高度集成化電子產(chǎn)品中PCB的制造工藝探究

張鵬

摘要：近年來，經(jīng)濟的發(fā)展，促進我國科技水平的提升。在科技飛速發(fā)展，市場競爭激烈的今天，產(chǎn)品的高度智能化及小巧化成為各行業(yè)中引導企業(yè)的必要課題。于是電子元件集成化、元件生產(chǎn)批量化、組裝作業(yè)簡易化在這場競爭中，發(fā)揮了越來越重要的作用。PCB雖然不能像CPU那樣為產(chǎn)品帶來直觀的處理速度提升，卻直接影響著集成元器件的動作能效。降低對核心產(chǎn)品的品極需要，降低了成本，增加競爭力。本文就高度集成化電子產(chǎn)品中PCB的制造工藝展開探討。

關(guān)鍵詞：高度集成化電子產(chǎn)品;PCB制造工藝;增層法;熱固油墨積層技術(shù)

引言

電子信息產(chǎn)業(yè)是我國社會經(jīng)濟領(lǐng)域的支柱性產(chǎn)業(yè)。PCB制造工藝的新工藝與新方法在高度集成化電子產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域的應用，可以在降低高度集成化電子產(chǎn)品核心產(chǎn)品品極需要的基礎(chǔ)上，降低電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，以便促進高度集成化電子產(chǎn)品的市場競爭力的提升。

1電子產(chǎn)品的市場需求

在中國的土地上，不管是城市還是農(nóng)村，電視、洗衣機和冰箱都是非常普及。冰箱、洗衣機等產(chǎn)品從開始普及到達到極值，這個時間過程中，外國大約花費二十年的時間普及，而中國只用了十五年時間。估計在今后的幾年內(nèi)，拉動電子產(chǎn)品消費的主要有這幾個方面：（1）汽車方面，伴隨電動汽車和混合動力車的普及，汽車領(lǐng)域方面正在迅速的實現(xiàn)電子化，在今后的發(fā)展中，為了追求汽車在使用時的安全性、舒適性和節(jié)能性，汽車的配備半導體將逐步在增加。（2）智能手機方面，對我們發(fā)展中的國家來說，對智能手機的普及還是有一定的發(fā)展空間，并且在使用上不在局限于通話功能，而是逐步實現(xiàn)更加高級的功能，由于在使用PCB時費用的增加，進而會帶動PCB消費增長，從而帶動經(jīng)濟效益的增長。（3）智能電網(wǎng)，在今后一段時間內(nèi)，智能電表、電力路由器和服務器的需求都將增大，智能電網(wǎng)將是大力推廣的基礎(chǔ)設(shè)施投資項目。預計到2020年，半導體在智能電網(wǎng)方面的消費額將從目前幾乎為零的狀態(tài)增加到1萬億。（4）醫(yī)療設(shè)備，估計今后在醫(yī)療機構(gòu)方面，半導體的需要也將從目前的專用設(shè)備轉(zhuǎn)向個人或者家庭，使用于疾病預防及疾病檢查所用產(chǎn)品，以及可在家庭內(nèi)自動檢查疾病的產(chǎn)品，包括用來保持健康或預防疾病的類似游戲的產(chǎn)品。

2?PCB的組成

它由裸板、導線、插座、邊接頭等組成。在電子設(shè)備中提供各種電子元器件的固定、裝配的機械支撐;實現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接（信號傳輸）或電絕緣，并提供所要求的電氣特性（如特性阻抗等）;為自動裝配提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。下面就對其做以簡略介紹。（1）裸板（PWB）：沒有安裝電器件的PCB，也稱為基板，選用絕緣、隔熱、不易彎曲的材質(zhì)制作。（2）導線：基板表面細小的線路，是用銅箔經(jīng)蝕刻處理制作而成，也稱作布線。通過與元器件接腳的接焊，使其固定在PCB上，并與PCB形成電路連接。（3）零件面與焊接面：在最基本的PCB上，零件都集中焊置在PCB的一個面上，導線集中在另一面。這兩個面分別被稱為零件面與焊接面。（4）圖標面：PCB上面印有文字與符號，標示零件位置的面，稱為圖標面，也作絲網(wǎng)印刷面。（5）插座：當PCB上的某些零件，需要在制作后也拆卸，則會用到插座。插座直接焊在板子上，易于零件的任意拆裝。（6）邊接頭：將兩塊PCB相互連結(jié)，通過裸露的銅墊進行電路連接，稱為邊接頭，俗稱金手指。邊接頭上的銅墊也是PCB布線的一部份。連接時，將PCB的邊接頭插入另一片PCB上相應的插槽即可。

3高度集成化電子產(chǎn)品PCB制造工藝的主要流程與注意事項

3.1單面板制作流程

一般情況下，單面板制作流程主要涉及到了覆箔板環(huán)節(jié)、下料環(huán)節(jié)、制模環(huán)節(jié)、洗凈烘干環(huán)節(jié)、曝光顯影、蝕刻、去膜、電器通斷檢測、清潔處理、網(wǎng)銀阻焊圖形處理、固化處理、網(wǎng)印標記符號處理、鉆孔處理、外形加工、清洗干燥、檢驗環(huán)節(jié)和包裝環(huán)節(jié)等多個環(huán)節(jié)。

3.2雙面板的基本制造工藝流程

近年來對于雙面板的典型制造工藝是裸銅覆阻焊膜法。裸銅覆阻焊膜法：裸銅覆阻焊膜法簡稱SMOBC法。這里主要介紹SMOBC工藝中的堵孔法的工藝流程。堵孔法的工藝流程雙面覆箔板-鉆孔-化學鍍銅-整板電鍍銅-堵孔-網(wǎng)印成像（正像）-蝕刻-去網(wǎng)印料、去堵孔料-清洗-阻焊圖形-插頭鍍鎳、鍍金-插頭貼膠帶-熱風整平-清洗-網(wǎng)印標記符號-外形加工-清洗干燥-成品檢驗-包裝-成品。

4電子產(chǎn)品PCB設(shè)計

由于表面貼裝元器件體積小，質(zhì)量輕，組裝密度高，能夠滿足自動化生產(chǎn)設(shè)備高密度，高精度的組裝要求，可實現(xiàn)電子產(chǎn)品體積小型化、功能多樣化的發(fā)展要求，因此，對PBC的設(shè)計提出了更高的要求。為了提高組裝質(zhì)量和生產(chǎn)效率，設(shè)計出更好的PBC，本文主要通過對CPB布局設(shè)計、布線設(shè)計、元器件間距設(shè)計和焊盤設(shè)計四方面來對PBC設(shè)計提出了更嚴格的要求：（一） 布局設(shè)計：（1）PCB外形長寬比和板面不宜過大，回流焊時容易產(chǎn)生翹曲變形，長寬比一般設(shè)置為3：2或4：3。（2）CPB上應有適應MST生產(chǎn)的定位孔、工藝邊和Mark點，定位孔和工藝邊方便夾持;Mark點有FcBMark點和cIMark點兩類，F(xiàn)cBMark點方便糾正FBC制作過程中產(chǎn)生的誤差，ICMark點保證貼裝精度。（3）元器件要均勻分布，平行排列，同類器件盡可能按相同的方向排列，便于貼裝、焊接和檢測。（4）元器件布局要滿足回流焊工藝間距要求，大功率元器件周圍布置熱敏等其它元器件時要有足夠的距離，低頻和高頻電路、低電位和高電位電路的元器件不能靠得太近。（5）多引腳元器件焊盤之間的短接處不允許直通，以免產(chǎn)生橋接。（二）布線設(shè)計：（l）通孔孔徑、過孔孔徑和焊盤尺寸之間應該有一定的比例，一般為1：2。（2）布線應短而直，應避免長距離平行走線，必要時采用跨接線，最小線距不應小于0.1mm。（3）低頻導線和公共地線布置在板邊緣，高頻線路放在板面中間，要設(shè)置地線。（4）導線不應有急彎或尖角，過渡部分宜用圓弧連接，輸入導線要遠離輸出導線，引出線要相對集中設(shè)置。（三）間距設(shè)計：（l）波峰焊工藝要略寬于回流焊工藝，PLCC之間為4二。（2）PLCC與片式元件、SOP、QFP之間為2.5二。（3）SOP之間，SOP與QFP之間為2二。（4）片式元件之間，SOT之間，SOP與片式元件之間為1.25。。4、焊盤設(shè)計：（l）焊盤設(shè)計主要包括矩形片式元件、小外形封裝和四方扁平封裝焊盤設(shè)計，PBC焊盤不僅與焊接后焊點強度有關(guān)，而且與焊接工藝，與元器件連接的可靠性有關(guān)。（2）矩形片式元件焊盤長度、寬度和間距主要和元件長度、寬度和高度有關(guān)。（3）小外形封裝和四方扁平封裝焊盤設(shè)計要注意焊盤中心距等于引腳中心距。

結(jié)語

PCB在電子產(chǎn)品中具有著至關(guān)重要的作用。與之相關(guān)的新的工藝方法的應用，有助于PCB制作研發(fā)意識的強化。高新集成單元在高效化、穩(wěn)定化的PCB重點應用，可以在降低競爭成本的基礎(chǔ)上，提升電子產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。在PCB制造領(lǐng)域，相關(guān)人員需要及時做好防護措施。對生產(chǎn)工藝所涉及到的一些注意事項進行明確，也有助于安全生產(chǎn)的開展。

參考文獻

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