PCBA的制作流程 平板電腦充電柜內置使用 廠家定制
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PCBA是英文Printed Circuit Board +Assembly 的簡稱,也就是說PCB空板經過SMT上件,或經過DIP插件的整個制程,簡稱PCBA .這是國內常用的一種寫法,而在歐美的標準寫法是PCB'A,加了“'”,這被稱之為官方習慣用語。
中文名PCBA
外文名Printed Circuit Board +Assembly
PCB空板經SMT上件或DIP插件本 質
基 材電木板、玻璃纖維板
金屬涂層 銅 錫 金 鎳
電路板
印刷電路板,又稱印制電路板,印刷線路板,常使用英文縮寫PCB(Printed circuit board),是重要的電子部件,是電子元件的支撐體,是電子元器件線路連接的提供者。由于它是采用電子印刷技術制作的,故被稱為“印刷”電路板。
在印制電路板出現之前,電子元件之間的互連都是依靠電線直接連接而組成完整的線路。現在,電路面包板只是作為有效的實驗工具而存在,而印刷電路板在電子工業中已經成了占據了絕對統治的地位。20世紀初,人們為了簡化電子機器的制作,減少電子零件間的配線,降低制作成本等優點,于是開始鉆研以印刷的方式取代配線的方法。三十年間,不斷有工程師提出在絕緣的基板上加以金屬導體作配線。而最成功的是1925年,美國的Charles Ducas 在絕緣的基板上印刷出線路圖案,再以電鍍的方式,成功建立導體作配線。
直至1936年,奧地利人保羅·愛斯勒(Paul Eisler)在英國發表了箔膜技術,他在一個收音機裝置內采用了印刷電路板;而在日本,宮本喜之助以噴附配線法“メタリコン法吹著配線方法(特許119384號)”成功申請專利。[2]而兩者中Paul Eisler 的方法與現今的印刷電路板最為相似,這類做法稱為減去法,是把不需要的金屬除去;而Charles Ducas、宮本喜之助的做法是只加上所需的配線,稱為加成法。雖然如此,但因為當時的電子零件發熱量大,兩者的基板也難以配合使用[1],以致未有正式的實用作,不過也使印刷電路技術更進一步。
基材
基材普遍是以基板的絕緣部分作分類,常見的原料為電木板、玻璃纖維板,以及各式的塑膠板。而PCB的制造商普遍會以一種以玻璃纖維、不織物料、以及樹脂組成的絕緣部分,再以環氧樹脂和銅箔壓制成“黏合片”(prepreg)使用。
而常見的基材及主要成份有:
FR-1 ──酚醛棉紙,這基材通稱電木板(比FR-2較高經濟性)
FR-2 ──酚醛棉紙,
FR-3 ──棉紙(Cotton paper)、環氧樹脂
FR-4 ──玻璃布(Woven glass)、環氧樹脂
FR-5 ──玻璃布、環氧樹脂
FR-6 ──毛面玻璃、聚酯
G-10 ──玻璃布、環氧樹脂
CEM-1 ──棉紙、環氧樹脂(阻燃)
CEM-2 ──棉紙、環氧樹脂(非阻燃)
CEM-3 ──玻璃布、環氧樹脂
CEM-4 ──玻璃布、環氧樹脂
CEM-5 ──玻璃布、多元酯
AIN ──氮化鋁
SIC ──碳化硅
金屬涂層
編輯
金屬涂層除了是基板上的配線外,也就是基板線路跟電子元件焊接的地方。此外,不同的金屬也有不同的價錢,不同的會直接影響生產的成本;不同的金屬也有不同的可焊性、接觸性,也有不同的電阻阻值,也會直接影響元件的效能。
常用的金屬涂層有:銅 錫
厚度通常在5至15μm[4]
鉛錫合金(或錫銅合金)即焊料,厚度通常在5至25μm,錫含量約在63%
金一般只會鍍在接口
銀一般只會鍍在接口,或以整體也是銀的合金
線路設計
印制電路板的設計是以電子電路圖為藍本,實現電路使用者所需要的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計,需要內部電子元件、金屬連線、通孔和外部連接的布局、電磁保護、熱耗散、串音等各種因素。優秀的線路設計可以節約生產成本,達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設計可以用手工實現,但復雜的線路設計一般也需要借助計算機輔助設計(CAD)實現,而著名的設計軟件有Protel、OrCAD、PowerPCB、FreePCB等。
基本制作
根據不同的技術可分為消除和增加兩大類過程。
減去法(Subtractive),是利用化學品或機械將空白的電路板(即鋪有完整一塊的金屬箔的電路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的電路。
絲網印刷:把預先設計好的電路圖制成絲網遮罩,絲網上不需要的電路部分會被蠟或者不透水的物料覆蓋,然后把絲網遮罩放到空白線路板上面,再在絲網上油上不會被腐蝕的保護劑,把線路板放到腐蝕液中,沒有被保護劑遮住的部份便會被蝕走,最后把保護劑清理。
感光板:把預先設計好的電路圖制在透光的膠片遮罩上(最簡單的做法就是用打印機印出來的投影片),同理應把需要的部份印成不透明的顏色,再在空白線路板上涂上感光顏料,將預備好的膠片遮罩放在電路板上照射強光數分鐘,除去遮罩后用顯影劑把電路板上的圖案顯示出來,最后如同用絲網印刷的方法一樣把電路腐蝕。
刻印:利用銑床或雷射雕刻機直接把空白線路上不需要的部份除去。
加成法(Additive),現在普遍是在一塊預先鍍上薄銅的基板上,覆蓋光阻劑(D/F),經紫外光曝光再顯影,把需要的地方露出,然后利用電鍍把線路板上正式線路銅厚增厚到所需要的規格,再鍍上一層抗蝕刻阻劑-金屬薄錫,最后除去光阻劑(這制程稱為去膜),再把光阻劑下的銅箔層蝕刻掉。
積層法
積層法是制作多層印刷電路板的方法之一。是在制作內層后才包上外層,再把外層以減去法或加成法所處理。不斷重復積層法的動作,可以得到再多層的多層印刷電路板則為順序積層法。
內層制作
積層編成(即黏合不同的層數的動作)
積層完成(減去法的外層含金屬箔膜;加成法)
鉆孔
減去法
Panel電鍍法
全塊PCB電鍍
在表面要保留的地方加上阻絕層(resist,防以被蝕刻)
蝕刻
去除阻絕層
Pattern電鍍法
在表面不要保留的地方加上阻絕層
電鍍所需表面至一定厚度
去除阻絕層
蝕刻至不需要的金屬箔膜消失
加成法
令表面粗糙化
完全加成法(full-additive)
在不要導體的地方加上阻絕層
以無電解銅組成線路
部分加成法(semi-additive)
以無電解銅覆蓋整塊PCB
在不要導體的地方加上阻絕層
電解鍍銅
去除阻絕層
蝕刻至原在阻絕層下無電解銅消失
增層法
增層法是制作多層印刷電路板的方法之一,顧名思義是把印刷電路板一層一層的加上。每加上一層就處理至所需的形狀。