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PCB的几种制造要领

PCB(Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是接纳电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。PCB制造要领有加成法、减成法两类。 

    加成法:在未敷铜箔的基材上,有选择地沉积导电质料而形成导电图形的印制板PCB。有丝印电镀法,粘贴法等。 

    减成法:在敷铜板上,通过光化学法,网印图形转移或电镀图形抗蚀层,然后蚀刻掉非图形部分的铜箔或接纳机械方法去除不需要部分而制成印制电路板PCB。而减成法中主要有镌刻法和蚀刻法两种。镌刻法是用机械加工要领除去不需要的铜箔,在单件试制或业余条件下可快速制出印制电路板PCB;蚀刻法是接纳化学腐化要领减去不需要的铜箔,这是目前最主要的PCB制造要领。下面我们主要了解一下蚀刻法。 

    1 图形电镀蚀刻法(pattern plating etch process) 

    (1)流程以双面板为例,流程为:下料→钻孔→PTH (化学镀铜)→板面镀铜→光成像→图形电镀→碱性蚀刻→阻焊+字符→热风整平(HAL)→机加工→电性能测试(ETest)→FQA→制品。 

    (2) 要点仅对导电图形进行选择性电镀。板子钻孔,化学镀铜,光成像以形成导电图形,这时候仅对线路和孔及焊盘进行图形电镀铜,使孔内平均铜厚大于即是20μm,然后接着镀锡(锡镀层作为蚀刻抗蚀层),退除干膜(或湿膜),进行碱性蚀刻,从而获得所需要的导线图形。退掉外貌和孔内的锡镀层,网印阻焊和字符,热风整平,机加工,电性能测试,获得所需要的PCB. 

    (3) 特点工序多,庞大,但相对可靠,可做细线路。欧美、中国企业大大都用此工艺生产。 

    2 板面也镀蚀刻法(panel plating etch process) 

    (1)流程下料→钻孔→PTH (化学镀铜)→板面镀铜→光成像→酸性蚀刻→阻焊+字符→热风整平(HAL)→外形加工→电性测试(E-Test)→FQA→制品。 

    (2) 要点 

    ①板材钻孔和化学镀铜(PTH) 后,对全板面和孔电镀到所需要的铜厚,使孔内平均铜厚大于即是20μm。 

    ②仅在孔和图形上笼罩干膜,以干膜作抗蚀层。 

    ③在酸性蚀刻液中蚀去多余的铜,从而获得所需要的导线图形。 

    (3) 特点 

    ①工序较图形电镀蚀刻法简单,但工艺控制会困难些。日本不少企业用此工艺,海内也有少量企业用此法量产。 

    ②难点:板面镀铜层厚度的均匀性较难控制。泛起板四周铜层厚,中间薄的现象,蚀刻难以均匀,细线路难生产。 

    ③干膜盖孔,尤其是孔径大的孔,如掩盖不住,蚀刻液进到孔内,孔内铜被蚀掉,此板就只能报废了。 

    3 SMOBC 法(solder mask over bare circuit) 

    在裸铜线路上笼罩阻焊剂,然后进行热风整平(hot air leveling) ,或沉Ni/Au,或沉Ag ,或沉Sn ,或OSP (orgamic solderability preserrative,有机助焊;つ)。其目的就是在线路上不要有焊料(Pb-Sn,或金属层N i/ Au 、Ag 、Sn 、OSP) ,仅孔和焊盘上涂覆铅锡(或N i/ Au 、Ag 、Sn 、OSP) 。 

    这种工艺起到的作用是:避免印制板在装配焊接时引起线路桥接;节约金属本钱;线路上的阻焊获得好的附着力。如果线路上是铅-锡焊料,焊接时线路的阻焊层会发脆。 

    SMOBC 实际上就是图形电镀蚀刻法。这个要领己延续使用了二三十年。20 世纪七八十年代,在裸铜线路上涂覆阻焊后,进行热风整平,广东人俗称喷锡。喷的是铅-锡焊料,Pb: Sn 为37 : 63 或40 : 60 ,这个合金比例共熔点最低,为183·C , Pb: Sn 为40 : 60 时共熔点为190·C 。 

    热风整平(喷锡)工艺,焊盘上的Pb-Sn 不敷平整,造成外貌贴装SMT 困难,而纯金的可焊性优良,在导线图形、孔、焊盘上全部镀上镰/金(锦作为底层) ,蚀刻后,除孔和焊盘外全部都涂覆上阻焊剂,仅留下孔和焊盘为N i/ Au ,取代Pb-Sn ,这就是广东和香港人所称的水金板工艺。金层是24K 的纯金,可焊,很薄,仅O. 05 ~ 0.10μm 。 

    需镀镍打底,2~5μm厚,再镀水金。镀金槽中含金量未几,约为Ig/L 金。要注意的是,这种可焊性薄金同印制板插头上镀金层有着实质差别,插头镀金镀的是硬金,耐磨,可插拔数百次,要求金层有一定硬度,金槽中的金液含微量钴(镍、锑)元素。 

    又由于铅-锡合金中的铅有毒,按欧盟指令, 2006 年7 月禁止用铅。于是SMOBC 工艺的外貌涂覆变为今天的化学浸银、沉锡、沉Ni/Au 、OSP 来取代Pb-Sn 合金。万变不离其宗,这些工艺归根结底都属于图形电镀蚀刻法SMOBC 工艺。 


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    来源:21ic

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