1. 我是一名電工,現在想自己製作一個電路印刷板,不知道該怎麼做,原材料什麼的都不清楚,這也算電子一類的
你說的叫覆銅板。
以上回答是我多年前的方法,如今可能有更好的處理方法了,此回答只是給提問者一個思路和大致流程。高手看到後可以把更好的辦法介紹給提問者,不要扔磚。
2. 電路板是怎樣設計的 。
電路板設計是根據電路圖把布局在電路板上的元器件使用銅箔連接起來。有下列工作版需要做:
1、合理布權局元件
2、繞開障礙布通走線,必要的時候調整元件位置
3、在電路板上標注設計信息等
4、檢查錯誤
這些工作現在一般藉助於計算機輔助設計軟體來完成,最常見的是protel(Altium) 系列,OrCAD。簡單的甚至使用AutoCAD來完成也可以。
3. pcb板的製作過程是怎樣的
我電腦裡面正好保存了一份資料,我就直接復制上來,希望能夠解答你的問題
1.開料原理: 按要求尺寸把大料切成小料
2.內層:貼干膜或印油,曝光沖影蝕刻退膜內層蝕檢就是一個圖形轉移的過程,通過使用菲林底片,油墨/干膜等介質在紫外強光的照射下,將客戶所需要的線路圖形製作在內層基板上,再將不需要的銅箔蝕刻掉,最終做成內層的導電線路.
前處理:磨板內層干膜內層蝕刻內檢+粗化銅板表面,以利於增加板面與葯膜的結合力+清潔板面,除掉板面雜物干膜與銅箔的覆蓋性油墨與銅箔的覆蓋性
3.壓板工序:棕化,排板,壓合,X-RAY沖,孔及鑼邊
4.鑽孔工序: 鑽孔的作用:在線路板上生產一個容許後工序完成連接線路板的上\下面或者中間線路層之間的導電性能的通道
5.濕工序: 沉銅-外層干膜-圖形電鍍或板電鍍-外層-蝕板-外層-蝕檢
沉銅作用: 在線路板絕緣的孔壁上沉積一層導電的銅層,導通與內層線路的連接。
外層干膜: 貼干膜曝光沖影
圖形電鍍或板以電鍍: 作用: 增加線路板孔\線\面的銅厚,使之達到客戶的要求.
外層蝕刻: 退膜:利用強鹼能使干膜溶解或剝離性質把不需要的干膜從板面上剝離或溶解
蝕板:利用二價銅銨絡和離子的氧化性把不需要的銅從板上蝕掉
退錫:利用退錫水中的硝酸能和錫反應溶掉鍍錫層達到從板上把錫退掉
外層檢查:AOI&VRS通過CCD掃描攝取線路板圖像,利用電腦將其與CAM標准圖形進比較及設計規范邏輯的處理,將線路板上的壞點標記出來並將壞點坐標傳送給VRS,最終確認壞點所在位置.
6.濕菲林工序: 主要工藝工位有:將已經成型的外層線板路板面,印刷上一層感光油墨,使之固化,從而來達到保護線路板的外層及絕緣的作用.,前處理磨板,油墨印刷,焗爐曝光沖影,字元印刷
7.表面處理工序: 主要是按照客戶的要求,對線路板裸露出銅面進行一個圖層的處理加工.
主要處理工藝有: 噴錫: 利用熱風焊處理工藝在銅面上噴上一層可焊接性的錫面.
沉錫: 利用化學的原理將錫通過化學處理使之沉積在板面上.
沉銀: 利用化學的原理將銀通過化學原理使之沉積在板面上.
沉金: 利用化學的原理將金通過化學原理使之沉積在板面上.
鍍金: 利用電鍍的原理,通過電流電壓控制使之金鍍在板面上.
防氧化: 利用化學的原理將一種抗氧化的化學葯品塗在板面上
8.成型工序: 主要是按照客戶的要求,將一個已經形成的線路板,加工成客戶需要的尺寸外形.
9.開短路測試檢查: 主要是檢查線路的開路及短路檢查,以及利用目光檢查板面質量.
10.包裝出貨: 將檢查合格的板進行包裝,最終出貨給客戶.
4. PCB的製造流程誰知道啊 。
.1 PCB扮演的角色
PCB的功能為提供完成第一層級構裝的組件與其它必須的電子電路零件接 合的基地,以組成一個具特定功能的模塊或成品。所以PCB在整個電子產 品中,扮演了整合連結總其成所有功能的角色,也因此時常電子產品功能故 障時,最先被質疑往往就是PCB。圖1.1是電子構裝層級區分示意。
1.2 PCB的演變
1.早於1903年Mr. Albert Hanson首創利用"線路"(Circuit)觀念應用於電話交換機系統。它是用金屬箔予以切割成線路導體,將之黏著於石蠟紙上,上面同樣貼上一層石蠟紙,成了現今PCB的機構雛型。見圖1.2
2. 至1936年,Dr Paul Eisner真正發明了PCB的製作技術,也發表多項專利。而今日之print-etch(photoimage transfer)的技術,就是沿襲其發明而來的。
1.3 PCB種類及製法
在材料、層次、製程上的多樣化以適 合 不同的電子產品及其特殊需求。 以下就歸納一些通用的區別辦法,來簡單介紹PCB的分類以及它的製造方 法。
1.3.1 PCB種類
A. 以材質分
a. 有機材質
酚醛樹脂、玻璃纖維/環氧樹脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆屬之。
b. 無機材質
鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其散熱功能
B. 以成品軟硬區分
a. 硬板 Rigid PCB
b.軟板 Flexible PCB 見圖1.3
c.軟硬板 Rigid-Flex PCB 見圖1.4
C. 以結構分
D. 依用途分:通信/耗用性電子/軍用/計算機/半導體/電測板…,見圖1.8 BGA.
另有一種射出成型的立體PCB,因使用少,不在此介紹。
1.3.2製造方法介紹
A. 減除法,其流程見圖1.9
B. 加成法,又可分半加成與全加成法,見圖1.10 1.11
C. 尚有其它因應IC封裝的變革延伸而出的一些先進製程,本光碟僅提及但不詳加介紹,因有許多尚屬機密也不易取得,或者成熟度尚不夠。 本光碟以傳統負片多層板的製程為主軸,深入淺出的介紹各個製程,再輔以先進技術的觀念來探討未來的PCB走勢。
2.3.1客戶必須提供的數據:
電子廠或裝配工廠,委託PCB SHOP生產空板(Bare Board)時,必須提供下列數據以供製作。見表料號數據表-供製前設計使用.
上表數據是必備項目,有時客戶會提供一片樣品, 一份零件圖,一份保證書(保證製程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物質)等。這些額外數據,廠商須自行判斷其重要性,以免誤了商機。
2.3.2 .資料審查
面對這么多的數據,制前設計工程師接下來所要進行的工作程序與重點,如下所述。
A. 審查客戶的產品規格,是否廠內製程能力可及,審查項目見承接料號製程能力檢查表.
B.原物料需求(BOM-Bill of Material)
根據上述資料審查分析後,由BOM的展開,來決定原物料的廠牌、種類及規格。主要的原物料包括了:基板(Laminate)、膠片(Prepreg)、銅箔(Copper foil)、防焊油墨(Solder Mask)、文字油墨(Legend)等。另外客戶對於Finish的規定,將影響流程的選擇,當然會有不同的物料需求與規格,例如:軟、硬金、噴鍚、OSP等。
表歸納客戶規范中,可能影響原物料選擇的因素。
C. 上述乃屬新數據的審查, 審查完畢進行樣品的製作.若是舊數據,則須Check有無戶ECO (Engineering Change Order) ,然後再進行審查.
D.排版
排版的尺寸選擇將影響該料號的獲利率。因為基板是主要原料成本(排版最佳化,可減少板材浪費);而適當排版可提高生產力並降低不良率。
有些工廠認為固定某些工作尺寸可以符合最大生產力,但原物料成本增加很多.下列是一些考慮的方向:
一般製作成本,直、間接原物料約占總成本30~60%,包含了基板、膠片、銅箔、防焊、干膜、鑽頭、重金屬(銅、鍚、鉛),化學耗品等。而這些原物料的耗用,直接和排版尺寸恰當與否有關系。大部份電子廠做線路Layout時,會做連片設計,以使裝配時能有最高的生產力。因此,PCB工廠之制前設計人員,應和客戶密切溝通,以使連片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時可有最佳的利用率。要計算最恰當的排版,須考慮以下幾個因素。
a.基材裁切最少刀數與最大使用率(裁切方式與磨邊處理須考慮進去)。
b.銅箔、膠片與干膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好,以免浪費。
c.連片時,piece間最小尺寸,以及板邊留做工具或對位系統的最小尺寸。
d.各製程可能的最大尺寸限制或有效工作區尺寸.
e.不同產品結構有不同製作流程,及不同的排版限制,例如,金手指板,其排版間距須較大且有方向的考慮,其測試治具或測試次序規定也不一樣。 較大工作尺寸,可以符合較大生產力,但原物料成本增加很多,而且設備製程能力亦需提升,如何取得一個平衡點,設計的准則與工程師的經驗是相當重要的。
2.3.3 著手設計
所有數據檢核齊全後,開始分工設計:
A. 流程的決定(Flow Chart) 由數據審查的分析確認後,設計工程師就要決定最適切的流程步驟。 傳統多層板的製作流程可分作兩個部分:內層製作和外層製作.以下圖標幾種代 表性流程供參考.見圖2.3 與 圖2.4
B. CAD/CAM作業
a. 將Gerber Data 輸入所使用的CAM系統,此時須將apertures和shapes定義好。目前,己有很多PCB CAM系統可接受IPC-350的格式。部份CAM系統可產生外型NC Routing 檔,不過一般PCB Layout設計軟體並不會產生此文件。 有部份專業軟體或獨立或配合NC Router,可設定參數直接輸出程序.
Shapes 種類有圓、正方、長方,亦有較復雜形狀,如內層之thermal pad等。著手設計時,Aperture code和shapes的關連要先定義清楚,否則無法進行後面一系列的設計。
b. 設計時的Check list
依據check list審查後,當可知道該製作料號可能的良率以及成本的預估。
c. Working Panel排版注意事項:
-PCB Layout工程師在設計時,為協助提醒或注意某些事項,會做一些輔助的記號做參考,所以必須在進入排版前,將之去除。下表列舉數個項目,及其影響。
-排版的尺寸選擇將影響該料號的獲利率。因為基板是主要原料成本(排版最佳化,可減少板材浪費);而適當排版可提高生產力並降低不良率。
有些工廠認為固定某些工作尺寸可以符合最大生產力,但原物料成本增加很多.下列是一些考慮的方向:
一般製作成本,直、間接原物料約占總成本30~60%,包含了基板、膠片、銅箔、防焊、干膜、鑽頭、重金屬(銅、鍚、鉛、金),化學耗品等。而這些原物料的耗用,直接和排版尺寸恰當與否有關系。大部份電子廠做線路Layout時,會做連片設計,以使裝配時能有最高的生產力。因此,PCB工廠之制前設計人員,應和客戶密切溝通,以使連片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時可有最佳的利用率。要計算最恰當的排版,須考慮以下幾個因素。
1.基材裁切最少刀數與最大使用率(裁切方式與磨邊處理須考慮進去)。
2.銅箔、膠片與干膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好,以免浪費。
3.連片時,piece間最小尺寸,以及板邊留做工具或對位系統的最小尺寸。
4.各製程可能的最大尺寸限制或有效工作區尺寸.
5不同產品結構有不同製作流程,及不同的排版限制,例如,金手指板,其排版間距須較大且有方向的考慮,其測試治具或測試次序規定也不一樣。
較大工作尺寸,可以符合較大生產力,但原物料成本增加很多,而且設備製程能力亦需提升,如何取得一個平衡點,設計的准則與工程師的經驗是相當重要的。
-進行working Panel的排版過程中,尚須考慮下列事項,以使製程順暢,表排版注意事項 。
d. 底片與程序:
-底片Artwork 在CAM系統編輯排版完成後,配合D-Code檔案,而由雷射繪圖機(Laser Plotter)繪出底片。所須繪制的底片有內外層之線路,外層之防焊,以及文字底片。
由於線路密度愈來愈高,容差要求越來越嚴謹,因此底片尺寸控制,是目前很多PCB廠的一大課題。表是傳統底片與玻璃底片的比較表。玻璃底片使用比例已有提高趨勢。而底片製造商亦積極研究替代材料,以使尺寸之安定性更好。例如乾式做法的鉍金屬底片.
一般在保存以及使用傳統底片應注意事項如下:
1.環境的溫度與相對溫度的控制
2.全新底片取出使用的前置適應時間
3.取用、傳遞以及保存方式
4.置放或操作區域的清潔度 -程序
含一,二次孔鑽孔程序,以及外形Routing程序其中NC Routing程序一般須另行處理
e. DFM-Design for manufacturing .Pcb lay-out 工程師大半不太了解,PCB製作流程以及各製程需要注意的事項,所以在Lay-out線路時,僅考慮電性、邏輯、尺寸等,而甚少顧及其它。PCB制前設計工程師因此必須從生產力,良率等考慮而修正一些線路特性,如圓形接線PAD修正成淚滴狀,見圖2.5,為的是製程中PAD一孔對位不準時,尚能維持最小的墊環寬度。
但是制前工程師的修正,有時卻會影響客戶產品的特性甚或性能,所以不得不謹慎。PCB廠必須有一套針對廠內製程上的特性而編輯的規范除了改善產品良率以及提升生產力外,也可做為和PCB線路Lay-out人員的溝通語言,見圖2.6 .
C. Tooling
指AOI與電測Netlist檔..AOI由CAD reference文件產生AOI系統可接受的數據、且含容差,而電測Net list檔則用來製作電測治具Fixture。
5. 電路板是怎樣做的
PCB(印刷電路板)的原料是玻璃纖維,這種材料我們在日常生活中出處可見,比如防火布、防火氈的核心就是玻璃纖維,玻璃纖維很容易和樹脂相結合,我們把結構緊密、強度高的玻纖布浸入樹脂中,硬化就得到了隔熱絕緣、不易彎曲的PCB基板了--如果把PCB板折斷,邊緣是發白分層,足以證明材質為樹脂玻纖。
光是絕緣板我們不可能傳遞電信號,於是需要在表面覆銅。所以我們把PCB板也稱之為覆銅基板。在工廠里,常見覆銅基板的代號是FR-4,這個在各家板卡廠商裡面一般沒有區別,所以我們可以認為大家都處於同一起跑線上,當然,如果是高頻板卡,最好用成本較高的覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板。
覆銅工藝很簡單,一般可以用壓延與電解的辦法製造,所謂壓延就是將高純度(>99.98%)的銅用碾壓法貼在PCB基板上--因為環氧樹脂與銅箔有極好的粘合性,銅箔的附著強度和工作溫度較高,可以在260℃的熔錫中浸焊而無起泡。
這個過程頗像擀餃子皮,最薄可以小於1mil(工業單位:密耳,即千分之一英寸,相當於0.0254mm)。如果餃子皮這么薄的話,下鍋肯定漏餡!所謂電解銅這個在初中化學已經學過,CuSO4電解液能不斷製造一層層的"銅箔",這樣容易控制厚度,時間越長銅箔越厚!通常廠里對銅箔的厚度有很嚴格的要求,一般在0.3mil和3mil之間,有專用的銅箔厚度測試儀檢驗其品質。像古老的收音機和業余愛好者用的PCB上覆銅特別厚,比起電腦板卡工廠里品質差了很遠。
控制銅箔的薄度主要是基於兩個理由:一個是均勻的銅箔可以有非常均勻的電阻溫度系數,介電常數低,這樣能讓信號傳輸損失更小,這和電容要求不同,電容要求介電常數高,這樣才能在有限體積下容納更高的容量,電阻為什麼比電容個頭要小,歸根結底是介電常數高啊!
其次,薄銅箔通過大電流情況下溫升較小,這對於散熱和元件壽命都是有很大好處的,數字集成電路中銅線寬度最好小於0.3cm也是這個道理。製作精良的PCB成品板非常均勻,光澤柔和(因為表面刷上阻焊劑),這個用肉眼能看出來,但要光看覆銅基板能看出好壞的人卻不多,除非你是廠里經驗豐富的品檢。
對於一塊全身包裹了銅箔的PCB基板,我們如何才能在上面安放元件,實現元件--元件間的信號導通而非整塊板的導通呢?板上彎彎繞繞的銅線,就是用來實現電信號的傳遞的,因此,我們只要把銅箔蝕掉不用的部分,留下銅線部分就可以了。
如何實現這一步,首先,我們需要了解一個概念,那就是"線路底片"或者稱之為"線路菲林",我們將板卡的線路設計用光刻機印成膠片,然後把一種主要成分對特定光譜敏感而發生化學反應的感光干膜覆蓋在基板上,干膜分兩種,光聚合型和光分解型,光聚合型干膜在特定光譜的光照射下會硬化,從水溶性物質變成水不溶性而光分解型則正好相反。
這里我們就用光聚合型感光干膜先蓋在基板上,上面再蓋一層線路膠片讓其曝光,曝光的地方呈黑色不透光,反之則是透明的(線路部分)。光線通過膠片照射到感光干膜上--結果怎麼樣了?凡是膠片上透明通光的地方干膜顏色變深開始硬化,緊緊包裹住基板表面的銅箔,就像把線路圖印在基板上一樣,接下來我們經過顯影步驟(使用碳酸鈉溶液洗去未硬化干膜),讓不需要干膜保護的銅箔露出來,這稱作脫膜(Stripping)工序。接下來我們再使用蝕銅液(腐蝕銅的化學葯品)對基板進行蝕刻,沒有干膜保護的銅全軍覆沒,硬化干膜下的線路圖就這么在基板上呈現出來。這整個過程有個叫法叫"影像轉移",它在PCB製造過程中占非常重要的地位。
接著是製作多層板,按照上述步驟製作只是單面板,即使兩面加工也是雙面板而已,但是我們常常可以發現自己手中的板卡是四層板或者六層板(甚至有8層板)。
有了上面的基礎,我們明白其實不難,做兩塊雙面板"粘"起來就行啦!比如我們做一塊典型的四層板(按照順序分1~4層,其中1/4是外層,信號層,2/3是內層,接地和電源層),先呢分別做好1/2和3/4(同一塊基板),然後把兩塊基板粘一塊不就OK了?不過這個粘結劑可不是普通的膠水,而是軟化狀態下的樹脂材料,它首先是絕緣的,其次很薄,與基板粘合性良好。我們稱之為PP材料,它的規格是厚度與含膠(樹脂)量。當然,一般四層板和六層板我們是看不出來的,因為六層板的基板厚度比較薄,即使要用兩層PP三塊雙面基板,也未見得比一層PP兩塊雙面基板的四層板能增加多少厚度--板卡的厚度都有一定規范,否則就插不進各種卡槽中了。說到這里,讀者又會產生疑問,那個多層板之間信號不是要導通嗎?現在PP是絕緣材料,如何實現層與層之間的互聯?別急,我們在粘結多層板之前還需要鑽孔!鑽了孔可以將電路板上下位置相應銅線對起來,然後讓孔壁帶銅,那麼不是相當於導線將電路串聯起來了嗎?
這種孔我們稱之為導通孔(Plating hole,簡稱PT孔。這些孔需要鑽孔機鑽出來,現代鑽孔機能鑽出很小很小的孔和很淺的孔,一塊主板上有成百上千個大小迥異深淺不一的孔,我們用高速鑽孔機起碼要鑽一個多小時才能鑽完。鑽完孔後,我們再進行孔電鍍(該技術稱之為鍍通孔技術,Plated-Through-Hole technology,PTH),讓孔導通。
孔也鑽了,里外層都通了,多層板粘好了,是不是完事了呢?我們的回答是No,因為主板生產需要大量進行焊接,如果直接焊接,會產生兩個嚴重後果:一、板卡表面銅線氧化,焊不上;二、搭焊現象嚴重--因為線與線之間的間距實在太小了啊!所以我們必須在整個PCB基板外面再包上一層裝甲--這就是防焊漆,也就是俗稱阻焊劑的的東東,它對液態的焊錫不具有親和力,並且在特定光譜的光照射下會發生變化而硬化,這個特性和干膜類似,我們看到的板卡顏色,其實就是防焊漆的顏色,如果防焊漆是綠色,那麼板卡就是綠色。
最後大家不要忘了網印、金手指鍍金(對於顯卡或者PCI等插卡來說)和質檢,測試PCB是否有短路或是斷路的狀況,可以使用光學或電子方式測試。光學方式採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准確,不過光學測試可以更容易偵測到導體間不正確空隙的問題。
總結一下,一家典型的PCB工廠其生產流程如下所示:下料→內層製作→壓合→鑽孔→鍍銅→外層製作→防焊漆印刷→文字印刷→表面處理→外形加工。