《电子工艺实训课程－印制电路板制作》

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快速制板方法分类 四种快速制板方法: 1、物理雕刻制板； 2、热转印制板； 3、曝光制板； 4、小型工业制板。其中小型工业制板又分为湿膜和干膜两种工艺

快速制板简要知识 1、PCB板线宽和线隙单位：mil，1mm＝40mil 一般的制作要求有3个档次：8mil、6mil、4mil。 2、线路板分为:单面板、双面板、多层板 3、线路板按硬度分为：刚性板和软板 4、样板类型：覆铜板、镀锡板、阻焊板、丝印板

化学蚀刻制板 物理雕刻制板 1 快速制板分类线路板制作方法

1.1 物理雕刻制板的特点 1、工艺流程简单、具有一定自动化程度； 2、制板速度慢，雕刻1块我司双面小型工业样板需6小时，成功率较低。 3、制作精度较低，精度10mil； 4、耗材贵：雕刻10×15 cm双面样板1块需要耗费1把雕刀。（刀尖：0.13、0.18mm） 5、因无镀锡及阻焊工艺，焊盘附着力差,回流焊和波峰焊接困难； 6、工艺简单，不适合实训基地建设。

1.2 化学蚀刻制板的特点 1、工艺流程全面，工业级流程； 2、制板成功率非常高； 3、制板速度快，制作1块10×15cm镀锡双面板75分钟； 4、制作精度高，可达4mil； 5、含镀锡及阻焊工艺，焊盘附着力强,方便回流波峰设备焊接； 6、工艺完整，适合创新电子和实训基地建设。

2 雕刻制板工艺 裁板下料 Pcb文件编辑输出数控钻孔金属化孔铣边成型雕刻线路

2.1雕刻流程图

2.2 雕刻制板适用范围 主要适用范围: 1、对线径要求不高的样板制作（大部分线路制作精度在10mil以上）； 2、样板制作量极少（只能串行单块制作，不能小批量）； 3、对打样时间无严格要求（雕刻我司小型工业样板需要6小时）； 4、耗材损耗大：1把雕刀只能雕3块150cm2双面板 5、无工艺学习（只有雕刻流程，标准制板工艺极不完整）。

3 化学蚀刻制板工艺 1. 热转印制板 2. 曝光制板 3. 小型工业制板

3.1 热转印制板工艺 裁板下料 Pcb文件编辑激光打印转印底片单面转印敷铜板钻孔及检修线路蚀刻自动钻孔

3.1a 简易单面热转印流程图

3.1b 单面自动热转印 • 特点：1、能自动钻孔，板件面积可达350×250mm，可3块覆铜板叠加钻孔，最小孔径达0.35mm；2、能同时蚀刻6块350×250mm线路板，智能化温度和对流装置加快蚀刻速度和保证蚀刻精度

3.1c 热转印制板适用范围 热转印制板特点及适用范围： 1、制板成本低，主要制板材料为:敷铜板、热转印纸、蚀刻剂、钻头; 2、制板速度快，10分钟内可完成一块单面线路板制作；60分钟内可完成双面板制作； 3、最小线宽、线隙精度到达10mil； 4、主要适用于创新实验室、小型实训室的建设，可满足学生电子竞赛、课题设计、毕业设计、研发创新和实训等设计制作任务。

3.2 曝光制板工艺 裁板下料 Pcb文件编辑输出激光打印菲林底片感光板曝光蚀刻成型显影

3. 2a 简易曝光单面制板 • 特点:1、制作精度高达6mil；2、制板幅面为210× 300mm;3、制作材料为感光板

3.2b 单面小批量曝光制板 • 特点：1、自动批量钻孔；2、制作线隙、线径达4mil；3、批量蚀刻

3.3 热转印和曝光制板区别 区别如下：

3.4 小型工业制板工艺 裁板下料数控钻孔抛光双面贯孔显影曝光丝印图形镀铜镀锡蚀刻丝印阻焊丝印文字

3.5a 小型工业制板工序

4.1 裁板 板材准备又称下料，在PCB板制做前，应根据设计好的PCB图大小来确定所需PCB板基的尺寸规格，我们可根据具体需要进行裁板。 1 2 手动精密裁板机 3 4

4.2 数控钻孔 • 钻孔通常有手工钻孔和数控自动钻孔两种方法，本节将介绍数控钻孔的方法。 • 数控钻床能根据PROTEL、POWERPCB、ORCAD、PANDS生成的PCB文件自动识别钻孔数据，并快速、精确地完成定位、钻孔等任务。用户只需将设计好的PCB文件直接导入数控钻后台软件即可自动完成批量钻孔。全自动数控钻床数控钻软件操作界面

4.3 板材抛光 作用：去除覆铜板金属表面氧化物、保护膜及油污，进行表面抛光处理。操作步骤： 1、旋转刷轮调节手轮，使上、下刷轮与不锈钢辊轴间隙调整合理； 2、开启水阀，使抛光时能喷水冲洗，以使覆铜板表面处理更干净； 3、开启风机开关，使线路板经过风机装置时，能烤干覆铜板表面的水份； 4、调节速度调节旋钮，使传送轮速度合适，以达到最好的表面处理效果； 5、将待处理的覆铜板置于传送滚轮上，抛光机将自动完成板材去氧化物层、油污等全过程。自动抛光机

4.4a 双面贯孔 化学沉铜分为五个步骤： 1、碱性除油：55℃-65℃（最佳温度60℃），时间5分钟目的：除去铜箔和孔内的油污、油脂及毛刺铜粉，调整孔壁电荷。 2、活化：最佳温度为30℃，时间2分钟目的：让整块板和孔壁活化后布满导电介质。 3、热固化：100 ℃，时间5分钟目的：将活化过的PCB板置于烘干箱内进行热固化。 4、微蚀：30－35℃，时间2分钟目的：只留下孔壁的导电介质，为后续的镀铜提供一个微粗糙的活性面结构，增强铜层和基材铜之间的结合力。 5、镀铜：利用电解的方法使金属铜沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属铜层。

4.4b操作温度及操作时间表

底片制作 丝网制作电镀锡油墨印刷油墨固化 4.5 图形转移在双面线路板制作中，图形转移主要有两种方式：一种是热转印转移法，一种是曝光转移法。本章主要介绍工厂上通用的曝光转移法。曝光转移法双面图形转移

4.5a 热转印法 • 热转印转移法热转印机主要利用静电成像设备代替专用印制板制板照相设备，利用含树脂的静电墨粉代替光化学显影定影材料，通过静电印制电路制板机在敷铜板上生成电路板图的防蚀图层，经蚀刻（腐蚀）成印制电路板。 • 热转印介质：热转印纸 • 加热方式：内热式胶辊 • 图形输出方式：只能通过激光打印机打印 • 特点:价格低廉、一般只适合作单面板、线路精度达10mil、制板宽度为320mm、长度无限制、30分钟可制作10×15cm的线路板热转印机

4.5b 曝光转移法－湿膜工艺 • 简介：用丝网漏印图形材料到敷铜板上，固化后并在曝光作用下将图形（线路）转移到图形材料上的方法。说明： • 丝网：铝合金网框，框内装丝网，丝网材料主要是丝绸 • 漏印：把图形材料涂敷在丝网上，透过印刷方式来实现 • 转移法:通过曝光的方式实现图形转移。曝光机器丝网漏印

4.5b-1 湿膜工艺－丝网漏印 丝网漏印包括：线路油墨印刷、阻焊油墨印刷、字符油墨印刷感光油墨：是由感光性树脂合成，添加了感光剂、色料、填料及溶剂。分阻焊和线路图形油墨阻焊油墨：阻焊油墨主要用于各焊盘之间形成阻焊层，使线路板焊接时，不容易产生短路；文字油墨：主要用于标记线路板各器件位置及对应型号，方便位置识别与焊接。丝印机

4.5b-2 湿膜工艺－丝网漏印 印刷前准备：首先将丝印机通电，并调整x，y，z轴调节器，使丝印平台处在工作位置。然后，将丝网框放置并固定在丝网机上，调整好丝印框的高度使其丝网面恰好与丝印机有机玻璃平台平行并紧贴。油墨印刷：用将待印刷的覆铜板固定在定位框上，调整丝印平台x,y轴及旋转调节器，使覆铜板在丝网居中的位置。压紧丝网框，选择合适宽度的胶刮，将油墨放置在覆铜板外的一边，先在丝网上轻涂一层油墨，以保证覆铜板上油墨分布均匀。刮胶时，刮胶器需用双手均匀用力压住，并与平台成45°角匀速从覆铜板上刮过。这样，覆铜板上就均匀刮上了一层油墨，其它油墨印刷方法与此类似，但阻焊油墨和文字油墨印刷需在电镀锡之后。

4.5b-3 湿膜工艺－油墨固化 为使印刷后的油墨具有较强的粘附性，线路油墨、阻焊油墨、文字油墨均需通过专用的线路板烘干机进行热固化，具体固化温度及时间如下：双/单面线路油墨：75℃，30分钟；75℃， 20分钟双/单面阻焊油墨：75℃，30分钟；75℃， 20分钟文字油墨： 150℃，30分钟

4.5c 图形底片制作 1、制作方式:光绘输出和打印输出 2、光绘底片基材：专用底片 3、打印底片基材：菲林纸(进口和国产)、菲林膜 4、打印机分类：菲林纸张可用激光和喷墨打印机打印，菲林膜只能用激光打印机打印 5、精度区别：光绘机的精度最低精度为2540dpi，而打印机最高才600dpi，前者无任何变形，后者有一定的变形 6、双面线路板图形底片制作共需要5张底片，分别为：顶层线路图层、底层线路图层、顶层阻焊图层、底层阻焊图层、字符图层。 7、输出软件：底片制作通常采用CAM350软件，该软件为国际流行的光绘文件编辑工具 8、电路图设计软件：Protel、PowerPCB等

4.5d 曝光转移 • 原理：膜中的单体分子在紫外光照射下发生的光聚合反应，从而使图形被转移到图形材料上的。 • 机器：Create-EXP3000 Create-SEM 曝光机曝光箱

4.5e 干膜工艺 简介：将干膜材料覆膜在覆铜板上，在曝光作用下将图形（线路）转移到图形材料上的方法。说明： • 图形材料：直接购买，分蓝膜（线路膜）和绿膜（阻焊膜）； • 覆膜机：在热压力的作用下将干膜覆盖在覆铜板上的一种机器。 • 然后通过曝光设备将图形转移到线路板上。覆膜机

4.5f 干、湿膜工艺的区别 • 一、干膜工艺90年代发明、应用，湿膜工艺应用在2000年； • 二、干湿膜现在仍被绝大多数厂家使用，但使用比率湿膜占95以上； • 三、湿膜成本低，材料通用；干膜购买、制作成本高且不易保存； • 四、附着力、覆盖性方面湿膜明显好于干膜； • 五、制作精度干膜优于湿膜； • 六、小批量制作PCB时，一般使用干膜机器覆膜； • 七、干膜操作比湿膜简易，无需清洗。

4.6 显影 • 原理：显影是将没有曝光的膜层（包括板面、孔壁内、焊盘上）除去得到所需电路图形的过程。 • 条件要求：严格控制显影液的浓度1%、温度(30-34℃)，显影液浓度太高或太低都易造成显影不净。 • 冲洗：显影完后一定要冲洗干净，否则镀锡失败 • 机器要求：可配置全自动显影机（批量显影），也可手动显影 • 显影速度：20-60秒全自动显影机

4.7 镀锡 用途： 1、将焊盘及线路部分镀上锡，以增强线路板电气特性，提高线路板焊接性能。 2、碱性蚀刻液中保护线路部分不被蚀刻。 • 使用方法： • 1、用不锈钢夹具将印好抗电镀油 • 墨的板材固定好，并置于化学镀锡机 • 中； • 2、根据待镀板材实际接触电渡液面积来计算电镀电流。按1.5A、/(dm)2； • 3、待电镀时间达到15分钟左右， • 取出被电镀板材即可。化学镀锡机

4.8 去膜 线路蚀刻线路去膜线路测试阻焊丝印将残留的膜层清洗干净，以使被油墨覆盖的非线路图形铜箔能被完全腐蚀干净。将线路部分以外的非线路部分铜箔去掉，留下经镀锡保护的线路图形。线路板制作完毕后均需进行的可靠性检测。当线路板检测完全通过后，将相应的阻焊油墨，字符油墨漏印到线路板上。

4.9 线路板蚀刻 原理：由于锡难溶于碱性蚀刻液，而铜容易溶于碱性蚀刻液。镀锡后的线路板所用蚀刻溶液为碱性溶液。蚀刻方法：将待蚀刻的线路板置于蚀刻机传送轮上，由于蚀刻机具有自动恒温及液体喷淋装置，可以非常快地将线路板蚀刻完毕，基本无侧蚀。全自动腐蚀机

4.10 线路板测试 电气测试：线路板制作完毕后均需进行可靠性检测，即检测线路板是否有断线、短路现象，孔是否全部导通（常用检测工具有放大台灯、万用表、飞针等）；如果出现以上问题，需采取相应的补救措施。

4.11印刷阻焊 阻焊：当线路板检测完全通过后，将相应的阻焊油墨，字符油墨漏印到线路板上，通过烘干机，将油墨固化在线路板上。丝印机

4.12 a 丝印文字－丝网制作 用途：制作丝印网版基本原理：利用丝网图形将油墨漏印在板基材料上形成所需图形。因此在油墨印刷前需要制作丝网漏印图，具体步骤包括：丝网清洗、感光胶的配置及上胶、丝网凉干、曝光、显影等。 • A、丝网清洗：新的丝网或使用过的丝网布在使用前均需要清洗，新丝网布清洗只需用洗网水涂洗即可，使用过的丝网布需用脱膜液脱去原有的感光胶膜再用碱性液清洗； • B、感光胶配置及上胶：使用前感光胶与感光剂一般是分开封的，先往光敏剂容器中倒入10ml清水摇匀，再倒入感光胶容器中搅拌均匀，静置1小时即可；将配置好的感光胶通过上胶器均匀刷在丝网布的两面； • C、丝网凉干：丝网的晾干不能用40°以上的热风直接吹，也不能直接用明火烘烤；可以在室温下用电风扇对吹，或者自然晾干；也可以用专用丝网烘干箱烘烤；

4.12b 丝印文字－丝网制作 • D、曝光：在曝光前需先将菲林底片有序地摆放在曝光机的玻璃面上，底片的放置按照有图形面朝下，背图形面朝上的方法放置，然后，将干透的待曝光丝网压在菲林的片上，盖上曝光机盖并扣紧，同时要关上进气阀，设置曝光机的真空时间在“10秒”左右，曝光时间在“50秒”左右即可。开启电源并启动真空抽气机曝光开始，待曝光指示灯媳灭，整个曝光过程完成。 • E、显影：在弱光下迅速将曝光后的丝网放入水槽中浸泡2分钟，用水冲洗丝网两面，使丝网图形充分显现。由于感光油墨为油性，因此，清洗丝网框一定要将其洗到丝网图形无油膜为止。

4.13c 丝印文字 • 丝印：当阻焊板检测完全通过后，将相应的字符油墨漏印到线路板上，通过烘干机，将油墨固化在线路板上。丝印机

4.14 溶液环保说明 1、化学制板所用溶液的种类：沉铜液、镀铜液、镀锡液、碱性蚀刻液、显影液。 2、沉铜液是国际环保炭膜工艺，无任何排放和异味。 3、镀铜液和镀锡液：无任何排放和沉淀，量少直接添加原液。 4、显影液：无任何排放和沉淀，浓度低直接添加显影粉。 5、碱性蚀刻液：碱性蚀刻液属环保液，无异味，无废液排放，量少需维护时可直接添加原液。

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