印刷電路板的設計與制作

1、第三章 印刷電路板的設計與制作 印制電路板（PCBPrinted Circuit Board）亦稱印制線路板，簡稱印制板。印制電路板是電子設備的一種極其重要的基礎組裝部件，它廣泛用于家用電器、儀器儀表、計算機等各種電子設備中。 所謂印制電路板是指：在絕緣基板上，有選擇的加工安裝孔、連接導線和裝配焊接電子元器件的焊盤，以實現(xiàn)元器件間的電氣連接的組裝板。 印制電路板的出現(xiàn)與發(fā)展，給電子工業(yè)帶來了重大的改革，極大的促進了電子產品的更新?lián)Q代。這是由于印制電路板具有許多獨特的功能和優(yōu)點，概括起來有：1 （1）印制電路板可以實現(xiàn)電路中各個元器件間的電氣連接，代替復雜的布線，減少了傳統(tǒng)方式下的接線工作量，簡

2、化了電子產品的裝配、焊接、調試工作。 （2）印制電路板縮小了整機體積，降低了產品成本，提高了電子設備的質量和可靠性。 （3）印制電路板具有良好的一致性，它可以采用標準化設計，有利于裝備生產的自動化和焊接的機械化，提高了生產率。 （4）印制電路板裝備的部件有好的機械性能和電氣性能，使電子設備實現(xiàn)單元組合化，使整塊經過裝配調試的印制板作為一個備件，便于整機產品的互換與維修。 正是由于以上優(yōu)點，印制電路板已經極其廣泛地應用在電子產品的生產制造中，沒有印制板就沒有現(xiàn)代電子信息產業(yè)的高速發(fā)展。熟悉印制電路板的基本知識，掌握印制電路板基本設計方法和制作工藝，了解生產過程是電子工藝技術的基本要求。2第一節(jié)

3、印制電路板及其連接 電子設備是由各種電子原件和機械零件組合而成的。這些元件、零件相互間經濟、快速、準確、可靠地連接起來，才能組成真正可靠的電子設備。熟悉印制電路板的材料和性能，以及印制電路板連接方式是設計和制作印制電路板的基礎。一、概述1、基本概念 按照國際電工委員會（IEC）194號公報的規(guī)定，關于印制電路板的術語及定義可分為以下幾種。 印制采用某種方法，在一個表面上再現(xiàn)圖形和符號的工藝。3 印制線路粘附到基材表面上的作為電氣元器件之間，包括屏蔽部分的電氣連接的薄導體條構成的圖形，以及印制導線、焊盤等，所有的功能元件與基材是分不開的。 印制電路用印制法得到的電路，包括印制元件、印制線路或者它

4、們的組合，所有這些都是預先設計好的，并附在基材的表面上。 印制板部件具有電氣、機械元件或者連接其它印制板的印制板，其所有制造工藝（焊接涂覆等）均已完成。2、印制電路板分類 印制電路板按基材的性質可分為剛性印制板和撓性印制板兩大類；按布線層次可分為單面板、雙面板和多層板。目前單面板和雙面板的應用最為廣泛，這兩種板的設計制造是這一章介紹的主要內容。4 剛性印制板具有一定的機械強度，用它裝成的部件具有一定的抗彎能力，在使用時處于平展狀態(tài)。一般電子設備中使用的都是剛性印制板。 撓性印制板是以軟層狀塑料或其它軟質絕緣材料為基材而制成。它所制成的部件可以彎曲和伸縮，在使用時可根據(jù)安裝要求將其彎曲。撓性印制

5、板一般用于特殊場合，如：某些數(shù)字萬用表的顯示屏是可以旋轉的，其內部往往采用撓性印制板。 單面板絕緣基板上僅一面具有導電圖形的印制電路板。他常采用層壓紙板和玻璃布板加工制成。單面板的導電圖形比較簡單，大多采用絲網漏印法制成。 雙面板絕緣基板的兩面都有導電圖形的印制電路板。通常采用環(huán)氧紙板和玻璃布板加工制成。由于兩面都有導電圖形，所以一般采用金屬化孔使兩面的導電圖形連接起來。雙面板一般采用絲印法或感光法制成。5 多層板有三層或三層以上導電圖形的印制電路板。多層板內層導電圖形與絕緣粘結片疊合壓制而成，外層為敷箔板，經壓制成為一個整體。為了將夾在絕緣基板中間的印制導線引出，多層板上安裝元件的孔需經金屬

6、孔處理，使之與夾在絕緣基板中間的印制導線連接。其導電圖形的制作以感光法為主，多層板的特點是： （1）與集成電路配合使用，可使整機小型化，減少整機重量。 （2）提高了布線密度，縮小了元件間的間距，縮短了信號的傳輸路徑。（3）減少了元器件焊接點，降低了故障率。（4）由于增設了屏蔽層，電路的信號失真減少。 （5）引入了接地散熱層，可減少局部過熱現(xiàn)象，提高整機工作的可靠性。 63、印制電路的形成 由于印制線路工藝技術的飛速發(fā)展，制造方法以不少于十種，分類也很復雜，但從基本制造工藝來看，可分為兩大類，即減成法和加成法。（1）減成法 這是最普遍采用的方法，即在敷銅板上，通過光化學法，網印圖形轉移或電鍍圖形

7、抗蝕層，然后蝕刻掉非圖形部分的銅箔或采用機械方式去除不需要部分而制成印制電路板。 蝕刻法：采用化學腐蝕方法減去不需要的銅箔，這是目前最主要的制造方法。 雕刻法：用機械加工方法除去不需要的銅箔，在單件試制或業(yè)余條件下可快速制出印制電路板。7（2）加成法 在未敷銅箔的基材上，有選擇的沉積導電材料而形成導電圖形的印制板。有絲印電鍍法，粘貼法等。二、敷銅板材料及其技術指標1、敷銅板的組成 制造印制電路板的主要材料是敷銅板（又名覆銅板）。所謂敷銅板，就是經過粘貼，熱擠壓工藝，使一定厚度的銅箔牢固地覆蓋在絕緣基板上。所用基板材料及厚度不同，銅箔與粘貼劑也各有差異，制造出來的敷銅板在性能上就有很大的差別。銅

8、箔覆在基板的一面，稱作單面敷銅板，覆在基板二面的稱作雙面敷銅板。 8（1）基板 高分子合成樹脂和增強材料組成的絕緣層壓板可以作為敷銅板的基板。合成樹脂的種類繁多，常用的有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等。增強材料一般有紙質和布質兩種，它們決定了基板的機械性能，如耐寒性、抗彎強度等。（2）銅箔 它是制造敷銅板的關鍵材料，必須有較高的導電率及良好的焊接性。要求銅箔表面不得有劃痕、砂眼和皺褶，金屬純度不低于99.8%，厚度誤差不大于+5m。按照部頒標準規(guī)定，銅箔厚度的標稱系列為18、25、35、70和105m。我國目前正在逐步推廣適用35m厚度的銅箔。銅箔越薄，越容易蝕刻和鉆孔，特別適合于制造線路復

9、雜的高密度的印制板。9（3）粘合劑 粘合劑是銅箔能否牢固的覆蓋在基板上的重要因素。敷銅板的抗剝強度主要取決于粘合劑的性能。2、常見敷銅板種類及特性 目前我國大量使用的敷銅板有以下幾種類型，其特性見表。3、敷銅板的非電技術指標 敷銅板質量的優(yōu)劣直接影響印制板的質量。衡量敷銅板質量的主要非電技術標準有以下幾項。 （1）抗剝強度 抗剝強度是指單位寬度的銅箔剝離基板所需要的最小力，單位為kg/cm。用這個標準來衡量銅箔與基板之間的結合強度。此項指標主要取決于粘合劑的性能及制造工藝。10表3.1 常見敷銅板種類及特性名稱標稱厚度mm銅箔厚度m特點應用酚醛紙質敷銅板1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，

10、3.2，6.45070價格低，阻燃強度低，易吸水，耐高溫性能差中低檔民用產品如收音機、錄音機環(huán)氧紙質敷銅板同上3570價格高于酚醛紙板，機械強度、耐高溫和潮溫性較好工作環(huán)境好的儀器、儀表及中檔以上民用電器環(huán)氧玻璃布敷銅板0.2，0.3，0.5，1.0，1.5，2.0，3.0，5.0，6.43550價格較高，性能優(yōu)于環(huán)氧、酚醛紙質敷銅板工業(yè)、軍用設備、計算機等高檔電器聚四氟乙烯敷銅板0.25，0.3，0.5，0.8，1.0，1.5，2.03550價格高，介電常數(shù)低，介質損耗低，耐高溫，耐腐蝕微波、高頻、電器、導彈、雷達等聚酰亞胺敷銅板0.2，0.5，0.8，1.2，1.6，2.035可撓性、重量

11、輕民用、工業(yè)電器、計算機、儀器儀表等11（2）翹曲度 翹曲度指單位長度上的翹曲值，衡量敷銅板相對于平面的不平度指標，取決于基板材料和厚度。（3）抗彎強度 抗彎強度表明敷銅板所能承受彎曲的能力，單位為kg/cm。這項指標主要取決于敷銅板的基板材料。在確定印制板厚度時應考慮這項指標。（4）耐浸焊性 耐浸焊性指敷銅板置入一定溫度的熔融焊錫中停留一段時間（一般為10s）后，所能承受的銅箔抗剝能力。一般要求銅箔板不起泡、不分層。如果浸焊性差，印制板在經過多次焊接時，將可能使焊盤及導線脫落。此項指標對印制電路板的質量影響很大，主要取決于板材和粘合劑。 除上述幾項指標外，衡量敷銅板的技術指標還有表面平滑度、

12、光滑度、坑深、介電性能、表面電阻、耐氰化物等，其電氣指標參閱相關手冊。12第二節(jié) 印制電路板制造工藝一、印制電路板制造過程的基本環(huán)節(jié) 印制電路板制造工藝技術發(fā)展很快，不同條件、不同規(guī)模的制造廠家采用的工藝技術不盡相同。對于不同類型和不同要求的印制電路板要采用不同的制造工藝，但在這些不同的工藝流程中，有許多必不可少的基本環(huán)節(jié)是類似的。 1、底圖膠片制版 底圖膠片（也叫原版底片，在生產時還要把它翻拍成生產底片）確定了印制電路板上要配置的圖形。在印制電路板的生產過程中，無論采用什么方法都需要使用符合質量要求的1：1的底圖膠片，所以它是制造印制電路板所使用的最重要的工具。它是制造工藝中最先的步驟之一，

13、最終的產品只能接近它的質量和精確度。13 獲得底圖膠片通常有兩種基本途徑：一種是利用計算機輔助設計系統(tǒng)和光學繪圖機直接繪制出來；另一種是先繪制黑白底片底圖，再經過照相制版得到。 （1）CAD光繪法 這種方法是應用CAD軟件布線，將生成黑白圖和照相制版這兩個工序合二為一，原理是光點掃描。CAD光繪法制作的原版底片精度高，質量好，但需要比較昂貴、復雜的設備和一定水平的技術人員進行操作，所以成本較高。這種方法在國外已廣泛采用，國內也基本普及。（2）照相制版法 用繪制好的黑白底片進行照相制版，版面尺寸通過調整相機的焦距準確達到印制板的設計尺寸，相版要求反差大、無砂眼。整個制版過程與普通照相大體相同，其

14、過程如圖所示。 14 需要注意的是，在照相制版以前，應該檢查核對底圖的正確性，特別是那些經過長時間放置的底圖；曝光前，應該確保焦距準確，才能保證尺寸精確；相版干燥以后需要修版，對相版上的砂眼要進行修補，用刀刮掉不需要的搭接和黑斑。 制作雙面板的相版，應使正、反面兩次照相的焦距保持一致，保證兩面圖形尺寸的完全吻合。 這種方法耗時多、效率低、精度差。隨著計算機的普及應用，此方法在實際應用中已較少使用。圖照片制版流程152、圖形轉移 照相底版制好后，將底版上的電路圖轉移到覆銅板上，稱為圖形轉移。具體方法有絲網漏印、光化學法等。 （1）絲網漏印法 用絲網漏印法在覆銅板上印制電路圖形，與油印機在紙上印刷

15、文字相類似。在絲網上涂敷、粘附一層漆膜或膠膜，然后按照技術要求將印制電路圖制成鏤空圖形（相當于油印中蠟紙上的字形）。目前，漆膜絲網已被感光膜絲網或感光膠絲網取代。經過貼膜（制膜）、曝光、顯影、去膜等工藝過程，即可制成用于漏印的電路圖形絲網。漏印時，只需將敷銅板在底板上定位，使絲網與敷銅板直接接觸，將印料倒入固定絲網的筐內，用橡皮刮板刮壓印料，即可在覆銅板上形成印料組成的圖形。漏印后需要烘干、修版。16 漏印可通過手動、半自動、自動漏印機實現(xiàn)，其所用絲網材料有真絲絹、合成纖維絹和金屬絲三種，規(guī)格以目為單位。常用絹為150300目，即每平方毫米上有150300個網孔。絹目數(shù)越大，印出的圖形越精細。

16、絲網漏印多用于批量生產，印制單面板的導線、焊盤或版面上的文字符號。這種工藝的優(yōu)點是設備簡單、價格低廉、操作方便。缺點是精度不高。漏印材料要求耐腐蝕，并有一定的附著力。在簡易的制板工藝中，可以用助焊劑和阻焊涂料作為漏印材料 ，即先用助焊劑漏印焊盤，再用阻焊材料套印焊盤之間的印制導線。待漏印材料干燥以后進行腐蝕，腐蝕掉覆銅板上不要的銅箔后，助焊劑隨焊盤，阻焊涂料隨印制導線均留在板上。這是一種簡潔的印制電路板的制作工藝。17（2）直接感光法（光化學法之一） 將照相底板上的圖形轉移到敷銅箔表面，形成一個抗蝕或電鍍的掩模圖形，后進行蝕刻或電鍍以制成印制電路。直接感光法適用于品種多、批量小的印制電路板生產

17、，它的尺寸精度很高、工藝簡單，對單面板或雙面板都能應用。直接感光制板法的主要工藝流程如圖所示。圖直接感光制板法的主要工藝流程 表面處理：用有機溶劑去除敷銅板表面上的油脂等有機污物，用酸去除氧化層。通過表面處理，可以使感光膠在銅箔表面牢固地粘附。 上膠：在敷銅板表面涂覆一層可以感光的液體材料（感光膠）。上感光膠的方法有離心式甩膠、手工涂膠、滾膠、浸膠、噴膠等。無論采用哪種方式都要求有合適的厚度，良好的均勻性以及合適的干濕程度。18 曝光（曬版）：將照相底版至于上膠烘干后的敷銅板上，置于光源下曝光。光線通過相版，使感光膠發(fā)生化學反應，引起膠膜理化性能變化，使聚合物交連，膠膜硬化。曝光時，應注意相版

18、與覆銅板的定位，特別是雙面印制板，定位更要嚴格，否則兩面圖形將不能吻合。 顯影與染色：在曝光后，由于化學反應的結果，曝光部分已經發(fā)生了實質性的變化，顯影能力與粘和能力得到提高，在一定的溫度與時間內不再溶于水；而未曝光部分，沒有發(fā)生類似變化，很容易溶解于水。曝光后的板在顯影液中顯影后，再進入染色溶液中，將感光部分的膠膜染色硬化，顯示出印制板圖形，便于檢查線路是否完整，為下一步修版提供方便。未感光部分的膠膜在溫水中溶解，脫落。19 固膜：顯影后的感光膠并不牢固，容易脫落，通過化學固膜或物理固膜的處理，使之固化。將染色后的板浸入固膜液中停留一定時間，然后用水清洗并置于100120的恒溫烘箱內烘干30

19、60min使感光膜進一步得到強化。 修版：固膜后的板應在化學蝕刻前進行修版。修版工作包括兩個方面，一是修正圖形上的缺陷，如針孔、斷線、缺口等；二是除去圖形無關的疵點，如膠膜的粘連、毛刺、砂眼等。修補所用的材料可用制板紅粉、黑粉、瀝青、油漆等。用于調整粘度的溶劑應不溶解膠膜，并對銅箔有良好的粘附性，如酒精、汽油、松節(jié)油等。（3）光敏干膜法 這也是一種光化學法,但感光材料不是液體感光膠，而是一種由聚酯薄膜、感光膠膜、聚乙烯薄膜三層材料組成的薄膜類光敏干膜，如圖所示。干膜的使用方法如下：20 銅板表面處理：清除表面油污，以便干膜可牢固的粘貼在板上。 貼膜：揭掉聚乙烯保護膜，把感光膠膜貼在覆銅板上，一

20、般是使用滾筒式貼膜機。 曝光：為了保證印制線路板的高精度、高密度，曝光應在曝光機中進行抽真空曝光，以保證底板和抗蝕層緊密相接。曝光時將相版按定位孔位置準確置于貼膜后的覆銅板上，這時應控制光源強弱、曝光時間和溫度。 顯影：曝光后，先揭去感光膠膜上的聚酯薄膜，再把板浸入顯影液中，顯影后取出板表面的殘膠。顯影時，也要控制顯影液的濃度、溫度及顯影時間。圖光敏干膜的構成213、化學蝕刻 蝕刻在生產線上俗稱爛板。它是利用化學方法去除板上不需要的銅箔，留下焊盤、印制導線及符號等圖形。為確保質量，在蝕刻前應進行預蝕刻，即把印制好抗蝕圖形的敷銅箔板，放入蝕刻液中浸一下，取出后再用排筆或毛筆蘸上蝕刻液，在板上橫豎

21、各刷一遍，用以檢查圖形轉移質量。如果抗蝕圖形有針孔、砂眼、起皮、脫層等現(xiàn)象，要及時沖洗干凈，并進行返修。如有局部銅箔不發(fā)生蝕刻反應，可用排筆刷幾次，直到所有銅箔面能均勻蝕刻為止。 敷銅箔板蝕刻過程應該嚴格按照操作步驟進行，在這一環(huán)節(jié)中造成的質量事故將無法挽救。22（1）蝕刻溶液 從理論上講，凡能氧化銅而生成可溶性銅鹽的試劑，都可以用來蝕刻敷銅箔板。常用的蝕刻溶液為三氯化鐵。它蝕刻速度快、質量好、溶銅量大、溶液穩(wěn)定、價格低廉。 此外，還有適用于不同場合的其它類型的蝕刻液，如： 酸性氯化銅蝕刻液(CuCl2-NaCl-HCl)。該蝕刻液組成簡單，性能穩(wěn)定，蝕刻率快，但酸值較高，對骨膠膜和Sn-Pb

22、合金抗蝕層有一定的破壞作用。 堿性氯化銅蝕刻液(CuCl-NH4Cl-NH3H2O)。適用于耐堿不耐酸抗蝕圖形的蝕刻。 過氧化氫-硫酸蝕刻液（H2O2-H2SO4）等。 大量使用蝕刻液時，應注意環(huán)境保護，并要采取措施處理廢液并回收廢液中的金屬銅。23（2）蝕刻方式 浸入式：這是最簡單的一種蝕刻方式。所用設備只是一個耐腐蝕的容器，如塑料盆、搪瓷盆或陶瓷盆等。蝕刻時將印制有抗蝕圖形的覆銅板浸入蝕刻液中，為了加快蝕刻速度，可對蝕刻液進行加熱，也可用排筆輕輕刷掃印制板面，不斷清除板面上的蝕刻反應產物。這種方法簡便易行，但效率低，對金屬圖形的側腐蝕嚴重，常用于數(shù)量很少的手工操作制板。泡沫式：它是浸入式的

23、改進形式。以壓縮空氣為動力，將壓縮空氣直接通入蝕刻液內進行攪拌，使蝕刻液成泡沫狀，對板進行腐蝕。這種方法保證在工件表面上始終有新鮮蝕刻液并沖掉溶解的金屬；提供了附加的氧化能力并可使蝕刻液再生，從而提高了蝕刻液的效能。此方法工效高、質量好，適用于小批量制板。 24 潑濺式：潑濺蝕刻比浸入式或泡沫式蝕刻在蝕刻均勻性和減少側腐蝕方面有明顯的優(yōu)點。利用槳輪的離心力作用將蝕刻液潑濺到覆銅板上，達到蝕刻目的。這種方式的生產效率高，但只適用于單面板。 噴淋式：通過噴淋式蝕刻機中的塑料泵將蝕刻液壓送到噴頭，呈霧狀的微粒高速噴淋到由傳送帶運送的覆銅板上，可以進行連續(xù)的蝕刻。機內裝有速度控制和溫度控制系統(tǒng)。這種方

24、法是目前技術較先進的蝕刻方式。4、孔金屬化與金屬凃覆 （1）孔金屬化 雙面印制板兩面的導線或焊盤需要連通時，可以通過金屬化孔實現(xiàn)，即把銅沉淀在貫通兩面的孔壁上，使原來非金屬的孔面金屬化。金屬化了的孔稱為金屬孔。在雙面和多層印制板的制造過程中，孔金屬化是一道必不可少的工序。25 孔金屬化是利用化學鍍技術，即氧化還原反應產生金屬鍍層?；具^程是：先是孔壁上沉淀一層催化劑金屬鈀，作為在化學鍍銅中銅沉積的結晶核心，然后進入化學鍍銅溶液中?；瘜W鍍銅可使印制板表面和孔壁上產生一層很薄的銅，這層銅不僅薄而且附著力差，一擦即掉，因而只能起到導電的作用?；瘜W鍍以后進行電鍍銅，使孔壁的銅層加厚并附著牢固。 孔金屬

25、化的方法很多，它與整個雙面板的工藝相關，大體上，有板面電鍍法、圖形電鍍法、反鍍漆膜法，堵孔法，漆膜法等等。但無論采用哪種方法，在孔金屬化過程中都需要下列幾個環(huán)節(jié)：鉆孔、孔壁處理、化學沉銅、電鍍銅加厚。常用的堵孔法和圖形電鍍法工藝介紹如下。 堵孔法。這是較為老式的生產工藝，制作普通雙面印制板可采用此法。堵孔可用松香酒精混合物。堵孔法工序流程圖。26圖3.4 堵孔法工序流程圖 圖形電鍍法。這是較為先進的工藝，特別是在生產高精度和高密度的雙面版中更能顯示出優(yōu)越性。它與堵孔法的主要區(qū)別在于采用光敏干膜代替感光液，表面鍍鉛錫合金代替浸銀、腐蝕液采用堿性氯化銅溶液取代酸性三氯化鐵。采用這種工藝可制作線寬和

26、間距在以下的高密度印制板。目前大量使用集成電路的印制板大都采用這種生產工藝。圖形電鍍法的工藝流程圖如所示，并參見圖。圖3.5 圖形電鍍法的工藝流程圖 27 金屬化孔的質量對雙面印制板是至關重要的。在整機中，許多故障的原因出自金屬化孔。因此，對金屬化孔的檢驗應給予重視。檢驗內容一般包括以下幾個方面。 外觀檢驗：金屬化孔印制板的外觀檢驗包括圖形導體的完整性，孔壁金屬化鍍層上是否平整、光滑、有無空穴、堵塞等。檢驗工具可用放大鏡、檢孔鏡等。 電性能測試：金屬化孔鍍層與焊盤的短路與斷路；孔與導線間的孔線電阻值。其電阻值應符合規(guī)定標準。此項測試用專用測試儀來完成。圖3.6 圖形電鍍法工藝流程28 孔的電阻

27、變化率：按國家標準進行環(huán)境例行試驗（高低溫、熱潮、浸錫沖擊試驗等）后，電阻變化率不超過5%10%，方可認為金屬化孔合格。 機械強度（拉脫強度）：孔壁與焊盤的結合率應超過一定值。 金相剖析試驗：檢查孔的鍍層質量，厚度與均勻性，鍍層與銅箔之間的結合質量等。（2）金屬涂覆 為提高印制電路的導電、可焊、耐磨、裝飾性能，延長印制板的使用壽命，提高電氣連接的可靠性，可以在印制板圖形銅箔上涂覆一層金屬。常用的涂覆金屬鍍層的材料有金、銀、錫、鉛錫合金等。 金屬鍍層主要應用于印制板插頭和某些特殊部位。 銀鍍層用于高頻電路降低表面電阻，目前在印制板上基本不用。 29 鉛錫合金涂覆鍍層具有良好的防護性和可焊性，而且

28、成本低，是目前應用最廣泛的金屬涂覆方法。 涂覆方法可用電鍍和化學鍍兩種。 電鍍法用于要求高的印制板鍍層，此法可使鍍層致密、牢固、厚度均勻可控，但設備復雜，成本高。如插片部分鍍金常采用電鍍法。 化學鍍所用設備簡單、操作方便、成本低，但涂覆鍍層厚度有限且牢固性差，因而只適用于改善可焊性的表面涂覆，如板面銅箔圖形鍍銀等。（3）熱熔鉛錫 為提高印制板的可焊性，浸銀是金屬涂覆鍍層的傳統(tǒng)工藝方式。但由于銀層容易發(fā)生硫化而發(fā)黑，降低了印制板的可焊性和外觀質量。為了改善這一工藝，目前較多采用浸錫或鍍鉛錫合金的方法，特別是把鉛錫合金的鍍層經過熱熔處理后，使鉛錫合金與基層銅箔之間獲得一個銅錫合金過渡界面。大大地增

29、強了界面結合的可靠性，更能顯示鉛錫合金在可焊性和外觀質量方面的優(yōu)越性。30 熱熔過程實際是典型的焊錫過程，是目前較先進的工藝方法。它主要通過甘油浴或紅外線使鉛錫合金在190200的溫度下熔化，充分浸潤銅箔而形成牢固的結合層后再冷卻。（4）熱風整平 近年來，各制板廠普遍采用熱風整平工藝代替電鍍鉛錫合金工藝，它使浸涂鉛錫合金的印制板從兩個風刀之間通過，風刀中熱壓空氣使鉛錫合金熔化并將板面上多余的金屬吹掉，獲得平整、均勻、光亮的鉛錫合金鍍層。 熱風整平工藝可以簡化工序、防止污染、降低成本、提高效率。經過熱風整平的印制板具有可焊性好、抗腐蝕性好、長期放置不變色等優(yōu)點。目前，在高密度的印制電路板生產中，

30、大部分采用這種工藝。315、助焊劑與阻焊劑的使用印制板經表面金屬涂覆后，根據(jù)不同需要可以進行助焊或阻焊處理。 （1）助焊劑 助焊劑分非腐蝕性助焊劑和腐蝕性助焊劑。助焊劑溶解氧化膜的過程是一種廣義的腐蝕過程，所以助焊劑也可以說是一種腐蝕劑，它不僅可以腐蝕氧化膜，也能腐蝕金屬。在電氣方面，要求助焊劑首先是非腐蝕性的。非腐蝕性助焊劑是指焊料在250左右時呈活性，能溶解氧化膜；當溶解到釬焊溫度以下，即電子設備常用最高溫度（120以下）時就變成完全不呈活性的穩(wěn)定化合物。 在電路圖形的表面上噴涂助焊劑，既可以保護鍍層不被氧化，又能提高可焊性。對助焊劑的基本要求是： 常溫下穩(wěn)定，在焊接過程中具有高活化性，表

31、面張力小，能夠迅速而均勻的流動，并有保護金屬表面的作用；32腐蝕性小，絕緣性能好； 容易清除焊接后的殘留物； 不產生刺激性氣味和有害氣體；原料來源豐富、成本低、配制簡便。酒精松香水是最常用的助焊劑。 （2）阻焊劑 阻焊劑是在印制板上涂覆阻焊層（涂料或薄膜）的聚合物材料，可用絲網漏印法或貼膜法把它涂覆在印制電路板上。除了焊盤和元器件引線孔裸露以外，印制板的其它部位均在阻焊層下被保護起來，起到阻焊作用。采用阻焊劑的優(yōu)點是： 限定焊接區(qū)域，防止焊接時搭焊，橋聯(lián)造成的短路，改善焊接的準確性，減少虛焊。 防止機械損傷，減少潮濕氣體和有害氣體對板面的侵蝕。33印制板在焊接時受到的熱沖擊小，保護板面不易起泡

32、、分層等。節(jié)約大量的焊料，減少重量。 在高密度的鍍鉛錫合金印制板和采用自動焊接工藝的印制板上，為使板面得到保護并確保焊接質量，均需要涂阻焊劑。二、 印制電路板生產工藝 印制電路板制造工藝技術在不斷進步，不同條件、不同規(guī)模的制造廠采用的工藝技術不盡相同。從單面板、雙面板到多層板的生產，生產工藝在不斷地提高，當前使用最廣泛的是銅箔蝕刻法，即將設計好的圖形轉移到敷銅板上形成防蝕圖形，然后用化學蝕刻法除去不需要的銅箔，從而獲得導電圖形。在這里，主要介紹最常用的單、雙面印制板的生產流程。1、單面印制板的生產流程單面印制板的生產流程如圖所示。34圖單面印制板的生產流程 單面印制板的生產工藝簡單，質量容易得

33、到保證。但在進行焊接前還要進行檢驗，內容如下： 導線焊盤、字與符號是否清晰、無毛刺，是否橋接或斷路； 鍍層是否牢固、光亮，是否噴涂助焊劑； 焊盤孔是否按尺寸加工，有無漏打或打偏； 板面及板上各加工的孔尺寸是否準確，特別是印制板插頭部分； 板厚是否合乎要求，板面是否平直無翹曲等。352、雙面印制板的生產流程 雙面板與單面板的主要區(qū)別，在于增加了孔金屬化工藝，即實現(xiàn)了兩面印制電路的電氣連接，其工藝流程見圖。圖3.8 雙面印制板的生產流程圖36第三節(jié) 手工自制印制電路板 在電子產品尚未定型的研制階段，或科技及創(chuàng)作活動中，往往需要制作少量供產品性能分析、試驗、測試使用的印制板。按照正規(guī)的工藝步驟，送到

34、專業(yè)廠家進行加工，往往因為加工周期太長而耽誤時間，加工費用也比較高。從時間上和經濟上考慮需要自制印制板。因此，在非專業(yè)條件下掌握手工制作印制板的簡單方法是必要的。以下介紹的幾種都是簡單易行的方法。一、漆圖法 這是常用的一種制板方法，由于最初使用調和漆作為描繪圖形的材料，所以稱為漆圖法。用漆圖法自制印制電路板的主要步驟如圖所示。 下料：下料按實際設計尺寸剪裁覆銅板（用鋼鋸沿邊線鋸開即可），去掉四周毛刺。37 拓圖：用復寫紙將已設計好的印制板布線拓印在覆銅板的銅箔面上。印制導線用單線，焊盤用小圓點表示。拓制雙面板時，為保證兩面定位準確，板與草圖應有三個以上不在一條直線上的定位孔。圖 3.9 漆圖法

35、自制印制電路板工藝流程 鉆孔：拓圖后，對照草圖檢查焊盤與導線是否有遺漏，然后在板上打樣沖眼，以樣沖眼定位，用小型臺式鉆床打出焊盤上的通孔。 打孔時注意鉆床轉速應取高速，鉆頭應刃磨鋒利。進刀不宜過快，以免將銅箔擠出毛刺，并注意保持導線圖形清晰。清除孔的毛刺時不要用砂紙。38 描漆圖：在描圖紙前應先把所用的漆調好。要注意漆的稀稠適宜，以免描不上或是流淌。通?？梢杂孟×险{配和漆，也可用酒精泡蟲膠漆片，并配入一些甲基紫，使描圖顏色清晰。畫焊盤的漆應比畫線條用的稍稠一些。 按照拓好的圖形，用漆先描焊盤，可以用比焊盤外徑稍細的硬導線或細木棍蘸漆點畫，注意與鉆好的孔同心，大小盡量均勻，描好焊盤后，可用鴨嘴筆

36、與直尺描繪導線。注意描圖時直尺不要與板接觸，以免將未干的圖形蹭壞，可將直尺兩端墊高架起。雙面板應把兩面圖形描好。 修圖：描好的圖形在漆未完全干時，應及時進行修圖。使用直尺和小刀，沿導線邊沿修整，同時修補斷線和缺損圖形，保證圖形質量。 腐蝕：腐蝕前先檢查圖形質量，修整線條，焊盤。腐蝕液一般使用三氯化鐵水溶液，可以從化工商店購買三氯化鐵粉劑自己配制。濃度在28%42%之間。將覆銅板全部浸入腐蝕液，把沒有被漆膜覆蓋的銅箔腐蝕掉。39 為了加快腐蝕反應速度，可以用軟毛排筆輕輕刷掃板面，但不要用力過猛，避免把漆膜刮掉；在冬季，也可以對腐蝕溶液適當加溫，但溫度不宜過高，以防將漆膜泡掉。待完全腐蝕以后，取出

37、板子用水清洗。 去漆膜：用熱水浸泡后，可將板面的漆膜剝掉，未擦凈處可用稀料清洗。 清洗：漆膜去除干凈后，用碎布蘸著去污粉在板面上反復擦拭，去掉銅膜的氧化膜，使線條及焊盤露出銅的光亮本色。注意應按某一固定方向擦拭，這樣可使銅箔反光方向一致，看起來更加美觀。擦拭后用清水沖洗，晾干。 涂助焊劑：把已經配好的松香酒精溶液作為助焊劑涂在洗凈晾干的印制電路板上，助焊劑可使板面受到保護，提高可焊性。 注意：此法描圖不一定用漆，各種抗三氯化鐵蝕刻的材料均可用，如蟲膠酒精液、松香酒精液、蠟、指甲油等。 40二、貼圖法 用漆圖法自制印制電路板雖然簡單易行，但描繪質量很難保證。近年來，電子器材商店已有一種薄膜圖形出

38、售，這種具有抗蝕能力的薄膜厚度只有幾微米，圖形種類有幾十種，都是印制板上常見的圖形，有各種焊盤、接插件、集成電路引線和各種符號等。 這些圖形貼在一塊透明的塑料軟片上，使用時可用刀尖把圖形從軟片上挑下來，轉貼到覆銅板上。焊盤和圖形貼好后，再用各種寬度的抗蝕膠帶連接焊盤，構成印制導線。整個圖形貼好后即可進行腐蝕。用這種方法制作的印制板效果極好，與照相制版所作的板子幾乎沒有質量上的差別。這種圖形貼膜為新產品的印制板制作開辟了新的途徑。 貼圖蝕刻法是利用不干膜條（帶）直接在銅箔上貼出導電圖形代替描圖，其余步驟同描圖法。411、預制膠條圖形貼制 按設計導線寬度將膠帶切成合適寬度，按設計圖形貼到覆銅板上。

39、有些電子器材商店有各種不同寬度貼圖膠帶，也有將各種常用印制圖形如IC、印制板插頭等制成專門的薄膜，使用更為方便。無論采用何種膠條，都要注意貼粘牢固，特別邊緣一定要按壓緊貼，否則，腐蝕溶液浸入將使圖形受損。2、貼圖刀刻法 這種方法是圖形簡單時用整塊膠帶將銅箔全部貼上，然后用刀刻法去除不需要的部分。此法適用于保留銅箔面積較大圖形用。 由于膠帶邊緣整齊，焊盤亦可用工具沖擊，故貼成的圖形質量較高，蝕刻后揭去膠帶即可使用，故很方便。貼圖法可有以下兩種方式。42三、銅箔粘貼法 這是手工制作印制電路板最簡捷的方法，既不需要描繪圖形，也不需要腐蝕。只要把各種所需要的焊盤及一定寬度的導線粘貼在絕緣基板上，就可以

40、得到一塊印制電路板。具體方法與圖形貼膜法很類似，只不過所用的貼膜不是抗蝕薄膜，而是用銅箔制成的各種電路圖形。銅箔背面涂有壓敏膠，使用時只要用力擠壓，就可以把銅箔圖形牢固的粘貼在絕緣板材上。目前，我國已有一些電子器材商店出售這種銅箔圖形，但因價格較高，使用并不廣泛。 四、刀刻法 對于一些電路比較簡單，線條較少的印制板，可以用刀刻法來制作。在進行布局排版設計時，要求導線形狀盡量簡單，一般把焊盤與導線合為一體，形成多塊矩形，由于平行的矩形具有較大的分布電容，所以刀刻法制版不適合高頻電路。 43第四節(jié) 印制板的排版設計 這是一門技巧性和實用性都很強的工藝設計，它需要靈活周密的邏輯思維，要靠長時間的經驗

41、積累和反復實踐才能掌握。它的分散性極大，同一電路圖可以作多種不同的電路設計。對設計優(yōu)劣的評價是多方面的，不僅是線路要不交叉，還要求合理、美觀、運行可靠和維修方便，例如，可能出現(xiàn)由排版設計不合理帶來的各種干擾，電路的技術指標下降，整機性能下降等，這些情況的出現(xiàn)意味著排版設計的失敗。一、設計前的準備工作。 1、分析電路原理圖：了解電路圖的原理、線路屬性（電源、高頻或低頻線路）、信號及電源種類及電流流向等。 2、分析電路的復雜程度，確定基材的品種、厚度、尺寸以及對外聯(lián)結形式。44 3、熟悉電路原理圖所用元器件的電性能、外形尺寸、封裝形式、散熱形式、各有源元器件的管腳的排列順序、管腳功能及形狀、各元件在電路中的功能等，