印制电路板与焊接工艺.PDF

第二章 印制电路板与焊接工艺 2.1 基础知识 2.1.1 印制电路板及制板简介 电子工业的发展，特别是微电子技术的飞速发展，对印制电路板的制造工艺和质量、精 度也不断提出新的要求。印制板的品种从单面板、双面板发展到多层板和软性板；印制线条 越来越细、间距也越来越小。目前，不少厂家都可制造线宽和间距在0 ．2mm 以下的高密度 印制板。但现阶段应用最为广泛的还是单、双面印制板，本节将重点介绍这类印制板的制造 工艺。有关制板材料的一些知识也是印制电路板设计者需要了解的内容。 2.1.1.1 覆铜板的材料及其技术指标 1.覆铜板的组成 制造印制电路板的主要材料是覆铜板。所谓覆铜板，就是经过粘接、热挤压工艺，使一 定厚度的铜箔牢固地附着在绝缘基板上。所用基板材料及厚度不同，铜箔与粘接剂也各有差 异，制造出来的覆铜板在性能上就有很大区别。铜箔覆在基板的一面，称做单面覆铜板，覆 在基板两面的称为双面覆铜板。 1 ) 基板 高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层压板可以作为覆铜板的基板。合成树脂的种类 繁多，常用的有酚醛树脂、环氧树脂、三氯氰胺树脂等。它们是基板的主要成分，决定电气 性能。增强材料一般有纸质和布质两种，它们决定了基板的机械性能，如耐浸焊性、抗弯强 度等。 几种树脂和增强材料的性能如下。 ．酚醛树脂：价格低廉，但容易吸水。吸水以后，绝缘电阻降低，受环境温度影响大。 当环境温度高于 100℃时，机械性能明显变差。这种材料的板材在民用电器产品中广 泛使用，工作在恶劣环境条件和高频条件下的电子设备极少使用。 ．环氧树脂：粘合及绝缘性能良好，但价格偏高。通常将它和酚醛树脂混合使用，可以 达到较满意的电气性能和机械性能。 ．三氯氰胺树脂：有良好的抗热性和电气性能。用它制成的基板介质损耗小，耐浸焊性 和抗剥强度高，是一种高性能的基板材料。适用于制造特殊电子仪器和军工产品的印 制电路板。 2 ) 铜箔 它是制造覆铜板的关键材料，必须有较高的导电率及良好的焊接性。铜箔质量直接影响 覆铜板的性能。要求铜箔表面不得有划痕、砂眼和皱折，金属纯度不低于 99．8 ％，厚度误 33 差不大于±5um。按照原电子工业部的部颁标准规定，铜箔厚度的标称系列为18um、25um、 35um、70um、105um，目前普遍使用的是35um 厚度的铜箔。铜箔越薄，越容易蚀刻和钻孔， 特别适合于制造线路复杂的高密度印制板。铜箔可通过压延法和电解法两种方法制造，后者 易于获得表面光洁、无皱折、厚度均匀、纯度高、无机械划痕的高质量铜箔，是生产铜箔的 理想工艺。 3 ) 粘合剂 铜箔能否牢固地附着在基板上，粘合剂是重要因素。覆铜板的抗剥强度主要取决于粘合 剂的性能。 4 ) 覆铜板的生产工艺流程 铜箔氧化是使零价铜变为二价氧化铜或一价氧化亚铜，可以提高它与基板的粘合力。铜 箔氧化后在其粗糙面上胶，然后放入烘箱使之预固化。玻璃布(或纸)预先浸渍树脂并烘烤， 也使其处于半固化状态。将上胶并处于半固化状态的铜箔与玻璃布(或纸)按尺寸剪切，根椐 基板厚度选择玻璃布层的数量，然后进行压制。压制中使用蒸气或电加热，使半固化的粘合 剂 彻底固化，铜箔与基板牢固地粘合成一体，冷却后即为覆铜板。覆铜板的生产工艺流程如图 2-1 所示。 5 ）板材厚度 常用覆铜板的材质标称厚度为 0.5 、0.7、0.8 、1.0、1.2、1.5、1.6、2.0 、2.4 、3.2、6.4 （mm ）。电子仪器和通用设备一般选用1.5mm 的板材。对于电源板，大功率器件以及有重物 的、尺寸 较大的电路板，可选用2.0~3.0mm 的板材。 2．印制电路板的分类 印制电路板也称印刷电路板，它是一种在绝缘基板上，有选择地加工和制造出导电图形 的组装板。具体讲就是：将电气连线图“印制”在覆铜板上，通过腐蚀液去掉线路之外的铜 箔，保留连线图形部分的铜箔作为导线和安装元件的连接板。 常见的印制电路板有以下几种。 1 ）单面印制电路板。单面印制电路板通常由单面覆铜箔板制作，在绝缘基板的覆铜箔 34 一面制成印制导线。 2 ）双面印制电路板。 双面印制电路板是在绝缘基板