PCB制造与焊接实验室建设计划
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工厂批量制造 PCB 采用的是化学法。考虑到本实验室所建设的 PCB 生产线的建设 背景需要兼顾本科实验教学、科研的小批量生产以及对外展示度，故计划主要采用化学 法制造 PCB。同时为了提高样板，特别是多层样板的制造效率，也计划在一些工艺环 节采用机械法雕铣线路。经调研，本项目计划支持以下几种 PCB 制造工艺流程。
4 快 易 一 体 * 最大加工幅面：305 mm DES300 德中 72,000 1
机
× 230 mm * 功能模块：蚀刻/显影/去
膜/水洗/微蚀/OSP/干燥
72,000 显影机、蚀 刻机、去膜 机多功能
* 最小腐蚀/显影线宽： 3mil
集成
* 最小绝缘宽度：3mil
* 腐蚀/显影槽喷管数量：
× 230 mm* 可同时压合两块多板* 最高温度：350℃
* 电路板层数：8 层(与材
料和设计有关)
* 层压时间：约 90 分钟
三. 工艺流程及设备
1. 现有设备及 PCB 制造、焊接工艺 电路与系统实验室现有的 PCB 制板设备有：PCB 雕刻机、简易单面紫外线曝光机、
手动丝印机、单面热转印机、小型台钻。支持使用热转印法、预涂布感光电路板法和机 械雕刻法制作单面板和双面板（不含金属化孔），可制作接近中密度水平的 PCB 板。除 PCB 雕刻机可实现自动的线路制作和钻孔之外，其余设备均为手动设备。现有设备制 板效率低，制板能力局限在业余水平。PCB 雕刻机虽然效率稍高，但此法在工业生产
PCB 制造与焊接实验室建设计划
一. 建设背景
PCB 制造、PCB 焊接是我院本科实验教学和研究生/教师科研中均会遇到的基本内 容。
对于本科实验教学，这些内容主要对应电子电路 CAD 实训、电工技能实训等课程。 但在具体的教学过程中，受限于学生人数众多以及材料消耗等问题，只是对最基本的 PCB 手工制作和手工焊接进行了教授，精度方面则没有太多要求，这并不利于培养学 生形成严谨细致的态度和习惯。另外，教学中虽然介绍了工厂环境下的 PCB 制造和焊 接的工艺流程，但很难使大部分学生有机会到工厂实地参观学习，学生留不下很深印象， 特别是生产线方面的系统性的印象。
及高速风机烘干
* 电源：220VAC/5.2kW
* 重量：230kg
* 外 形 尺 寸 (W×D×H) ：
1340 mm × 710 mm × 1000
mm
5 多 层 板 压 * 最大布线尺寸：285 mm MP300
合机
× 205 mm * 最大层压面积：305 mm
德中 138,000 1
138,000 仅 用 于 制 作多层板
* 电源：220VAC/0.2kW
EX300
厂商 单价 数量 总价 德中 36,000 1 36,000
备注
德中 80,000 1
80,000 热 贴 感 光 干膜、阻焊 干膜
德中 12,000 1 12,000
* 重量：20kg
* 外形尺寸(W×D×H)：670
mm × 475 mm × 220 mm
型的为电阻、非电解电容等）的情形。通常底面的 SMT 元件数量较少，且多为去藕电 容、电阻等简单元件，此流程较适合。对于底层的少量其它 SMT 元件，可用手工焊接 最后处理。
D. 混装（双面贴装、底面 SMT 元件手工焊接）焊接工艺流程，流程图略，将 A 流程完成后再手工焊接底面 SMT 元件即为该流程。适合于底面 SMT 元件不多的情形。
2. 建设一套 PCB 焊接生产线，采用简化的工厂流程，半自动+全自动工艺焊接中密度 PCB 板。技术指标：
(1) 板材：FR-4 覆铜板等 (2) 尺寸：最大 200mm x 300mm (3) 装配：SMT、插入式元件混装焊接，双面贴装焊接，BGA 贴装焊接 (4) 精度：0402 元件，0.3mm 引脚间距元件 (5) 工艺：回流焊、波峰焊
以上工艺另需设备：SMT 钢网蚀刻机（制作锡膏印刷钢网）、锡膏低温储存箱。
四. 设备清单
1. PCB 制造
序号 设备名称
1 桌面型孔
金属化机
2 贴膜机
3 紫外双面
曝光机
规格
型号
* 最 大 电 路 板 尺 寸 ： 230 TP300
mm × 305 mm * 处理最小孔径：0.2mm * 五槽设计，包括除油、多 功能、黑孔、电镀、OSP 槽 体
在研究生/教师开展科研工作中，经常需要制作和焊接 PCB，有时可能还需要数十 套的量。基本是交由工厂进行 PCB 的制造，然后自行进行焊接。有时周期较长，多层 板时的花费也颇多。特别是小批量的焊接难以外包，自行焊接工作量则相当大，焊接质 量也难以保障。
若学院建设一套工艺稍简的 PCB 制造和焊接生产线，那么既可以解决小批量生产 自制科研或教学板卡的问题，又可以兼顾本科生实验教学，使学生直观体验生产线各工 艺环节，同时还可以达到良好的对外展示度，国内高校实验室很少有类似的生产线。
mm × 550 mm * 最大曝光幅面：305 mm
× 230 mm * 最小解析线宽：3mil * 最小解析线距：3mil * 光源：进口 UV-A 波段 紫外灯管，365nm * 真空压力：≤0.6MPa * 透光材料：工业专用透光 膜 * 设备内置微控制器，可进 行程序设定 * 设备配有液晶屏交互界 面，蜂鸣提示报警
D. 多层板制造工艺流程(化学蚀刻线路)，流程图略，将 C 流程中的制作内层、外 层线路的环节均替换为“热压光致抗蚀干膜->曝光->显影->蚀刻->退膜”即可。这是典 型的工厂制造全工艺多层板的流程（不含盲孔和埋孔），适合小批量地制作全工艺多层 板。
以上工艺另需若干简单的设备：电路板裁板机、电烤箱（固化阻焊或文字丝印油墨）、 喷墨打印机（制作线路或阻焊曝光用菲林片）。
PCB 雕刻机
孔金属化机
贴膜机 紫外线双面曝光机 显影机 腐蚀机 德中快易一体机 去膜机 丝印机（或贴膜机+紫外线曝光机） 丝印机
B.双面板制造工艺流程(化学蚀刻线路)
B. 该流程是典型的工厂制造全工艺双面板的流程，适合小批量地制作全工艺双面 板。有差别的地方仅是利用 PCB 雕刻机代替了全自动钻孔机。
经调研，本项目计划支持以下几种 PCB 焊接工艺流程。
半自动锡膏印刷机
全自动贴片机
台式回流焊机
台式波峰焊机
A. 混装（单面贴装）焊接工艺流程
A. 该流程环节较少，适合仅有一面需要进行 SMT 贴装焊接的情形。 半自动锡膏印刷机
全自动贴片机
台式回流焊机
半自动锡膏印刷机 全自动贴片机 台式回流焊机
B. 混装（双面贴装、插入式元件手工 焊接）焊接工艺流程
二. 建设目标
基于以上背景，同时考虑到成本和精度等因素进行规划。 1. 建设一套 PCB 制造生产线，采用简化的工厂流程，采用减成法制造流程制造中密度 PCB 板。技术指标：
(1) 板材：FR-4 覆铜板等 (2) 尺寸：最大 200mm x 300mm (3) 层数：单面、双面、多层 (4) 钻孔：最小孔径 0.3mm (5) 线路：最小线宽线距 4mil (6) 工艺：金属孔化（孔径 0.3mm 以上）、阻焊、丝印字符、多层板压合
三种方式各有其优缺点及偏重点，激光法精度最高，效率一般，操作简便，无需太 多耗材，但设备价格高；机械法精度较高，操作相对简便，成本低，但效率相对偏低， 比较适用于普通单双面 PCB 板的制作；化学法精度高，效率相对较高，可实现连续批 量生产，成本一般，但操作流程多，配套的各工序设备及耗材较多，适用于双面或多层 PCB 的小批量生产。
1000 mm × 470 mm × 600
mm * 贴膜宽度：400mm 最大 * 板厚：0.2 ~ 3mm * 温度范围：20 ~ 200℃， 可连续调节
* 压力调节方式：双电机电 动调节
* 电源：220VAC/0.7 KW * 重量 35 kg * 外形尺寸：790 mm × 590
LA400
3. PCB 焊接工艺流程及设备计划 工厂的 PCB 焊接主要有两种工艺：回流焊工艺和波峰焊工艺，回流焊工艺用于焊
接 SMT 元件，波峰焊工艺主要用于焊接插入式元件。 对于实验室而言，回流焊常用于焊接精细间距 SMT 元件、BGA 元件等，对于小批
量的 SMT 焊接也很适用。虽然手工焊接插入式元件并不复杂，但小型波峰焊机价格并 不高，使用波峰焊能大大提高焊接效率，适合小批量焊接插入式元件。波峰焊还能用于 焊接耐热 SMT 元件，可以实现插入式元件和同面的 SMT 元件的一次性焊接。
* 多功能槽根据不同要求， 可迅速转换为水洗槽或微
蚀槽
* 带 OSP 处理槽，可对裸 铜类 PCB 进行有机防氧化 助焊膜的涂覆
* 具摆动功能，带空气搅 拌、循环过滤功能
* 钛金属阳极装连结构，有 效避免阳极腐蚀
* 活化药液类型：碳黑胶 体；
* 清洗水采用顶端喷淋 * 电源：220VAC/1.6KW * 重量：36 kg * 外 形 尺 寸 (W×D×H) ：
中并无应用。总的来说，现有设备只适合于本科生课外科技活动中制作要求不高的样板。 电路与系统实验室现有的 PCB 焊接设备有：手动丝印机、手动视觉贴片机、台式
无铅回流焊机、激光切割机（限非金属材料）。支持 SMT 元件的手动贴装和机器焊接（但 不支持锡膏印刷钢网的制作），但不支持插入式元件及混合式元件的机器焊接。其中锡 膏印刷钢网无法制作，有国外电子爱好者曾尝试使用激光切割机制作非金属薄片形式的 锡膏印刷网板，但精度不能达到中密度电路板的要求。现有设备均为手动设备，特别是 手动贴片机效率低下，只适合于焊接少量精细间距的 SMT 元件。
由于插入式元件的机器插装所需设备较多，且适用的元件种类有限，同时考虑到手 工插装插入式元件操作简单且数量一般不多，故实验室中不必考虑机器插装插入式元 件。但板卡上的 SMT 元件一般数量较多，手动贴装工作量大而费神，一款性能较好的 SMT 元件自动贴片机是必须的。
4 快 易 一 体 * 最大加工幅面：305 mm DES300 德中 72,000 1
机
× 230 mm * 功能模块：蚀刻/显影/去
膜/水洗/微蚀/OSP/干燥
72,000 显影机、蚀 刻机、去膜 机多功能
* 最小腐蚀/显影线宽： 3mil
集成
* 最小绝缘宽度：3mil
* 腐蚀/显影槽喷管数量：
× 230 mm* 可同时压合两块多板* 最高温度：350℃
* 电路板层数：8 层(与材
料和设计有关)
* 层压时间：约 90 分钟
三. 工艺流程及设备
1. 现有设备及 PCB 制造、焊接工艺 电路与系统实验室现有的 PCB 制板设备有：PCB 雕刻机、简易单面紫外线曝光机、
手动丝印机、单面热转印机、小型台钻。支持使用热转印法、预涂布感光电路板法和机 械雕刻法制作单面板和双面板（不含金属化孔），可制作接近中密度水平的 PCB 板。除 PCB 雕刻机可实现自动的线路制作和钻孔之外，其余设备均为手动设备。现有设备制 板效率低，制板能力局限在业余水平。PCB 雕刻机虽然效率稍高，但此法在工业生产
PCB 制造与焊接实验室建设计划
一. 建设背景
PCB 制造、PCB 焊接是我院本科实验教学和研究生/教师科研中均会遇到的基本内 容。
对于本科实验教学，这些内容主要对应电子电路 CAD 实训、电工技能实训等课程。 但在具体的教学过程中，受限于学生人数众多以及材料消耗等问题，只是对最基本的 PCB 手工制作和手工焊接进行了教授，精度方面则没有太多要求，这并不利于培养学 生形成严谨细致的态度和习惯。另外，教学中虽然介绍了工厂环境下的 PCB 制造和焊 接的工艺流程，但很难使大部分学生有机会到工厂实地参观学习，学生留不下很深印象， 特别是生产线方面的系统性的印象。
及高速风机烘干
* 电源：220VAC/5.2kW
* 重量：230kg
* 外 形 尺 寸 (W×D×H) ：
1340 mm × 710 mm × 1000
mm
5 多 层 板 压 * 最大布线尺寸：285 mm MP300
合机
× 205 mm * 最大层压面积：305 mm
德中 138,000 1
138,000 仅 用 于 制 作多层板
* 电源：220VAC/0.2kW
EX300
厂商 单价 数量 总价 德中 36,000 1 36,000
备注
德中 80,000 1
80,000 热 贴 感 光 干膜、阻焊 干膜
德中 12,000 1 12,000
* 重量：20kg
* 外形尺寸(W×D×H)：670
mm × 475 mm × 220 mm
型的为电阻、非电解电容等）的情形。通常底面的 SMT 元件数量较少，且多为去藕电 容、电阻等简单元件，此流程较适合。对于底层的少量其它 SMT 元件，可用手工焊接 最后处理。
D. 混装（双面贴装、底面 SMT 元件手工焊接）焊接工艺流程，流程图略，将 A 流程完成后再手工焊接底面 SMT 元件即为该流程。适合于底面 SMT 元件不多的情形。
2. 建设一套 PCB 焊接生产线，采用简化的工厂流程，半自动+全自动工艺焊接中密度 PCB 板。技术指标：
(1) 板材：FR-4 覆铜板等 (2) 尺寸：最大 200mm x 300mm (3) 装配：SMT、插入式元件混装焊接，双面贴装焊接，BGA 贴装焊接 (4) 精度：0402 元件，0.3mm 引脚间距元件 (5) 工艺：回流焊、波峰焊
以上工艺另需设备：SMT 钢网蚀刻机（制作锡膏印刷钢网）、锡膏低温储存箱。
四. 设备清单
1. PCB 制造
序号 设备名称
1 桌面型孔
金属化机
2 贴膜机
3 紫外双面
曝光机
规格
型号
* 最 大 电 路 板 尺 寸 ： 230 TP300
mm × 305 mm * 处理最小孔径：0.2mm * 五槽设计，包括除油、多 功能、黑孔、电镀、OSP 槽 体
在研究生/教师开展科研工作中，经常需要制作和焊接 PCB，有时可能还需要数十 套的量。基本是交由工厂进行 PCB 的制造，然后自行进行焊接。有时周期较长，多层 板时的花费也颇多。特别是小批量的焊接难以外包，自行焊接工作量则相当大，焊接质 量也难以保障。
若学院建设一套工艺稍简的 PCB 制造和焊接生产线，那么既可以解决小批量生产 自制科研或教学板卡的问题，又可以兼顾本科生实验教学，使学生直观体验生产线各工 艺环节，同时还可以达到良好的对外展示度，国内高校实验室很少有类似的生产线。
mm × 550 mm * 最大曝光幅面：305 mm
× 230 mm * 最小解析线宽：3mil * 最小解析线距：3mil * 光源：进口 UV-A 波段 紫外灯管，365nm * 真空压力：≤0.6MPa * 透光材料：工业专用透光 膜 * 设备内置微控制器，可进 行程序设定 * 设备配有液晶屏交互界 面，蜂鸣提示报警
D. 多层板制造工艺流程(化学蚀刻线路)，流程图略，将 C 流程中的制作内层、外 层线路的环节均替换为“热压光致抗蚀干膜->曝光->显影->蚀刻->退膜”即可。这是典 型的工厂制造全工艺多层板的流程（不含盲孔和埋孔），适合小批量地制作全工艺多层 板。
以上工艺另需若干简单的设备：电路板裁板机、电烤箱（固化阻焊或文字丝印油墨）、 喷墨打印机（制作线路或阻焊曝光用菲林片）。
PCB 雕刻机
孔金属化机
贴膜机 紫外线双面曝光机 显影机 腐蚀机 德中快易一体机 去膜机 丝印机（或贴膜机+紫外线曝光机） 丝印机
B.双面板制造工艺流程(化学蚀刻线路)
B. 该流程是典型的工厂制造全工艺双面板的流程，适合小批量地制作全工艺双面 板。有差别的地方仅是利用 PCB 雕刻机代替了全自动钻孔机。
经调研，本项目计划支持以下几种 PCB 焊接工艺流程。
半自动锡膏印刷机
全自动贴片机
台式回流焊机
台式波峰焊机
A. 混装（单面贴装）焊接工艺流程
A. 该流程环节较少，适合仅有一面需要进行 SMT 贴装焊接的情形。 半自动锡膏印刷机
全自动贴片机
台式回流焊机
半自动锡膏印刷机 全自动贴片机 台式回流焊机
B. 混装（双面贴装、插入式元件手工 焊接）焊接工艺流程
二. 建设目标
基于以上背景，同时考虑到成本和精度等因素进行规划。 1. 建设一套 PCB 制造生产线，采用简化的工厂流程，采用减成法制造流程制造中密度 PCB 板。技术指标：
(1) 板材：FR-4 覆铜板等 (2) 尺寸：最大 200mm x 300mm (3) 层数：单面、双面、多层 (4) 钻孔：最小孔径 0.3mm (5) 线路：最小线宽线距 4mil (6) 工艺：金属孔化（孔径 0.3mm 以上）、阻焊、丝印字符、多层板压合
三种方式各有其优缺点及偏重点，激光法精度最高，效率一般，操作简便，无需太 多耗材，但设备价格高；机械法精度较高，操作相对简便，成本低，但效率相对偏低， 比较适用于普通单双面 PCB 板的制作；化学法精度高，效率相对较高，可实现连续批 量生产，成本一般，但操作流程多，配套的各工序设备及耗材较多，适用于双面或多层 PCB 的小批量生产。
1000 mm × 470 mm × 600
mm * 贴膜宽度：400mm 最大 * 板厚：0.2 ~ 3mm * 温度范围：20 ~ 200℃， 可连续调节
* 压力调节方式：双电机电 动调节
* 电源：220VAC/0.7 KW * 重量 35 kg * 外形尺寸：790 mm × 590
LA400
3. PCB 焊接工艺流程及设备计划 工厂的 PCB 焊接主要有两种工艺：回流焊工艺和波峰焊工艺，回流焊工艺用于焊
接 SMT 元件，波峰焊工艺主要用于焊接插入式元件。 对于实验室而言，回流焊常用于焊接精细间距 SMT 元件、BGA 元件等，对于小批
量的 SMT 焊接也很适用。虽然手工焊接插入式元件并不复杂，但小型波峰焊机价格并 不高，使用波峰焊能大大提高焊接效率，适合小批量焊接插入式元件。波峰焊还能用于 焊接耐热 SMT 元件，可以实现插入式元件和同面的 SMT 元件的一次性焊接。
* 多功能槽根据不同要求， 可迅速转换为水洗槽或微
蚀槽
* 带 OSP 处理槽，可对裸 铜类 PCB 进行有机防氧化 助焊膜的涂覆
* 具摆动功能，带空气搅 拌、循环过滤功能
* 钛金属阳极装连结构，有 效避免阳极腐蚀
* 活化药液类型：碳黑胶 体；
* 清洗水采用顶端喷淋 * 电源：220VAC/1.6KW * 重量：36 kg * 外 形 尺 寸 (W×D×H) ：
中并无应用。总的来说，现有设备只适合于本科生课外科技活动中制作要求不高的样板。 电路与系统实验室现有的 PCB 焊接设备有：手动丝印机、手动视觉贴片机、台式
无铅回流焊机、激光切割机（限非金属材料）。支持 SMT 元件的手动贴装和机器焊接（但 不支持锡膏印刷钢网的制作），但不支持插入式元件及混合式元件的机器焊接。其中锡 膏印刷钢网无法制作，有国外电子爱好者曾尝试使用激光切割机制作非金属薄片形式的 锡膏印刷网板，但精度不能达到中密度电路板的要求。现有设备均为手动设备，特别是 手动贴片机效率低下，只适合于焊接少量精细间距的 SMT 元件。
由于插入式元件的机器插装所需设备较多，且适用的元件种类有限，同时考虑到手 工插装插入式元件操作简单且数量一般不多，故实验室中不必考虑机器插装插入式元 件。但板卡上的 SMT 元件一般数量较多，手动贴装工作量大而费神，一款性能较好的 SMT 元件自动贴片机是必须的。
