制造印刷电路板
制造印刷电路板需要有基材、金属涂层、线路设计等流程,包括它的基本制作根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。下面我们重点讲解。
印刷电路板基材
基材普遍是以基板的绝缘部分作分类,常见的原料为电木板、玻璃纤维板,以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以玻璃纤维、不织物料、以及树脂组成的绝缘部分,再以环氧树脂和铜箔压制成“黏合片”(prepreg)使用。
Xgs游戏机电路设计而常见的基材及主要成份有:
FR-1 ──酚醛棉纸,这基材通称电木板(比FR-2较高经济性)
FR-2 ──酚醛棉纸,
FR-3 ──棉纸(Cotton paper)、环氧树脂
FR-4 ──玻璃布(Woven glass)、环氧树脂
FR-5 ──玻璃布、环氧树脂
FR-6 ──毛面玻璃、聚酯
G-10 ──玻璃布、环氧树脂
CEM-1 ──棉纸、环氧树脂(阻燃)
CEM-2 ──棉纸、环氧树脂(非阻燃)
CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂
CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂
CEM-5 ──玻璃布、多元酯
AIN ──氮化铝
SIC ──碳化硅
印刷电路板金属涂层
金属涂层除了是基板上的配线外,也就是基板线路跟电子元件焊接的地方。此外,由于不同的金属价钱不同,因此直接影响生产的成本。另外,每种金属的可焊性、接触性,电阻阻值等等不同,这也会直接影响元件的效能。
常用的金属涂层有:
铜
锡
厚度通常在5至15μm
铅锡合金(或锡铜合金)
即焊料,厚度通常在5至25μm,锡含量约在63%
金
一般只会镀在接口
银
一般只会镀在接口,或以整体也是银的合金
印刷电路板线路设计
印制电路板的设计是以电路原理图为蓝本,实现电路使用者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要内部电子元件、金属连线、通孔和外部连接的布局、电磁保护、热耗散、串音等各种因素。优秀的线路设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现,但复杂的线路设计一般也需要借助计算机辅助设计(CAD)实现,而著名的设计软件有OrCAD、Pads (也即PowerPCB)、Altium designer (也即Protel)、FreePCB、CAM350等
印刷电路板基本制作
根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。
减去法
减去法(Subtractive),是利用化学品或机械将空白的电路板(即铺有完整一块的金属箔的电路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的电路。
丝网印刷:把预先设计好的电路图制成丝网遮罩,丝网上不需要的电路部分会被蜡或者不透水的物料覆盖,然后把丝网遮罩放到空白线路板上面,再在丝网上油上不会被腐蚀的保护剂,把线路板放到腐蚀液中,没有被保护剂遮住的部份便会被蚀走,最后把保护剂清理。
感光板:把预先设计好的电路图制在透光的胶片遮罩上(最简单的做法就是用打印机印出来的投影片),同理应把需要的部份印成不透明的颜色,再在空白线路板上涂上感光颜料,将预备好的胶片遮罩放在电路板上照射强光数分钟,除去遮罩后用显影剂把电路板上的图案显示出来,最后如同用丝网印刷的方法一样把电路腐蚀。
刻印:利用铣床或雷射雕刻机直接把空白线路上不需要的部份除去。
加成法
加成法(Additive),现在普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上,覆盖光阻剂(D/F),经紫外光曝光再显影,把需要的地方露出,然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规格,再镀上一层抗蚀刻阻剂-金属薄锡,最后除去光阻剂(这制程称为去膜),再把光阻剂下的铜箔层蚀刻掉。
基材、金属涂层、线路设计是制造印刷电路板所必须要经过的流程,随着技术的进步和发展印刷电路板所也会朝着高效率化和多应用化方向发展。
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