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PCB技術

PCB技術 - 電路板印刷工藝介紹

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PCB技術 - 電路板印刷工藝介紹

電路板印刷工藝介紹
2023-02-16
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Author:電路板er      分享文章

電路板印刷是當今很發達的新產業,而網版印刷的快速發展又為這個產業注入了活力,給電子工業帶來了重大變革。 當前的電路板網印工藝完全能够適應高密度的電路板生產。


電路板印刷之絲網

絲網是網印刷版中最重要組成部分,它是控制油墨流動性和印刷厚度的關鍵,同時决定了網版耐用性。 除此之外,絲網與網版感光材料有極好的結合性也是製作高品質、高精度網印版的一個重要因素。 為了保證絲網與感光材料的良好結合,傳統的做法是對新絲網進行粗化及脫脂處理,這樣以保證網版質量及延長絲網使用壽命。 同時,絲網目數的正確選擇也很重要。 採用160目尼絲網製作的印版常出現感光膠膜與絲網粘接牢固度不够好、印刷的線條易變粗而且有毛刺、刮墨板刮印時費力等問題. 採用250目尼龍絲網製作的印版,印刷精度提高、刮印時省力、毛刺變小.用360目尼龍絲網製作的印版,感光膠膜和絲網粘接牢固、刮墨板刮印省力、印刷精度明顯提高,線條、文字邊緣整齊.線條和間距達No.2~0.15mm。


電路板印刷之感光材料

印版感光材料常用的有重氮感光劑、感光膜片等。 在網版製作中普遍採用的是重氮型感光乳劑。 感光膜片具有膜層厚度均勻可控、高解像力、高清晰度、耐磨、與絲網有强附著性等特點,在印刷板的字元印刷中得到廣泛應用。 電路板網印刷版對感光材料的要求是.製版性好,如便於塗布.有適當的感光光譜範圍,一般以340~440nm為宜,感光波長過長,製版操作和印版貯存需在嚴格的暗室條件.波長過短,光源的選擇、人員的防護將變得較為困難.感光度高,可達到節能、快速製版的目的.顯影效能好,分辨力高.穩定性好, 便於貯存,减少浪費.經濟、衛生、無毒、無公害。


電路板印刷之網框

網框材質和截面形狀非常重要.相對於某種規格的網框,如果框强度不够.則不能保證張力的一性。 一般使用的是高張力鋁質網框。

電路板是如何製造出來的呢? 我們打開通用電腦的鍵盤就能看到一張軟性薄膜(撓性的絕緣基材),印上有銀白色(銀漿)的導電圖形與健比特圖形。 因為通用絲網漏印方法得到這種圖形,所以我們稱這種印刷電路板為撓性銀漿印刷電路板。 而我們去電腦城看到的各種電腦主機板、顯卡、網卡、數據機、聲卡及家用電器上的印刷電路板就不同了。 它所用的基材是由紙基(常用於單面)或玻璃布基(常用於雙面及多層),預浸酚醛或環氧樹脂,表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成。 這種電路板覆銅簿板材,我們就稱它為剛性板。 再製成印刷電路板,我們就稱它為剛性印刷電路板。 單面有印刷線路圖形我們稱單面印刷電路板,雙面有印刷線路圖形,再通過孔的金屬化進行雙面互連形成的印刷電路板,我們就稱其為雙面板。 如果用一塊雙面作內層、二塊單面作外層或二塊雙面作內層、二塊單面作外層的印刷電路板,通過定位系統及絕緣粘結資料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互連的印刷電路板就成為四層、六層印刷電路板了,也稱為多層印刷電路板。 現在已有超過100層的實用印刷電路板了。


電路板的印刷生產過程較為複雜,它涉及的工藝範圍較廣,從簡單的機械加工到複雜的機械加工,有普通的化學反應還有光化學電化學熱化學等工藝,電腦輔助設計CAM等多方面的知識。 而且在生產過程中工藝問題很多而且會時時遇見新的問題而部分問題在沒有查清原因問題就消失了,由於其生產過程是一種非連續的流水線形式,任何一個環節出問題都會造成全線停產或大量報廢的後果,印刷電路板如果報廢是無法回收再利用的,工藝工程師的工作壓力較大, 所以許多工程師離開了這個行業轉到印刷電路板設備或資料商做銷售和技術服務方面的工作。

印刷電路板

印刷電路板

電路板印刷工藝

電路板印刷工藝通常有單面、雙面印刷電路板及普通多層電路板的製作工藝。


單面剛性印刷板

單面剛性印刷板→單面覆銅板→下料→(刷洗、乾燥)→鑽孔或沖孔→網印線路抗蝕刻圖形或使用幹膜→固化檢查修板→蝕刻銅→去抗蝕印料、乾燥→刷洗、乾燥→網印阻焊圖形(常用綠油)、UV固化→網印字元標記圖形、UV固化→預熱、沖孔及外形→電力開、短路測試→刷洗、 乾燥→預塗助焊防氧化劑(乾燥)或噴錫熱風整平→檢驗包裝→成品出廠。


雙面剛性印刷板

雙面剛性製版→雙面覆銅板→下料→疊板→數控鑽導通孔→檢驗、去毛刺刷洗→化學鍍(導通孔金屬化)→(全板電鍍薄銅)→檢驗刷洗→網印負性電路圖形、固化(幹膜或濕膜、曝光、顯影)→檢驗、 修板→線路圖形電鍍→電鍍錫(抗蝕鎳/金)→去印料(感光膜)→蝕刻銅→(退錫)→清潔刷洗→網印阻焊圖形常用熱固化綠油(貼感光幹膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化,常用感光熱固化綠油)→清洗、乾燥→網印標記字元圖形、固化→(噴錫或有機保焊膜)→外形加工→清洗、 乾燥→電力通斷檢測→檢驗包裝→成品出廠。

貫通孔金屬化法製造多層板工藝流程→內層覆銅板雙面開料→刷洗→鑽定位孔→貼光致抗蝕幹膜或塗覆光致抗蝕劑→曝光→顯影→蝕刻與去膜→內層粗化、 去氧化→內層檢查→(外層單面覆銅板線路製作、B—階粘結片、板材粘結片檢查、鑽定位孔)→層壓→數控制鑽孔→孔檢查→孔前處理與化學鍍銅→全板鍍薄銅→鍍層檢查→貼光致耐電鍍幹膜或塗覆光致耐電鍍劑→面層底板曝光→顯影、 修板→線路圖形電鍍→電鍍錫鉛合金或鎳/金鍍→去膜與蝕刻→檢查→網印阻焊圖形或光致阻焊圖形→印刷字元圖形→(熱風整平或有機保焊膜)→數控洗外形→清洗、乾燥→電力通斷檢測→成品檢查→包裝出廠。

電路板印刷工藝流程圖

電路板印刷工藝流程圖

電路板印刷工藝流程可以看出多層板工藝是從雙面孔金屬化工藝基礎上發展起來的。 它除了繼了雙面工藝外,還有幾個獨特內容.金屬化孔內層互連、鑽孔與去環氧鑽污、定位系統、層壓、專用資料。

我們常見的電腦板卡基本上是環氧樹脂玻璃布基雙面印刷電路板,其中有一面是插裝元件另一面為元件脚焊接面,能看出焊點很有規則,這些焊點的元件脚分立焊接面我們就叫它為焊盤。 為什麼其它銅導線圖形不上錫呢。 因為除了需要錫焊的焊盤等部分外,其餘部分的表面有一層耐波峰焊的阻焊膜。 其表面阻焊膜多數為綠色,有少數採用黃色、黑色、藍色等,所以在電路板行業常把阻焊油叫成綠油。 其作用是,防止波焊時產生橋接現象,提高焊接質量和節約焊料等作用。 它也是印刷板的永久性保護層,能起到防潮、防腐蝕、防黴和機械擦傷等作用。 從外觀看,表面光滑明亮的綠色阻焊膜,為菲林對板感光熱固化綠油。 不但外觀比較好看,便重要的是其焊盤精確度較高,從而提高了焊點的可靠性。


我們從電腦板卡可以看出,元件的安裝有三種方式。 一種為傳動的插入式安裝工藝,將電子元件插入印刷電路板的導通孔裏。 這樣就容易看出雙面印刷電路板的導通孔有如下幾種.一是單純的元件插裝孔.二是元件插裝與雙面互連導通孔.三是單純的雙面導通孔.四是基板安裝與定位孔。 另二種安裝方式就是表面安裝與晶片直接安裝。 其實晶片直接安裝科技可以認為是表面安裝科技的分支,它是將晶片直接粘在印刷板上,再用線焊法或載帶法、倒裝法、梁式引線法等封裝技術互聯到印刷板上。 其焊接面就在元件面上。


隨著電路板高密度的發展趨勢,電路板印刷工藝要求越來越高,越來越多的新技術應用於電路板印刷工藝,如雷射技術,感光樹脂等等。