是所有電子產(chǎn)品不可或缺的基礎(chǔ)零件。 印刷電路板以不導(dǎo)電材料所制成的平板,在此平板上通常都有設(shè)計(jì)預(yù)鉆孔以安裝芯片和其它電子組件。組件的孔有助于讓預(yù)先定義在板面上印制之金屬路徑以電子方式連接起來,將電子組件的接腳穿過PCB后,再以導(dǎo)電性的金屬焊條黏附在PCB上而形成電路。 依其應(yīng)用領(lǐng)域PCB可分為單面板、雙面板、四層板以上多層板及軟板。一般而言,電子產(chǎn)品功能越復(fù)雜、回路距離越長、接點(diǎn)腳數(shù)越多,PCB所需層數(shù)亦越多,如高階消費(fèi)性電子、信息及通訊產(chǎn)品等;而軟板主要應(yīng)用于需要彎繞的產(chǎn)品中:如筆記型計(jì)算機(jī)、照相機(jī)、汽車儀表等。
PCB線路板*基本組成
目前的電路板,主要由以下組成
線路與圖面(Pattern):線路是做為原件之間導(dǎo)通的工具,在設(shè)計(jì)上會另外設(shè)計(jì)大銅面作為接地及電源層。線路與圖面是同時做出的。
介電層(Dielectric):用來保持線路及各層之間的絕緣性,俗稱為基材。
孔(Through hole / via):導(dǎo)通孔可使兩層次以上的線路彼此導(dǎo)通,較大的導(dǎo)通孔則做為零件插件用,另外有非導(dǎo)通孔(nPTH)通常用來作為表面貼裝定位,組裝時固定螺絲用。
防焊油墨(Solder resistant /Solder Mask) :并非全部的銅面都要吃錫上零件,因此非吃錫的區(qū)域,會印一層隔絕銅面吃錫的物質(zhì)(通常為環(huán)氧樹脂),避免非吃錫的線路間短路。根據(jù)不同的工藝,分為綠油、紅油、藍(lán)油。
絲印(Legend /Marking/Silk screen):此為非必要之構(gòu)成,主要的功能是在電路板上標(biāo)注各零件的名稱、位置框,方便組裝后維修及辨識用。
表面處理(Surface Finish):由于銅面在一般環(huán)境中,很容易氧化,導(dǎo)致無法上錫(焊錫性**),因此會在要吃錫的銅面上進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)的方式有噴錫(HASL),化金(ENIG),化銀(Immersion Silver),化錫(Immersion Tin),有機(jī)保焊劑(OSP),方法各有優(yōu)缺點(diǎn),統(tǒng)稱為表面處理。
PCB線路板*專用名詞解釋
在印制電路板制造技術(shù)方面,涉及到的很多專用名詞和金屬性能,其中包括物理、化學(xué).機(jī)械等?,F(xiàn)只介紹常用的有關(guān)電氣與物理,機(jī)械性能和相關(guān)方面的專用名詞解釋。
常用金屬電化當(dāng)量專用名詞解釋:
(1)鍍層硬度:是指鍍層對外力所引起的局部表面變形的抵抗強(qiáng)度。
(2)鍍層內(nèi)應(yīng)力:電鍍后,鍍層產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力使陰極薄片向陽極彎曲(張應(yīng)力)或背向陽極彎曲(壓應(yīng)力)。
(3)鍍層延展性:金屬或其它材料受到外力作用不發(fā)生裂紋所表現(xiàn)的彈性或塑性形變的能力稱之。
(4)鍍層可焊性:在一定條件下,鍍層易于被熔融焊料所潤濕的特性。
(5)模數(shù):就是單位應(yīng)變的能力,具有高系數(shù)的模數(shù)常為堅(jiān)硬而延伸率極低的物質(zhì)。
PCB線路板*分類
按照線路板層數(shù)可分為單面板、雙面板、四層板、六層板以及其他多層線路板。
首先是單面板,在*基本的PCB上,零件集中在其中一面,導(dǎo)線則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線只出現(xiàn)在其中一面,所以就稱這種PCB叫作單面線路板。單面板通常制作簡單,造價低,但是缺點(diǎn)是無法應(yīng)用于太復(fù)雜的產(chǎn)品上。
雙面板是單面板的延伸,當(dāng)單層布線不能滿足電子產(chǎn)品的需要時,就要使用雙面板了。雙面都有覆銅有走線,并且可以通過過孔來導(dǎo)通兩層之間的線路,使之形成所需要的網(wǎng)絡(luò)連接。
多層板是指具有三層以上的導(dǎo)電圖形層與其間的絕緣材料以相隔層壓而成,且其間導(dǎo)電圖形按要求互連的印制板。多層線路板是電子信息技術(shù)向高速度、多功能、大容量、小體積、薄型化、輕量化方向發(fā)展的產(chǎn)物。
PCB線路板*優(yōu)點(diǎn)
采用印制板的主要優(yōu)點(diǎn)是:
?、庇捎趫D形具有重復(fù)性(再現(xiàn)性)和一致性,減少了布線和裝配的差錯,節(jié)省了設(shè)備的維修、調(diào)試和檢查時間;
?、苍O(shè)計(jì)上可以標(biāo)準(zhǔn)化,利于互換;
3.布線密度高,體積小,重量輕,利于電子設(shè)備的小型化;
?、蠢跈C(jī)械化、自動化生產(chǎn),提高了勞動生產(chǎn)率并降低了電子設(shè)備的造價。
印制板的制造方法可分為減去法(減成法)和添加法(加成法)兩個大類。目前,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)還是以減去法中的腐蝕銅箔法為主。
⒌特別是FPC軟性板的耐彎折性,精密性,更好的應(yīng)到高精密儀器上.(如相機(jī),手機(jī).攝像機(jī)等.)
PCB線路板*制作步驟
1、 打印電路板。將繪制好的電路板用轉(zhuǎn)印紙打印出來,注意滑的一面面向自己,一般打印兩張電路板,即一張紙上打印兩張電路板。在其中選擇打印****的制作線路板。
2、 裁剪覆銅板,用感光板制作電路板全程圖解 。覆銅板,也就是兩面都覆有銅膜的線路板,將覆銅板裁成電路板的大小,不要過大,以節(jié)約材料。
3、預(yù)處理覆銅板。用細(xì)砂紙把覆銅板表面的氧化層打磨掉,以保證在轉(zhuǎn)印電路板時,熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上,打磨好的標(biāo)準(zhǔn)是板面光亮,沒有明顯污漬。
4、轉(zhuǎn)印電路板。將打印好的電路板裁剪成合適大小,把印有電路板的一面貼在覆銅板上,對齊好后把覆銅板放入熱轉(zhuǎn)印機(jī),放入時一定要保證轉(zhuǎn)印紙沒有錯位。一般來說經(jīng)過2-3次轉(zhuǎn)印,電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。熱轉(zhuǎn)印機(jī)事先就已經(jīng)預(yù)熱,溫度設(shè)定在160-200攝氏度,由于溫度很高,操作時注意**!
5、腐蝕線路板,回流焊機(jī)。先檢查一下電路板是否轉(zhuǎn)印完整,若有少數(shù)沒有轉(zhuǎn)印好的地方可以用黑色油性筆修補(bǔ)。然后就可以腐蝕了,等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時,將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈,這樣一塊線路板就腐蝕好了。腐蝕液的成分為濃鹽酸、濃雙氧水、水,比例為1:2:3,在配制腐蝕液時,先放水,再加濃鹽酸、濃雙氧水,若操作時濃鹽酸、濃雙氧水或腐蝕液不小心濺到皮膚或衣物上要及時用清水清洗,由于要使用強(qiáng)腐蝕性溶液,操作時一定注意**!
6、線路板鉆孔。線路板上是要插入電子元件的,所以就要對線路板鉆孔了。依據(jù)電子元件管腳的粗細(xì)選擇不同的鉆針,在使用鉆機(jī)鉆孔時,線路板一定要按穩(wěn),鉆機(jī)速度不能開的過慢,請仔細(xì)看操作人員操作。
7、線路板預(yù)處理。鉆孔完后,用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉,用清水把線路板清洗干凈。水干后,用松香水涂在有線路的一面,為加快松香凝固,我們用熱風(fēng)機(jī)加**路板,只需2-3分鐘松香就能凝固。
8、焊接電子元件。焊接完板上的電子元件,
PCB線路板*制作方法
一、 溶液濃度計(jì)算方法 在印制電路板制造技術(shù),各種溶液占了很大的比重,對印制電路板的*終產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。無論是選購或者自配都必須進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。正確的計(jì)算才能確保各種溶液的成分在工藝范圍內(nèi),對確保產(chǎn)品質(zhì)量起到重要的作用。根據(jù)印制電路板生產(chǎn)的特點(diǎn),提供六種計(jì)算方法供同行選用。
1.體積比例濃度計(jì)算:
定義:是指溶質(zhì)(或濃溶液)體積與溶劑體積之比值。
舉例:1:5硫酸溶液就是一體積濃硫酸與五體積水配制而成。
2.克升濃度計(jì)算:
定義:一升溶液里所含溶質(zhì)的克數(shù)。
舉例:100克硫酸銅溶于水溶液10升,問一升濃度是多少? 100/10=10克/升
3.重量百分比濃度計(jì)算
(1)定義:用溶質(zhì)的重量占全部溶液重理的百分比表示。
(2)舉例:試求3克碳酸鈉溶解在100克水中所得溶質(zhì)重量百分比濃度?
4.克分子濃度計(jì)算
定義:一升中含1克分子溶質(zhì)的克分子數(shù)表示。符號:M、n表示溶質(zhì)的克分子數(shù)、V表示溶液的體積?! ∪纾?升中含1克分子溶質(zhì)的溶液,它的克分子濃度為1M;含1/10克分子濃度為0.1M,依次類推。
舉例:將100克氫氧化鈉用水溶解,配成500毫升溶液,問這種溶液的克分子濃度是多少? 解:首先求出氫氧化鈉的克分子數(shù):
5. 當(dāng)量濃度計(jì)算
定義:一升溶液中所含溶質(zhì)的克當(dāng)量數(shù)。符號:N(克當(dāng)量/升)。 當(dāng)量的意義:化合價:反映元素當(dāng)量的內(nèi)在聯(lián)系互相化合所得失電子數(shù)或共同的電子對數(shù)。這完全屬于自然規(guī)律。它們之間如化合價、原子量和元素的當(dāng)量構(gòu)成相表關(guān)系。
元素=原子量/化合價 舉例: 鈉的當(dāng)量=23/1=23;鐵的當(dāng)量=55.9/3=18.6 酸、堿、鹽的當(dāng)量計(jì)算法:
A 酸的當(dāng)量=酸的分子量/酸分子中被金屬置換的氫原子數(shù)
B 堿的當(dāng)量=堿的分子量/堿分子中所含氫氧根數(shù)
C 鹽的當(dāng)量=鹽的分子量/鹽分子中金屬原子數(shù)金屬價數(shù)
6.比重計(jì)算
定義:物體單位體積所有的重量(單位:克/厘米3)。 測定方法:比重計(jì)。
舉例: A.求出100毫升比重為1.42含量為69%的濃硝酸溶液中含硝酸的克數(shù)? 解:由比重得知1毫升濃硝酸重1.42克;在1.42克中69%是硝酸的重量,因此1毫升濃硝酸中 硝酸的重量=1.42×(60/100)=0.98(克) B.設(shè)需配制25克/升硫酸溶液50升,問應(yīng)量取比量1.84含量為98%硫酸多少體積? 解:設(shè)需配制的50升溶液中硫酸的重量為W,則W=25克/升 50=1250克由比重和百分濃度所知,1毫升濃硫酸中硫酸的重量為:1.84×(98/100)=18(克);則應(yīng)量取濃硫酸的體積1250/18=69.4(毫升) 波美度與比重?fù)Q算方法: A.波美度= 144.3-(144.3/比重); B=144.3/(144.3-波美度)
二、 電鍍常用的計(jì)算方法 在電鍍過程中,涉及到很多參數(shù)的計(jì)算如電鍍的厚度、電鍍時間、電流密度、電流效率的計(jì)算。當(dāng)然電鍍面積計(jì)算也是非常重要的,為了能確保印制電路板表面與孔內(nèi)鍍層的均勻性和一致性,必須比較**的計(jì)算所有的被鍍面積。目前所采用的面積積分儀(對底片的板面積進(jìn)行計(jì)算)和計(jì)算機(jī)計(jì)算軟件的開發(fā),使印制電路板表面與孔內(nèi)面積更加**。但有時還必須采用手工計(jì)算方法,下例公式就用得上。
鍍層厚度的計(jì)算公式:(厚度代號:d、單位:微米)d=(C×Dk×t×ηk)/60r 電鍍時間計(jì)算公式:(時間代號:t、單位:分鐘)t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk) 陰極電流密度計(jì)算公式:(代號:、單位:安/分米2)ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk) 陰極電流以效率計(jì)算公式:Dk=(60×r×d)/(C×t×Dk)
三、 沉銅質(zhì)量控制方法 化學(xué)鍍銅(Electroless Plating Copper)俗稱沉銅。印制電路板孔金屬化技術(shù)是印制電路板制造技術(shù)的關(guān)鍵之一。嚴(yán)格控制孔金屬化質(zhì)量是確保*終產(chǎn)品質(zhì)量的前提,而控制沉銅層的質(zhì)量卻是關(guān)鍵。日常用的試驗(yàn)控制方法如下:
1.化學(xué)沉銅速率的測定: 使用化學(xué)沉銅鍍液,對沉銅速率有一定的技術(shù)要求。速率太慢就有可能引起孔壁產(chǎn)生空洞或針孔;而沉銅速率太快,將產(chǎn)生鍍層粗糙。為此,科學(xué)的測定沉銅速率是控制沉銅質(zhì)量的手段之一。以先靈提供的化學(xué)鍍薄銅為例,簡介沉銅速率測定方法:
(1)材料:采用蝕銅后的環(huán)氧基材,尺寸為100×100(mm)。
(2)測定步驟:
A. 將試樣在120-140℃烘1小時,然后使用分析天平稱重W1(g);
B. 在350-370克/升鉻酐和208-228毫升/升硫酸混合液(溫度65℃)中腐蝕10分鐘,清水洗凈;
C.在除鉻的廢液中處理(溫度30-40℃)3-5分鐘,洗干凈;
D. 按工藝條件規(guī)定進(jìn)行預(yù)浸、活化、還原液中處理;
E. 在沉銅液中(溫度25℃)沉銅半小時,清洗干凈;
F. 試件在120-140℃烘1小時至恒重,稱重W2(g)。
(3) 沉銅速率計(jì)算:速率=(W2-W1)104/8.93×10×10×0.5×2(μm) (4) 比較與判斷:把測定結(jié)果與工藝資料提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和判斷。
2.蝕刻液蝕刻速率測定方法 通孔鍍前,對銅箔進(jìn)行微蝕處理,使微觀粗化,以增加與沉銅層的結(jié)合力。為確保蝕刻液的穩(wěn)定性和對銅箔蝕刻的均勻性,需進(jìn)行蝕刻速率的測定,以確保在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。
(1)材料:0.3mm覆銅箔板,除油、刷板,并切成100×100(mm);
(2)測定程序:
A.試樣在雙氧水(80-100克/升)和硫酸(160-210克/升)、溫度30℃腐蝕2分鐘,清洗、去離子水清洗干凈;
B.在120-140℃烘1小時,恒重后稱重W2(g),試樣在腐蝕前也按此條件恒重稱重W1(g)。
(3)蝕刻速率計(jì)算速率=(W1-W2)104/2×8.933T(μm/min) 式中:s-試樣面積(cm2) T-蝕刻時間(min)
(4)判斷:1-2μm/min腐蝕速率為宜。(1.5-5分鐘蝕銅270-540mg)。
3.玻璃布試驗(yàn)方法 在孔金屬化過程中,活化、沉銅是化學(xué)鍍的關(guān)鍵工序。盡管定性、定量分析離子鈀和還原液可以反映活化還原性能,但可靠性比不上玻璃布試驗(yàn)。在玻璃布沉銅條件*苛刻,*能顯示活化、還原及沉銅液的性能。
現(xiàn)簡介如下: (1)材料:將玻璃布在10%氫氧化鈉溶液里進(jìn)行脫漿處理。并剪成50×50(mm),四周末端除去一些玻璃絲,使玻璃絲散開。 (2)試驗(yàn)步驟: A.將試樣按沉銅工藝程序進(jìn)行處理;
B. 置入沉銅液中,10秒鐘后玻璃布端頭應(yīng)沉銅完全,呈黑色或黑褐色,2分鐘后全部沉上,3分鐘后銅色加深;對沉厚銅,10秒鐘后玻璃布端頭必須沉銅完全,30-40秒后,全部沉上銅。
C.判斷:如達(dá)到以上沉銅效果,說明活化、還原及沉銅性能好,反則差。
四、 半固化片質(zhì)量檢測方法 預(yù)浸漬材料是由樹脂和載體構(gòu)成的的一種片狀材料。其中樹脂處于B-階段,溫度和壓力作用下,具有流動性并能迅速地固化和完成粘結(jié)過程,并與載體一起構(gòu)成絕緣層。俗稱半固化片或粘結(jié)片。為確保多層印制電路板的高可靠性及質(zhì)量的穩(wěn)定性,必須對半固片特性進(jìn)行質(zhì)量檢測(試層壓法)。半固化片特性包含層壓前的特性和層壓后特性兩部分。層壓前的特性主要指:樹脂含量%、流動性%、揮發(fā)物含量%和凝膠時間(S)。層壓后的特性是指:電氣性能、熱沖擊性能和可燃性等。為此,為確保多層印制電路板的高可靠姓和層壓工藝參數(shù)的穩(wěn)定性,檢測層壓前半固化片的特性是非常重要的。
1.樹脂含量(%)測定:
(1)試片的制作:按半固化片纖維方向:以45°角切成100×100(mm)小試塊;
(2)稱重:使用**度為0.001克天平稱重Wl(克);
(3)加熱:在溫度為566.14℃加熱燒60分鐘,冷卻后再進(jìn)行稱量W2(克);
(4)計(jì)算: W1-W2 樹脂含量(%)=(W1-W2) /W1×100 2.
樹脂流量(%)測定:
(1)試片制作:按半固化片纖維方向,以45°角切成100×100(mm)數(shù)塊約20克 試片;
(2)稱重:使用**度為0.001克天平準(zhǔn)確稱重W1(克);
(3)加熱加壓:按壓床加熱板的溫度調(diào)整到171±3℃,當(dāng)試片置入加熱板內(nèi),施加壓力為14±2Kg/cm2以上,加熱加壓5分鐘,將流出膠切除并進(jìn)行 稱量W2(克);
(4)計(jì)算:樹脂流量(%)=(W1-W2) /W1×100 3.
凝膠時間測定:
(1)試片制作:按半固化片纖維方向,以45°角切成50×50(mm)數(shù)塊(每塊約15克);
(2)加熱加壓:調(diào)整加熱板溫度為171±3℃、壓力為35Kg/cm2加壓時間15秒;
(3)測定:試片從加壓開始時間到固化時間至是測定的結(jié)果。
4.揮發(fā)物含量側(cè)定: (1)試片制作:按半固化片纖維方向,以45°角切成100×100(mm)1塊;
(2)稱量:使用**度為0.001克天平稱重W1(克);
(3)加熱:使用空氣循環(huán)式恒溫槽,在163±3℃加熱15分鐘然后再用天平稱重W2(克);
(4)計(jì)算:揮發(fā)分(%)=(W1-W2) /W1×100
PCB線路板*制程中的異常及原因分析
一、 PCB氧化其原因?yàn)椋?/p>
1〃 PCB銅箔面受到外界含酸、堿性物質(zhì)污染,使銅箔面保護(hù)層受到破壞。從手取PCB接到銅箔面;受到腐蝕性
2〃 PCB貯存的環(huán)境條件未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。一般要求溫度25℃±2℃,濕度55%- 85%,如:受到陽光直接照射或受到雨水影響。
二、 PCB銅箔殘缺斷路短路,其原因?yàn)椋?/p>
1〃 覆銅板在蝕刻時由于耐蝕油墨未充分印刷,覆蓋在所需的線路上
2〃 由于銅箔面未處理潔凈,有殘漬,凹擊不平現(xiàn)象,引起線路印刷**
3〃 由于在PCB電測時漏測,以及外觀檢查未發(fā)現(xiàn)。
三、 PCB面文字面印刷模糊、殘缺、偏位其原因:
1〃 菲林制作網(wǎng)面偏位,定位孔**。
2〃 印刷時比印網(wǎng)**
3〃 PCB背面不光潔,機(jī)板變形
四、 PCB漏沖孔、堵孔、偏孔、孔徑偏小現(xiàn)象
1〃 由于機(jī)床沖床作業(yè)時,沖針斷,或磨損較大
2〃 由于氣壓偏小
3〃 由于沖孔后進(jìn)入套孔時漏套,或是套孔時殘物被拉回堵塞原來的孔
4〃 由于機(jī)臺作業(yè)面不潔凈,使殛料又落入孔中
5〃 偏孔其主要是由于定位**或機(jī)板變形造成,在過錫爐時可造成空焊現(xiàn)象
五、 PCB漏V-cut,V-cut深度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)(原板厚的2/3)造成分析因難或易斷之原因
1〃 刀具磨損較大,上刀與下刀不平行
2〃 V-cut寬度小于0.2mm,深淺不一
3〃 廠商作業(yè)環(huán)境**,已過與未過板區(qū)分不明顯。
六、 PCB孔邊緣銅箔裂痕、分離、剝落,有輕微白斑現(xiàn)象,其原因: 在沖孔時,由于溫度控制**造成,如果溫度偏高則會引起銅箔分離,如果溫度低,則出現(xiàn)裂痕、剝落現(xiàn)象,同時引起銅箔表面不光潔,有白斑產(chǎn)生。
七、 PCB綠油剝落與不均現(xiàn)象
1〃 在防焊面印刷時由于線路部分未洗凈有臟污和雜質(zhì),造成耐焊油塞,隆起或剝落,或不均
2〃 防焊油墨(綠油)質(zhì)量**,含有水份與其它雜質(zhì)較重
3〃 PCB在過錫爐時,由于機(jī)板內(nèi)含水份較重,受到高溫時發(fā)生蒸發(fā)引起八、 有關(guān)PCB在過錫爐時焊錫**狀況有:
(一) PCB不吃錫或吃錫**其原因
1〃PCB板面發(fā)生嚴(yán)重氧化(即發(fā)黑),易不吃錫
2〃 PCB板面銅箔保護(hù)處理與錫爐的助焊劑不匹配
3〃 PCB銅箔面受到如油、漆、蠟、脂等雜質(zhì)污染,這些可用清洗劑除去,但由于受到防焊油墨污染,就難以除去,易引起不吃錫
4〃 機(jī)器設(shè)備與維修的偏差,即為:溫度輸送帶速度、角度、PCB浸泡深度有關(guān)
5〃 PCB面零件焊錫性**
6〃 對于貫孔PCB應(yīng)檢查貫穿孔是否平整干凈、斷裂或其他雜質(zhì)。 7〃 錫爐中錫鉛含量成分超標(biāo)。
(二) PCB面錫球產(chǎn)生的原因
1〃由于助焊劑中含水量過高
2〃 PCB預(yù)熱不夠,導(dǎo)致表面的助焊劑未干
3〃 **的貫穿孔
4〃 IT環(huán)境溫度過高
(三) PCB面錫洞(即空焊)少錫
1〃由于孔邊緣銅箔面破孔或殘缺,以及元件腳吃錫**造成
2〃貫孔板由于孔內(nèi)氣體產(chǎn)生較慢或較少,當(dāng)往上揮發(fā)時由于上面錫已凝固,而底部熔錫未干沖出造成
3〃銅箔面該上錫范圍而小銅箔面的1/4 (四)PCB面吃錫過剩-包錫其原因: 包錫是指焊點(diǎn)四周被過多的錫包覆而不能判斷其為標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)其原因:1.過錫深度不正確2.預(yù)熱或錫溫不正確3.助焊劑活性與比重選擇不當(dāng)4.PCB及零件焊錫**5.不適合的油脂物夾混在焊錫流程里6 .錫的成份不標(biāo)準(zhǔn)或已經(jīng)嚴(yán)重污染
(五)PCB上錫峰其原因
1〃 溫度傳導(dǎo)**:
○1機(jī)器設(shè)備或工具傳導(dǎo)溫度不均
○2PCB表面太大的焊接觸面或密集焊接物,使局部吸熱造成熱傳導(dǎo)不夠2〃 焊錫性:
○1PCB或零件本身焊錫性不足
○ 2助焊劑活性不??夠,不足以潤焊3〃 PCB設(shè)計(jì):
○1零件腳與零件孔比率不正確
○ 2設(shè)插零件的貫穿孔太大
○3PCB表面焊接區(qū)域太大時,無防焊圈造成表面熔錫凝固慢,流動性大
4〃 機(jī)器設(shè)備:
○1PCB過錫太深
○ 2錫波流動不穩(wěn)定
○ 3錫爐內(nèi)有錫渣或懸浮物
(六)PCB上發(fā)生短路現(xiàn)象
1〃 PCB設(shè)計(jì):
○1PCB焊接面設(shè)有考慮錫流的排放,造成錫流經(jīng)過發(fā)生堆積
○2PCB過錫后,焊點(diǎn)或其他焊接線路未干產(chǎn)生熔錫流動,沾到附近線路
○ 3PCB線路設(shè)計(jì)太近
○ 4零件腳彎腳不規(guī)則,彼此太近
2〃 焊錫材料:
○1PCB或零件腳有錫或銅等金屬之雜物殘留
○ 2PCB或零件腳焊錫性**
○ 3助焊劑活性不??夠
3〃 機(jī)器設(shè)備:
○1遇熱不夠
○ 2錫波表面有浮渣
○ 3PCB浸錫太深
○ 4錫波振動較大
PCB線路板*噴錫
噴錫是將線路板浸泡到溶融的錫鉛中,當(dāng)線路板表面占附足夠的錫鉛后,再利用熱空氣加壓將多余的錫鉛刮除。錫鉛冷卻后PCB板焊接的區(qū)域就會沾上一層適當(dāng)厚度的錫鉛,這就是噴錫制程的概略程序。
一般噴錫機(jī)會利用的溶液有兩個部分,一個部分是在噴錫前線路板會事先涂布一層助焊劑,主要的功能在幫助錫鉛沾附至PCB表面,另外一個似乎不該稱為溶液,而概稱為油,我們在業(yè)界泛稱它為防氧化油。
主要的功能是促使線路板表面的傳熱均勻,同時防止PCB止焊漆區(qū)域上殘錫。另外它兼具有減緩錫鉛氧化的功能。
PCB線路板*PCB Layout規(guī)則完整篇
介紹PCB布線以及畫PCB時的一些常用規(guī)則,大家在pcblayout時,可以參照這些資料,畫出一塊**的PCB,當(dāng)然,按照實(shí)際需要,也可以自由變通.
這是一個完整的PCBLayout設(shè)計(jì)規(guī)則,文章從元器件的布局到元件排列,再到導(dǎo)線布線,以及線寬及間距這些,還有的是焊盤,都做了詳細(xì)的分析和介紹,下邊是這此文章的介紹:
一、元件的布局
PCB設(shè)計(jì)規(guī)則的元件的布局方式包括:元器件布局要求,元器件布局原則,元器件布局順序,常用元器件的布局方法
二、元器件排列方式
元器件在PCB上的排列可采用不規(guī)則、規(guī)則和網(wǎng)格等三種排列方式中的一種,也可同時采用多種。
三、元器件的間距與安裝尺寸
講述的是在PCB設(shè)計(jì)當(dāng)中,元器件的排放時,元間的間距以及安裝的尺寸
四、印制導(dǎo)線布線
布線是指對印制導(dǎo)線的走向及形狀進(jìn)行放置,它在PCB的設(shè)計(jì)中是*關(guān)鍵的步驟,而且是工作量*大的步驟
五、印制導(dǎo)線的寬度及間距
印制導(dǎo)線的寬度及間距,一般導(dǎo)線的*小寬度在0.5-0.8mm,間距不少于1mm
六、焊盤的孔徑及形狀
介紹PCB設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識,包括焊盤的形狀,以及焊般的孔徑[2]
PCB線路板*測試
測試PCB是否有短路或是斷路的狀況,可以使用光學(xué)或電子方式測試。光學(xué)方式采用掃描以找出各層的缺陷,電子測試則通常用飛針探測儀(Flying-Probe)來檢查所有連接。電子測試在尋找短路或斷路比較準(zhǔn)確,不過光學(xué)測試可以更容易偵測到導(dǎo)體間不正確空隙的問題。
*后一項(xiàng)步驟就是安裝與焊接各零件了。無論是THT與SMT零件都利用機(jī)器設(shè)備來安裝放置在PCB上。
THT零件通常都用叫做波峰焊接(Wave Soldering)的方式來焊接。這可以讓所有零件一次焊接上PCB。首先將接腳切割到靠近板子,并且稍微彎曲以讓零件能夠固定。接著將PCB移到助溶劑的水波上,讓底部接觸到助溶劑,這樣可以將底部金屬上的氧化物給除去。在加熱PCB后,這次則移到融化的焊料上,在和底部接觸后焊接就完成了。
自動焊接SMT零件的方式則稱為再流回焊接(Over Reflow Soldering)。里頭含有助溶劑與焊料的糊狀焊接物,在零件安裝在PCB上后先處理一次,經(jīng)過PCB加熱后再處理一次。待PCB冷卻之后焊接就完成了,接下來就是準(zhǔn)備進(jìn)行PCB的*終測試了。
PCB線路板*重要技術(shù)
PCB制板技術(shù),包含計(jì)算機(jī)輔助制造處理技術(shù),即CAD/CAM,還有光繪技術(shù)。下面介紹一下計(jì)算機(jī)輔助制造處理技術(shù)
計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)是根據(jù)所定工藝進(jìn)行各種工藝處理。前面所講的各項(xiàng)工藝要求,都要在光繪之前做出必要的準(zhǔn)備工作。比如鏡像、阻焊擴(kuò)大、工藝線、工藝框、線寬調(diào)整、中心孔、外形線等問題都要在
CAM這道工序來完成。特別需要注意,用戶文件中間距過小地方,必須做出相應(yīng)的處理。因?yàn)槊總€廠的工藝流程和技術(shù)水平各不相同,要達(dá)到用戶的*終要求,必須在制作工藝中做出必要的調(diào)整,以滿足用戶有
關(guān)精度等各方面的要求。因此CAM處理是現(xiàn)代印制電路制造中必不可少的工序。
一.CAM所完成的工作
1.焊盤大小的修正,合拼D碼。
2.線條寬度的修正,合拼D碼。
3.*小間距的檢查,焊盤與焊盤之間、焊盤與線之間、線條與線條之間。
4.孔徑大小的檢查,合拼。
5.*小線寬的檢查。
6.確定阻焊擴(kuò)大參數(shù)。
7.進(jìn)行鏡像。
8.添加各種工藝線,工藝框。
9.為修正側(cè)蝕而進(jìn)行線寬校正。
10.形成中心孔。
11.添加外形角線。
12.加定位孔。
13.拼版,旋轉(zhuǎn),鏡像。
14.拼片。
15.圖形的疊加處理,切角切線處理。
16.添加用戶商標(biāo)。
二.CAM工序的組織
由于現(xiàn)在市面上流行的CAD軟件多達(dá)幾十種,因此對于CAD工序的管理必須首先從組織上著手,好的組織將達(dá)到事半功倍的效果。
由于Gerber數(shù)據(jù)格式已成為光繪行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),所以在整個光繪工藝處理中都應(yīng)以Gerber數(shù)據(jù)為處理對象。如果以CAD數(shù)據(jù)作為對象會帶來以下問題。
1. CAD軟件種類太多,如果各種工藝要求都要在CAD軟件中完成,就要求每個操作員都要熟練掌握每一種CAD軟件的操作。這將要求一個很長的培訓(xùn)期,才能使操作員成為熟練工,才能達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)要求。
這從時間和經(jīng)濟(jì)角度都是不合算的。
2. 由于工藝要求繁多,有些要求對于某些CAD軟件來講是無法實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)镃AD軟件是做設(shè)計(jì)用的,沒有考慮到工藝處理中的特殊要求,因而無法達(dá)到全部的要求。而CAM軟件是專門用于進(jìn)行工藝處理的,
做這些工作是*拿手的。
3. CAM軟件功能強(qiáng)大,但全部是對Getber文件進(jìn)行操作,而無法對CAD文件操作。
4. 如果用CAD進(jìn)行工藝處理,則要求每個操作員都要配備所有的CAD軟件,并對每一種CAD軟件又有不同的工藝要求。這將對管理造成不必要的混亂。
綜上所述,CAM組織應(yīng)該是以下結(jié)構(gòu)(尤其是大中型的企業(yè))。
(1) 所有的工藝處理統(tǒng)一以Gerber數(shù)據(jù)為處理對象。
(2) 每個操作員須掌握CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Gerber數(shù)據(jù)的技巧。
(3) 每個操作員須掌握一種或數(shù)種CAM軟件的操作方法。
(4) 對Gerber數(shù)據(jù)文件制定統(tǒng)一的工藝規(guī)范。
CAM工序可以相對集中由幾個操作員進(jìn)行處理,以便管理。合理的組織機(jī)構(gòu)將大大提高管理效率、生產(chǎn)效率,并有效地降低差錯率,從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。