《雙面印制電路板制作》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的研究與實(shí)踐-最新文檔

1、雙面印制電路板制作課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的研究與實(shí)踐我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是我國(guó)目前唯一培養(yǎng)電子技術(shù)與化學(xué)技術(shù)相結(jié)合的綜合性高科技人才的專業(yè)， 著重培養(yǎng)在信息產(chǎn)業(yè)重要組成部分的電子工藝技術(shù)領(lǐng)域的高技術(shù)人才 1 ，而印制電路工藝作為其中一門必不可少的課程， 將化學(xué)知識(shí)與電子工藝結(jié)合在一起，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。印制電路（ printed circuit board 即 PCB）是一種新的互連工藝技術(shù)，它革新了電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝和產(chǎn)品的組裝工藝。印制電路工藝技術(shù)總的發(fā)展方向是高密度、高精度、高可靠性、大面積、細(xì)線條，而基礎(chǔ)又在印制技術(shù)、化學(xué)工藝、精密機(jī)械加工、光學(xué)技術(shù)、 CAD技術(shù)及新材料等各種技術(shù)的

2、不斷提高與發(fā)展2 。電子科技大學(xué)擁有全國(guó)高校第一個(gè)印制電路制造工藝平臺(tái)。利用該平臺(tái)開設(shè)的印制電路課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)印制電路制造的興趣， 提高學(xué)習(xí)的積極性， 初步了解印制電路工藝的制造流程， 了解將來(lái)工作的方向性。 我們特別注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的鞏固與創(chuàng)新能力、 實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)。 下面將本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹如下。2 實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容印制電路工藝技術(shù)不斷發(fā)展，制造方法有若干種， 基本上分為兩大類： 減成法和加成法。 本實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用傳統(tǒng)的減成法制作雙面印制電路板。雙面印制電路板制作主要工藝流程如圖1 所示。圖 1：雙面印制電路板制作主要工藝流程圖2.1 鉆孔。本實(shí)驗(yàn)采用的數(shù)控機(jī)械鉆孔是

3、在電腦的控制下利用不同直徑的鉆頭按相應(yīng)的工藝參數(shù)（鉆數(shù)、進(jìn)刀速率、退刀速率）在印制電路板上得到所需的導(dǎo)通孔。2.2 孔金屬化。其主要的工作是在孔壁上沉積上一層導(dǎo)電金屬銅，為下一步的電鍍加厚銅層打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)選用 C黑導(dǎo)電懸浮液代替化學(xué)鍍銅。在涂覆C 黑之前，先將印制電路板放置除油液中10min，除油液在印制電路表面形成一層與 C黑電荷相反的電荷層。 將帶有電荷的印制電路板放置碳黑懸浮液中，碳黑能很好地吸附在印制電路板的孔壁及表面。碳黑吸附之后， 進(jìn)行電鍍銅， 本實(shí)驗(yàn)選擇的電鍍銅液是屬于高分散能力的鍍液，其主要配方如表1。表 1：電鍍銅配方表硫酸銅硫酸鹽酸光亮劑 60-100g/l 180-22

4、0ml/l40-60ppm 10ml/100AH鍍銅溶液的主要成分是硫酸銅和硫酸，在直流電壓的作用下，在陰，陽(yáng)極上發(fā)生如下反應(yīng)：陰極： Cu2+ + 2e Cu陽(yáng)極： Cu -2e Cu2+2.3 圖形轉(zhuǎn)移。圖形轉(zhuǎn)移是用具有一定抗蝕性能的感光樹脂涂覆到覆銅板上，然后用光化學(xué)反應(yīng)或“印刷”的方法，把電路底圖或照像底版上的電路圖形“轉(zhuǎn)印”在覆銅箔板上。本實(shí)驗(yàn)圖形轉(zhuǎn)移主要包括以下步驟：貼膜。貼膜機(jī)系用于印刷電路板干膜，利用由內(nèi)而外的加熱方式， 加熱兩支壓膜滾輪， 由兩組紅外線測(cè)溫感應(yīng)器探測(cè)壓膜輪的表面溫度，再由精密電子溫度控制器，控制加熱器的加熱， 使得壓膜輪外表的溫度在壓膜過(guò)程中能趨于穩(wěn)定，使整個(gè)

5、感光膜牢牢的沾附在板上。曝光。在 UV光下，感光性樹脂在吸收光量子后，引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，使高分子內(nèi)部或高分子之間的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致感光性高分子的物性發(fā)生變化，其化學(xué)活性較差。 未照射的不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，活性不變，發(fā)生反應(yīng)部分化學(xué)活性較低，在顯影中不去掉，留下設(shè)計(jì)所需的圖形。顯影。顯影時(shí)使用化學(xué)試劑將沒(méi)有進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)的部分除去而留下需要保護(hù)線路的部分。在顯影中，主要使用Na2CO3作為顯影液，干膜中未發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的與Na2COV3發(fā)生反應(yīng)并溶解在顯影液中。2.4 線路制作和線路保護(hù)技術(shù)。蝕刻：在蝕刻過(guò)程中，蝕刻液與金屬銅之間發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)。三氯化鐵蝕刻液因其不產(chǎn)生酸霧，廉價(jià)，溶通量

6、大，因而在實(shí)驗(yàn)室使用。蝕刻過(guò)程中，裸露的銅被三氯化鐵離子氧化成氯化亞銅，而一價(jià)銅離子又進(jìn)一步被氧化成二價(jià)離子：FeCl3+ Cu = FeCl2+ CuClFeCl3+ CuCl = FeCl2+ CuCl2隨著反應(yīng)的進(jìn)行， 溶液中的二價(jià)銅離子逐漸積累并發(fā)生與銅離子之間的氧化還原反應(yīng)，生成一價(jià)的銅離子：CuCl2 + Cu = Cu2Cl2PCB的蝕刻工藝包括兩類，一類是靜態(tài)蝕刻，一類是噴淋蝕刻，噴淋蝕刻又有水平噴淋蝕刻和垂直噴淋蝕刻兩類，現(xiàn)在工廠大部分以噴淋蝕刻工藝為主。實(shí)驗(yàn)室使用的垂直噴淋蝕刻蝕刻PCB脫干膜由于干膜力學(xué)性能較差，在后續(xù)過(guò)程中容易脫落。因此，線路蝕刻完成后必須將干膜去掉。去

7、膜采用1%-2%的氫氧化鈉溶液，溫度20- 30，強(qiáng)堿能夠破壞已曝光的干膜，使干膜溶解。線路保護(hù)技術(shù)。銅是非常容易氧化的金屬，干膜去掉后，必須使用阻焊劑將線路保護(hù)起來(lái)。本實(shí)驗(yàn)采用的是綠油阻焊劑。綠油阻焊劑首先要將綠油油墨與固化劑進(jìn)行混合，然后將阻焊劑印刷到線路板上，阻焊劑經(jīng)過(guò)一段時(shí)間流延，短時(shí)間固化，在曝光機(jī)中曝光、 顯影得到需要阻焊的圖形。阻焊劑此時(shí)固化度不夠，需要在高溫，長(zhǎng)時(shí)間下固化，才能有較強(qiáng)的防腐防摩擦等性能。2.5 印制板檢測(cè)技術(shù)。電路板品質(zhì)的好壞、問(wèn)題的發(fā)生與解決、制程改進(jìn)的評(píng)估，在都需要微切片作為客觀檢查、研究與判斷的根據(jù)。 實(shí)驗(yàn)室蝕刻因子、金屬化孔效果檢測(cè)使用的設(shè)備是金相測(cè)試系統(tǒng)，包括研拋機(jī)、金相顯微鏡和軟件等部分。3 結(jié)束語(yǔ)很多同學(xué)反應(yīng)，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使他們開闊了眼界，把一些理論知識(shí)與社會(huì)生產(chǎn)結(jié)合了起來(lái)，把化學(xué)知識(shí)與電子產(chǎn)品結(jié)合起來(lái)。從開設(shè)實(shí)驗(yàn)的