印刷电路板的制作方法 1
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印刷电路基板的制备步骤如下:
1.原材料准备:基板和化学药品。
2.印制电路图设计:使用专业软件进行或手工绘制。
3.涂覆感光胶:为了将电路图转移到基板上,需要先在基板上涂上
一层感光胶。
4.曝光:将电路图曝光到涂有感光胶的基板上,使电路图上的图形
转移到基板上。
5.显影:将曝光后的基板进行显影,将未曝光部分的感光胶去除。
6.蚀刻:使用蚀刻液将基板表面不需要的部分去除,留下所需的电
路图形。
7.去膜:将基板表面的感光胶去除。
8.清洗和干燥:对基板进行清洗和干燥,去除残留的化学物质。
覆铜板制作印刷电路板的原理离子方程式一、覆铜板制作印刷电路板的原理1.1 印刷电路板简介印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)是一种用于机械支撑和电气连接的塑料基板,上面覆盖有导电线路。
PCB广泛应用于电子设备、通信设备、计算机设备、医疗器械等领域。
1.2 覆铜板制作印刷电路板的原理覆铜板制作印刷电路板的主要原理是通过覆铜板、蚀刻、化学镀铜等工艺步骤,将电路图案形成在基板上,并实现导电线路。
其中,化学镀铜是制作印刷电路板中的重要环节之一。
1.3 覆铜板的选择覆铜板的选择对印刷电路板的质量和性能有着重要影响。
一般来说,覆铜板应具备良好的导电性能、耐腐蚀能力和机械强度。
常用的覆铜板厚度包括1oz(35um)、2oz(70um)和3oz(105um)等。
1.4 蚀刻工艺蚀刻是在覆铜板上通过化学溶液去除多余铜层,形成所需的导电线路。
蚀刻工艺需要配合光刻和腐蚀等步骤,能够快速、精确地形成电路图案。
在化学溶液中,铜表面的电离反应十分关键。
1.5 化学镀铜化学镀铜是将铜层均匀地沉积在基板表面,以修复蚀刻后的铜层。
通过向化学镀铜槽中通入工作电解质,阴极反应和阳极反应的离子方程式能够揭示化学镀铜的原理。
1.6 覆铜板制作印刷电路板的工艺流程覆铜板制作印刷电路板的工艺流程主要包括:基板预处理、光刻制版、蚀刻、化学镀铜、阻焊油涂覆、丝印标识、组装等步骤。
化学镀铜是其中的关键环节之一。
二、化学镀铜的原理离子方程式2.1 化学镀铜原理化学镀铜是指在基板表面通过化学还原的方法,将铜离子还原成金属铜沉积在基板表面。
这种方法具有成本低、工艺简单等优点,被广泛应用于PCB制造中。
2.2 化学镀铜的离子方程式化学镀铜涉及到电化学原理,其过程包括阳极反应和阴极反应。
在化学镀铜槽中,加入工作电解质,通以电流后,铜离子发生还原沉积到基板表面。
其离子方程式如下:在阳极处:Cu → Cu^2+ + 2e^-在阴极处:Cu^2+ + 2e^- → Cu总反应方程式:Cu + Cu^2+ → 2Cu通过上述离子方程式,可以清晰地理解化学镀铜的原理及电化学过程。
【主题】:PCB双面板和多层板生产流程一、引言PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是现代电子产品中不可或缺的一部分,它承载着电子元器件并提供电气连接。
在不同的电子产品中,我们经常会听到双面板和多层板的概念。
那么,它们的生产流程究竟是怎样的呢?二、双面板生产流程1. 设计与布局:双面板的生产流程首先要进行电路设计和布局,包括元件布局和线路走向的设计。
2. 制作内层板:将玻璃纤维布浸渍树脂,然后在铜箔上覆盖光敏胶,通过曝光、显影、蚀刻等步骤形成线路和铜箔残留的区域。
3. 复板:将内层板与预制好的介质层板及铜箔层板复合,并通过热压技术将其加以固化。
4. 外层图形化:在外层板铜箔表面上覆盖一层光敏胶,然后按照设计图形进行曝光、显影、蚀刻,形成外层线路及铜箔残留的区域。
5. 孔位铆合:利用机械或激光技术在板面上打孔(冲压孔位)。
6. 表面化学镀镍金:对板面进行化学镍金处理,以增强其与焊盘的附着力。
7. 色素沉积:在板面上形成阻焊油墨或者焊盘油墨图形。
8. 表面喷镘:将表面喷上喷锡层,构成铅(锡)粘接的表面。
三、多层板生产流程1. 设计与布局:多层板的设计和布局要比双面板更为复杂,需要考虑多层板间的互连关系和信号传输。
2. 制作内层板:多层板同样需要制作内层板,但在此之前需要将设计好的电路图分层布局,并使用铜箔、介质等材料进行层压。
3. 复合与预压:通过预压机将内层板与预制好的介质层板及铜箔层板复合,并进行热压处理。
4. 钻孔:利用高精度数控钻孔机对多层板进行钻孔处理,确保孔位的精确性。
5. 表面处理:在板面进行化学镀铜处理,以增强其导电性。
6. 外层图形化:进行外层线路的图形化处理,包括曝光、显影、蚀刻等步骤。
7. 色素沉积:形成阻焊油墨或者焊盘油墨图形。
8. 表面处理:喷镘或者喷锡等表面处理工艺,以增强焊盘的焊接性能。
四、总结从以上的生产流程可以看出,双面板和多层板的生产流程都是需要经过多道工艺步骤的复杂过程。
一种厚铜印制电路板阻焊制作方法聂小润 郑 凡 谢国荣 蒋茂胜(珠海杰赛科技有限公司,广东 珠海 519170)(广州杰赛电子有限公司,广东 广州 510032)(广州杰赛科技股份有限公司,广东 广州 510310)中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1009-0096(2018)08-0065-02A manufacturing method of solder resist for thick copper PCBNie Xiaorun Zhen Fan Xie Guorong Jiang Maosheng0 前言行业内将铜箔厚度等于或大于105 μm(≥3 oz)的印制电路板(PCB)称为厚铜印制电路板。
厚铜PCB应用领域及需求量在近年得到了迅速扩大,现已成为具有很好市场发展前景的热门PCB品种。
厚铜印制电路板绝大多数为大电流基板,大电流基板主要应用于电源模块(功率模块)和汽车电子部件两大领域。
这种大电流基板的发展趋势是承载更大的电流、更大的器件发出的热需要散出,基板所用的铜箔厚度也越来越厚。
例如现在制造的大电流基板使用210 μm厚铜箔已成为常规化;再例如代替用于汽车、机器人、功率电源等原用的母线(Busbar)、线束的基板的导体层厚度都已达到400 μm~2000 μm。
105 μm以上厚铜印制电路板在阻焊制作有难点。
由于基材上油墨厚度的限制(航标对基材上油墨厚度有要求和基材上油墨厚度过厚会导致印制电路板焊接后出现基材位置阻焊裂纹问题)不能使用静电喷涂或喷涂工艺生产。
目前行业内的两种工艺都只能使用传统的丝网印刷:一种是印刷多次阻焊,另一种是先做基材,将基材填充阻焊后当作常规PCB正常印刷阻焊,但丝网印刷会出现阻焊入孔、断阻焊桥、线间气泡等品质问题。
如何实现可以使用静电喷涂或喷涂工艺生产。
而又能确保基材位置阻焊厚度不会太厚? 这是我们研究的目的。
1 方法实施1.1 策划阶段(1)策划方向。
制作电路板的方法1--热转印法1. 热转印法简介热转印法是小批量快速制作印刷电路板的一种方法。
它利用了激光打印机墨粉的防腐蚀特性,具有制板快速(20分钟),精度较高(线宽15mil,间距10mil),成本低廉等特点,但由于涂阻焊剂和过孔金属化等工艺的限制,这种方法还不能方便的制作任意布线双面板,只能制作单面板和所谓的“准双面板”。
这种方法的实现,需要准备以下设备和原材料:一台电脑一台激光打印机,打印机的墨粉用廉价的兼容墨粉即可;热转印纸,也可以用不干胶纸的背面光面纸代替,不过要自己裁;金属壳电熨斗一把,用所谓的“热转印机(用塑封机改装的)”也可以,个人觉得效果不如电熨斗,而且很贵;敷铜电路板,有电木基材和玻纤环氧树脂基材的,后者的性能要好一些;腐蚀的容器和药品,容器用塑料盒即可,药品可以用盐酸和双氧水;钻孔用的钻机和钻头,钻头一般要用到0.8mm,0.6mm和1.0mm的;当然还有锯板,磨边等一系列机械工具。
2.设计布线规则由于热转印制版的特点,在布线时要注意以下方面:1)线宽不小于15mil,线间距不小于10mil。
为确保安全,线宽要在25~30mil,大电流线按照一般布线原则加宽。
为布通线路,局部可以到20mil。
15mil要谨慎使用。
导线间距要大于10mil,焊盘间距最好大于15mil。
2)尽量布成单面板,无法布通时可以考虑跳接线。
仍然无法布通时可以考虑使用双面板,但考虑到焊接时要焊两面的焊盘,并排双列或多列封装的元件在toplayer不要设置焊盘。
布线时要合理布局,甚至可以考虑调换多单元器件(比如6非门)的单元顺序,以有利于布通。
尽量使用手工布线,自动布线往往不能满足要求。
3)有0.8mm孔的焊盘要在70mil以上,推荐80mil。
否则会由于打孔精度不高使焊盘损坏。
4)孔的直径可以全部设成10~15mil,不必是实际大小,以利于钻孔时钻头对准。
5) bottomlayer的字要翻转过来写,Toplayer的正着写。
製程名稱製程簡介內容說明
印刷電路板
在電子裝配中,印刷電路板(Printed Circuit Boards)是個關鍵零件。
它搭載其他的電子零件並連通電路,以提供一個安穩的電路工作環境。
如以其上電路配置的情形可概分為三類:
【單面板】將提供零件連接的金屬線路佈置於絕緣的基板材料上,該基板同時也是安裝零件的支撐載具。
【雙面板】當單面的電路不足以提供電子零件連接需求時,便可將電路佈置於基板的兩面,並在板上佈建通孔電路以連通板面兩側電路。
【多層板】在較複雜的應用需求時,電路可以被佈置成多層的結構並壓合在一起,並在層間佈建通孔電路連通各層電路。
內層線路
銅箔基板先裁切成適合加工生產的尺寸大小。
基板壓膜前通常需先用刷磨、微蝕等方法將板面銅箔做適當的粗化處理,再以適當的溫度及壓力將乾膜光阻密合貼附其上。
將貼好乾膜光阻的基板送入紫外線曝光機中曝光,光阻在底片透光區域受紫外線照射後會產生聚合反應(該區域的乾膜在稍後的顯影、蝕銅步驟中將被保留下來當作蝕刻阻劑),而將底片上的線路影像移轉到板面乾膜光阻上。
撕去膜面上的保護膠膜後,先以碳酸鈉水溶液將膜面上未受光照的區域顯影去除,再用鹽酸及雙氧水混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除,形成線路。
最後再以氫氧化鈉水溶液將功成身退的乾膜光阻洗除。
對於六層(含)以上的內層線路板以自動定位沖孔機沖出層間線路對位的鉚合基準孔。
印刷电路板的制作方法 1印刷电路板的制作方法本篇文章的目的,除了想给大家一个比较全面的如何制作电路板的简介外,主要是想和大家一起开阔思路,从而举一反三,因地制宜的采用各种方法灵活的制作电路板。
只要能够达到设计的要求,采用哪种方法,甚至是否使用电路板都并不重要,千万不要被本文中介绍的一些具体方法所限制。
PCB是Printed Circuit Board的缩写,中文名即印刷电路板。
PCB 是每一种电子器件的必备部件,几乎所有大大小小的电子元器件都是固定在PCB版上。
PCB板的基板是由不易弯曲的绝缘材料所制作成。
在表面可以看到的粗细不一的线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。
这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上电子元器件的电路连接。
PCB单面板的正反面分别被称为器件面(Component Side)与焊接面(Solder Side),板上有大小不一的钻孔,一般来说,电子元器件是穿过钻孔被焊接在PCB板上。
工业用的PCB板上的绿色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的颜色。
这层是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。
用来制作电路板的铜板的专业名称为:敷(覆)铜板,通常是由1-2毫米厚的环氧树脂板或纸板等绝缘且有一定强度和方便加工的材料构成基板,并在基板上覆上一层0.1毫米左右的铜箔而成,如果只有一面覆有铜箔,就叫单面敷铜板,如果两面都有铜箔,就叫双面敷铜板。
当前流行电路板的材料是FR-4,厚度是0.062英寸(1.6毫米),敷铜厚度一般用未经切割的电路板上敷铜的质量来表示,通常有0.5 o z(盎司),1.0 oz,1.5 oz,对于手刻板来讲,通常用1.0 oz,太薄或太厚,都会给制作带来困难。
目前工业界的PCB制作工艺发展很快,适合大批量的PCB板制作。
但是,对于无线电业余爱好者来说,一些简单,易操作且成本低的PCB 制作方法则更加实用,下面将介绍七种简易的PCB板制作方法,供参考。
此外,本文还将介绍目前工业化制作PCB板的常用方法,以拓宽读者的思路。
注:在制作PCB板之前,需保证有完整的印版图。
一、蜡纸腐蚀法1、制作敷铜板按照印版图的尺寸裁切敷铜板,使其与实际电路图的大小一致,并使敷铜板保持清洁。
2、将电路印在敷铜板上将蜡纸平铺在钢板上,用笔将印版图按照1:1的比例刻在蜡纸上,将蜡纸上的印版图根据电路板尺寸剪裁,并将其平放在敷铜板上。
用少量油漆与滑石粉调成稀稠合适的材料,用毛刷蘸取印调好的材料,均匀地涂蜡纸上,反复几遍,即可将电路印在印制板上(敷铜板)。
注:可反复使用,适用于少量PCB板制作。
3、腐蚀敷铜板将敷铜板放入三氯化铁液体中腐蚀。
4、清洗印制板将腐蚀好的印制板反复用水清洗。
用香蕉水擦掉油漆,再清洗几次,使印制板清洁,不留腐蚀液。
抹上一层松香溶液待干后钻孔。
二、胶带腐蚀法此法是用预先制好的类似不干胶材料制成的各种符号(点、圆盘等)贴在电路板上。
1、绘制印版图用点表示焊盘,线路用单线表示,保证位置、尺寸准确。
2、制作敷铜板按照印版图的尺寸裁切敷铜板,并使敷铜板铜箔面保持清洁。
3、将印版图印在敷铜板上首先,可用复写纸将印版图复制在敷铜板上,根据所用元器件的实际大小粘贴不同内外径的焊盘(即印刷电路板上用来焊接电子元器件的圆孔);其次,根据电路中电流的大小决定采用不同宽度的胶带(大电流采用宽胶带,小电流窄胶带即可),按照印版图将胶带粘贴在敷铜板上(代表电路中元器件之间的连线);用软一点的小锤,如光滑的橡胶、塑料等敲打图贴,使之与铜箔充分粘连。
重点敲击线条转弯处、搭接处。
天冷时,最好用取暖器使表面加温以加强粘连效果。
注:焊盘规格:D373(外径:2.79毫米,内径:0.79毫米),D266(外径:2.00,内径:0.80),D237(外径:3.50,内径:1.50)等几种,最好购买纸基材料做的(黑色),塑基(红色)材料尽量不用。
胶带常用规格有0.3、0.9 、1.8、 2.3、 3.7等几种,单位均为毫米。
4、腐蚀、清洗敷铜板将粘有胶带的敷铜板放入三氯化铁液体中腐蚀。
腐蚀完后应及时取出用水冲洗干净。
在焊盘处用钻头打孔,用细砂纸打亮铜箔,再涂上松香酒精溶液,凉干则制作完毕了。
三、激光打印法传统的印刷电路板制作方法皆采用抗腐蚀材料(如胶带、蜡纸等)粘在敷铜板表面以代表电路连线,然后用腐蚀液将敷铜板上不需要的铜片腐蚀掉。
一般的工业用法是采用丝网印刷,或者照相法。
这里介绍一种工艺简单,成本低廉的PCB制作方法,只需使用一台旧激光打印机,一个家用电熨斗和一张热转印纸,就可在一个小时内完成一块印刷电路板的制作。
这一方法是基于热转移原理,激光打印机墨盒的碳粉中含有黑色塑料微粒,在打印机硒鼓静电的吸引下,在硒鼓上形成高精度的图形和文字(印版图),当静电消失后,高精度的图形和文字便转移到打印纸上,这里使用的是经过特殊处理的热转印纸,具有耐高温不粘连的特性。
当温度达到180度时,在高温和压力的作用下,热转印纸对融化的墨粉吸附力急剧下降,使融化的墨粉完全吸附在敷铜板上,敷铜板冷却后,形成紧固的有图形的保护层,经过腐蚀后,印刷电路板便制作成功了。
这种方法制作精度高,成本低。
制作一块110mmx170mm单面电路板的制板费仅相当于半张热转印纸的成本(0.5~0.75元)。
具体制作过程如下:1、打印印版图用激光打印机将画好的印版图打印在热转印纸上,注意在打印前后,不要用手或其他东西碰热转印纸上的印版图位置。
2、将电路印在敷铜板上将热转印纸的印有印版图部分剪下,四边留些空白,面朝下覆盖在平坦、干净的敷铜板上(可用砂纸打磨敷铜板),用家用电熨斗(非蒸汽式)熨烫贴有热转印纸的敷铜板,可多烫几次,使融化的墨粉完全吸附在敷铜板上。
3、揭去热转印纸有两种方法:湿揭法和干揭法。
湿揭法:将贴有热转印纸的敷铜板放入热水中浸泡5-10分钟,可揭去一层热转印纸,再泡10多分钟,再揭去热转印纸,如板上粘有剩余的纸,可用牙刷或拇指擦去。
干揭法:敷铜板冷却后揭去热转印纸。
4、腐蚀、清洗敷铜板将揭去热转印纸的敷铜板放入三氯化铁液体中腐蚀,腐蚀完后取出用“Laquer Thinner”(一种稀释剂)冲洗,并用纸巾迅速擦去墨粉,印刷电路板便制作成功了。
小技巧:建议使用惠普(HP)打印机和硒鼓,质量较好。
打印纸可选用喷墨打印机用来打印相片的相片纸,绘图纸等,请自行试验选定最合适的纸张。
熨烫时,最好将熨斗覆盖整个敷铜板上的电路部分,用力熨烫纸的背面至少1.5分钟,可站在高处熨烫。
当印版图透过纸张显现出来时,说明印版图已经印在敷铜板上了。
如果在擦去打印纸的同时,将一些墨粉也擦掉了,用防腐材料填上即可。
也可使用照片过塑机代替熨斗。
将打印好的热转印纸覆盖在敷铜板上,送入照片过塑机(调到180.5~200℃)来回压几次,使融化的墨粉完全吸附在敷铜板上。
四、即时贴腐蚀法将即时贴(或包装用的宽透明胶带)粘在敷铜板的铜箔上,然后在贴面上绘制好印版图,再用刻刀刻透贴面层,形成所需电路,揭去非电路部分,最后用三氯化铁腐蚀敷铜板即可。
腐蚀温度可在55度左右进行,腐蚀速度较快。
腐蚀好的电路板用清水冲洗干净,揭去电路上的即时贴,打好孔,擦干净涂上松香酒精溶液以备使用。
五、手工及绘图仪直接描绘法这种方法利用绘图仪的绘图笔在敷铜板上直接画印版图,有手画和绘图仪自动画两种做法,下面分别介绍。
1、手画法调制绘图液在三份无水酒精中,放入一份漆片(即虫胶,化工原料店有售),并适当搅拌,待其全部溶解后,滴上几滴医用紫药水(龙胆紫),使其呈现一定的颜色,搅拌均匀后,绘图液便制成了。
绘制印版图用细砂纸把敷铜板打亮,然后采用绘图仪器中的鸭嘴笔(或圆规上用来画图形的墨水鸭嘴笔),在敷铜板上描绘印版图,由于鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母,可通过调节笔划粗细去改变电路图中连线的粗细,也可借用直尺、三角尺描绘出很细的直线。
此法描绘出的线条光滑、均匀,无边缘锯齿。
在绘制过程中,如果发现绘出的连线向周围浸润,则说明绘图液浓度太小,可以加一点漆片;若是绘制时拖不开笔,则说明绘图液太稠了,需滴上几滴无水酒精。
如果发现描错了,只要用一小棍(如火柴杆),做一个小棉签,蘸上一点无水酒精,即可方便地擦掉,然后重新描绘即可。
此外,可以在敷铜板的空白处写上相应的说明文字。
腐蚀电路板将画好的电路板(敷铜板)放入三氯化铁溶液中腐蚀,腐蚀完成后,用棉球蘸上无水酒精,就可以将板子上的绘图液擦掉,晾干后,涂上松香水即可。
注:由于酒精挥发快,配制好的绘图液应密封保存在瓶中(如墨水瓶),用完后盖紧瓶盖,若在下次使用时,发现浓度变稠了,只要加上适量无水酒精即可。
2、绘图仪自动画法可采用惠普公司的HP7440A型号绘图仪,关键是改装绘图仪的绘图笔,下面是一个参考实例。
改装绘图笔将原始的绘图仪上的绘图笔的两端切掉一部分,这样便得到一根中间有定位环的短一点的绘图笔,定位环是笔架用来固定笔的部分。
将笔架上用来固定笔的圆孔用锉刀锉大些,使得切短后的绘图笔可以通过。
将签字笔(felt tipped pen)切短,盖上笔帽,把它挤入切短后的绘图笔中,定位环的位置距笔尖约35mm。
绘制电路图将改装后的绘图笔装好,将打磨干净的敷铜板放在一张A4大小的胶片上,置于绘图笔的下方,便可使用绘图仪自动打印印版图了。
将打印好的电路板进行腐蚀后,冲洗干净,涂上松香即可。
(2).在激光打印机中放入敷腊纸,即不干胶衬纸。
有的邮购广告称供应“专用转印纸”,其实就是从不干胶纸厂家进的半成品,且整包供应。
业余做少量电路板根本不需要化这笔冤枉钱,可以到街上任何一家制作广告商店,他们做广告后留下大量不干胶衬纸,有一种叫“PP背胶相纸”的大张整卷白色衬纸,他们都作废物处理,而这些废物正是我们要找的“宝贝”,用这种纸打印铜膜走线图效果更好。
激光打印机中放入敷腊纸后,单击工具栏打印机图标,即可在腊纸上打印出铜膜走线印刷图如图24所示。
(注:有的打印机烘干温度偏低,打印敷腊纸上的铜膜走线印刷图质量不理想,应选烘干温度较高的打印机,本人用hp1010打印质量很好。
)7.制做电路板:(1).将敷铜板铜膜处理清洁,把印刷电路图盖在铜膜上压紧,将它放入照片塑封机内热压,有专用热压机更佳,业余制作可用电熨斗热压,电熨斗温度约250℃左右,反复多压几次。
热压后待其自然冷却后揭开腊纸,印刷电路就牢牢复盖在铜膜上了,技术熟练可以做的很理想,万一揭纸后如有个别地方墨线与纸分离不彻底造成裸铜,可用黑漆补抹或重做。
(2).将印好电路的敷铜放入双氧水+盐酸+水混合液中腐蚀,即可得到电路板。
双氧水和盐酸溶液腐蚀速度快且溶液透明便于观察。