电路板的制造.doc

电路板的制造 电路板的制造 印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。它是所有电子设备的载体，计算机内部到处都有PCB的身影，从主板、显卡、声卡到内存载板、CPU 载板再到硬盘控制电路板、光驱控制电路板等。小到日常生活中的家用电器、手机、PDA、数码相机，大到车载电子设备，飞机上使用的航空电子产品、卫星火箭 上高可X性电子设备。生活在信息时代的我们天天都在和PCB打交道，身为电脑爱好者的我们又时刻谈论着PCB。但是PCB的是如何制造出来的呢？制造它们 的设备是什么样子？尤为重要的是，从哪些方面来评价一块板卡的做工好坏？现在，让我们带着这三个问题，开始我们的PCB之旅。 　　PCB的实际制造过程是在PCB工厂里完成的，工厂是不管设计的，设计工作由专门的公司进行，它们的设计结果叫做原理图，原理图再由专业的布线公司进行线路图的设计，得到的线路图就被交到PCB工厂制作。工厂的任务就是将工作站中的线路图变成现实中的实物板。 　　从图纸到实物板的过程有哪些呢？ 　　总体来说有三个过程：第一，生产工具(Tooling)的准备；第二，具体生产过程；第三，品质检验(VI、电测)。但无论是生产加工，还是品质控制都是围绕生产过程进行的。所以我们重点介绍PCB板的生产过程。 　　一、生产过程中要涉及到的基本概念 　　1.重要的原始物料 　　　●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、通讯设备等档次的电子产品。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。这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(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，在诸如电视、收音机等较为简单的应用中酚醛纸质基板用得也很多。 　　我们来看看基板的构成。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，将树脂的状态分为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；b-stage时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；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，物理化学性质就非常稳定。我们使用的电路板基材就是由处于b-stage的树脂构成。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。 　　　●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：压延与电解。 　　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(相当于0.0254mm)的铜箔。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。 　　　●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粘接剂。简单地说，处于b-stage的基材薄片就叫做PP。PP的规格是厚度与含胶(树脂)量。 　　　●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。实用的干膜有三层，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，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，而光分解性恰好相反。 　　　●防焊漆 　　防焊漆实际上是一种阻焊剂，是对液态的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，防焊漆中还要和硬化剂搅拌在一起使用。防焊漆也叫油墨。我们通常见到的PCB板的颜色实际上就是防焊漆的颜色。 　　　●底片 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　我们讲的底片类似于摄影的底片，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(Plotter，图1)，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