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PCB线路板的制作流程之一-PCB线路板雕刻机

文章出处:admin 人气:发表时间:2018-08-04 11:48:45

电子爱好者的PCB制作方法主要有热转印法,感光湿膜法,感光干膜法。蚀刻剂有环保的三氯化铁(FeCl3),有快速的盐酸+双氧水(HCl+H2O2)。常用PCB出图软件有Protel99se等Protel系列软件。感光干膜+氯化铁是业余爱好者的常用方法之一。 

影像(成形/导线制作) 

制作的第一步是建立出零件间联机的布线。我们采用负片转印(Subtractive transfer)方式将工作底片表现在金属导体上。这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。追加式转印(Additive Pattern transfer)是另一种比较少人使用的方式,这是只在需要的地方敷上铜线的方法,不过我们在这里就不多谈了。

如果制作的是双面板,那么PCB的基板两面都会铺上铜箔,如果制作的是多层板,接下来的步骤则会将这些板子黏在一起。

正光阻剂(positive photoresist)是由感光剂制成的,它在照明下会溶解(负光阻剂则是如果没有经过照明就会分解)。有很多方式可以处理铜表面的光阻剂,不过最普遍的方式,是将它加热,并在含有光阻剂的表面上滚动(称作干膜光阻剂)。它也可以用液态的方式喷在上头,不过干膜式提供比较高的分辨率,也可以制作出比较细的导线。

遮光罩只是一个制造中PCB层的模板。在PCB板上的光阻剂经过UV光曝光之前,覆盖在上面的遮光罩可以防止部份区域的光阻剂不被曝光(假设用的是正光阻剂)。这些被光阻剂盖住的地方,将会变成布线。

在光阻剂显影之后,要蚀刻的其它的裸铜部份。蚀刻过程可以将板子浸到蚀刻溶剂中,或是将溶剂喷在板子上。一般用作蚀刻溶剂的有,氯化铁(Ferric Chloride),碱性氨(Alkaline Ammonia),硫酸加过氧化氢(Sulfuric Acid + Hydrogen Peroxide),和氯化铜(Cupric Chloride)等通过氧化反应将其氧化(如Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2)。蚀刻结束后将剩下的光阻剂去除掉。这称作脱膜(Stripping)程序。

钻孔与电镀 

如果制作的是多层PCB板,并且里头包含埋孔或是盲孔的话,每一层板子在黏合前必须要先钻孔与电镀。如果不经过这个步骤,那么就没办法互相连接了。

在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后,孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术,Plated-Through-Hole technology,PTH)。在孔璧内部作金属处理后,可以让内部的各层线路能够彼此连接。在开始电镀之前,必须先清掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化,而它会覆盖住内部PCB层,所以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学制程中完成。

多层PCB压合 

各单片层必须要压合才能制造出多层板。压合动作包括在各层间加入绝缘层,以及将彼此黏牢等。如果有透过好几层的导孔,那么每层都必须要重复处理。多层板的外侧两面上的布线,则通常在多层板压合后才处理。

处理阻焊层、网版印刷面和金手指部份电镀 

接下来将阻焊漆覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到电镀部份外了。网版印刷面则印在其上,以标示各零件的位置,它不能够覆盖在任何布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。金手指部份通常会镀上金,这样在插入扩充槽时,才能确保高品质的电流连接。

测试 

测试PCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷,电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确,不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。

零件安装与焊接 

最后一项步骤就是安装与焊接各零件了。无论是THT与SMT零件都利用机器设备来安装放置在PCB上。

THT零件通常都用叫做波峰焊接(Wave Soldering)的方式来焊接。这可以让所有零件一次焊接上PCB。首先将接脚切割到靠近板子,并且稍微弯曲以让零件能够固定。接着将PCB移到助溶剂的水波上,让底部接触到助溶剂,这样可以将底部金属上的氧化物给除去。在加热PCB后,这次则移到融化的焊料上,在和底部接触后焊接就完成了。

自动焊接SMT零件的方式则称为再流回焊接(Over Reflow Soldering)。里头含有助溶剂与焊料的糊状焊接物,在零件安装在PCB上后先处理一次,经过PCB加热后再处理一次。待PCB冷却之后焊接就完成了,接下来就是准备进行PCB的最终测试了。

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