PCB印制線路板流程及品質(zhì)管理分析

伍洋

（深圳市卓創(chuàng)通電子有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

PCB印制電路板主要在絕緣基材上建立元器件之間電氣連接，形成導(dǎo)電圖形與印制線路。在PCB電子設(shè)備生產(chǎn)過程中，PCB印制電路板是不可或缺的，它在集成電路電子元器件與電氣互聯(lián)方面也提供了技術(shù)上所要求的電氣特性如特性抗阻等等。

1 PCB印制電路板的制作概述

1.1 PCB印制電路板的基本概念

PCB印制電路板的原始材料一般為覆銅箔基板（基板），它屬于一種兩面都有銅質(zhì)材料的樹脂板，目前比較常用的板材帶好一般為FR-4。作為一種主要應(yīng)用于計算機、通信設(shè)備的高檔次電子產(chǎn)品，其對于板材的要求極高，首先FR-4是采用耐燃性板材結(jié)構(gòu)，在高溫下只會軟化、不會燃燒，其次它擁有Tg點，最后它的介電常數(shù)表現(xiàn)突出。這里所指代的Tg點被稱為“玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度點”，該溫度點關(guān)乎介電常數(shù)問題，可以描述物質(zhì)的電特性量，即在高頻線路中信號的節(jié)制損失必然與基板材料相關(guān)，所以當(dāng)介質(zhì)損失較大時，吸收高頻信號、轉(zhuǎn)變?yōu)闊嶙饔玫哪芰υ綇姟?/p>

1.2 PCB印制電路板的基板基本設(shè)計要素分析

PCB印制電路板中的基板材質(zhì)頗為豐富，主要包括了鍍金板、OSP板、化銀板、化錫板、化金板以及噴錫板。其中鍍金板的制作成本最高，且板材表現(xiàn)也最為穩(wěn)定，采用無鉛之制程技術(shù)流程，在某些高價值、高可靠度的電子產(chǎn)品中作為基板基礎(chǔ)材料而存在。其次是OSP板，它的制作成本最低，操作最簡便，需要修改設(shè)備制造流程條件以，普及重工性內(nèi)容。在采用該類板材過程中，需要進行高溫加熱并預(yù)覆蓋PAD保護膜，避免其焊錫性降低。如果基板在經(jīng)過二次回焊后其要配合展開一次DIP制程，確保有效解決DIP端焊接問題。在采用化銀板過程中，它基本保留了銀所具有的極強遷移性，一旦發(fā)生漏電情況則會出現(xiàn)“沉鍍銀”，如此可滿足無鉛制程要求，它的可焊接性壽命時間遠比OPS板更長。

2 PCB印制電路板的設(shè)計制作基本概念

PCB印制電路板在設(shè)計制作過程中涉及諸多概念內(nèi)容，其中就包括了“層”“過孔”“絲印層”“SMD”“焊盤”“飛線”等等。就以“層”為例，它能夠與許多軟件實現(xiàn)從圖、文、色彩等嵌套的有效融合，合成引入“層”，且“層”的概念并不虛擬，其印刷版材料中大量融入了各種銅箔層，可實現(xiàn)在電子線路元件中的有效密集安裝過程，在防干擾與布線層面都提出了特殊要求。就目前某些PCB印制電路板設(shè)計過程中就采用了“多層焊盤”與“布線層設(shè)置”相關(guān)概念，在布線完成以后確保諸多連線終端都能配置焊盤，并添加器件庫內(nèi)容，如此彰顯“層”的概念作用。在PCB印制電路板設(shè)計制作過程中選用多層次印版，它就可以關(guān)閉某些未用層，簡化設(shè)計制作流程。另外看飛線，它遵循自動布線技術(shù)流程，主要采用布線網(wǎng)絡(luò)連接，在調(diào)入元件過程中初步布局飛線命令，配合命令布局網(wǎng)絡(luò)連線的交叉狀況，同時調(diào)整元件位置，如此可獲得最大自動布線布通率。而在手工補償階段，則主要補償“飛線”第二層次，配合導(dǎo)線連通網(wǎng)絡(luò)，如此能夠保證PCB印制電路板大批量動線生產(chǎn)。在生產(chǎn)階段可以將飛線視為0歐阻值，稽核統(tǒng)一焊盤間距控制、設(shè)計電阻元件[1]。

3 PCB印制電路板的設(shè)計制作流程分析

PCB印制電路板的設(shè)計制作流程包含多點，首先是下料，在計算分析銅箔板厚度后調(diào)整加工尺寸，將大片板料切割成為不同規(guī)格要求的小塊板料，其工藝流程主要圍繞大料開料機臺、開料、圓角、洗板、下工序等等展開。在技術(shù)操作過程中首先規(guī)范自動開料機的檢查設(shè)定尺寸，避免出現(xiàn)開錯料情況，其次對內(nèi)層板開料后的加標(biāo)記內(nèi)容進行調(diào)整，避免出現(xiàn)混亂問題；最后要在搬運過程中避免擦花面板，防止氧化情況出現(xiàn)，同時在焗爐開機之前對溫度設(shè)定值進行檢查。

PCB印制電路板下料工藝流程，結(jié)合PCB印制電路板分析其下料工藝流程，明確設(shè)備價值作用，分析自動開料機的大料切割與細料分配過程。其中要采用到磨圓角機將板角尖端定性。另外要結(jié)合板機粉塵雜質(zhì)風(fēng)干處理過程進行分析，對焗爐爐板進行有效處理定性，并做好相應(yīng)標(biāo)記，提高設(shè)備生產(chǎn)應(yīng)用價值作用。當(dāng)然，考慮到PCB的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，它涉及的工藝范圍較廣，從簡單的機械加工到復(fù)雜的機械加工，有普通的化學(xué)反應(yīng)還有光化學(xué)電化學(xué)熱化學(xué)等工藝，計算機輔助設(shè)計CAM等多方面的知識。而且在生產(chǎn)過程中工藝問題很多而且會時時遇見新的問題而部分問題在沒有查清原因問題就消失了，由于其生產(chǎn)過程是一種非連續(xù)的流水線形式，任何一個環(huán)節(jié)出問題都會造成全線停產(chǎn)或大量報廢的后果，即印刷線路板如果報廢是無法回收再利用的。在此過程中需要創(chuàng)建元件庫，確保元件焊接多層板面，優(yōu)化元器互連幾何圖形有效優(yōu)化，同時建立多層板幾何特性分析機制，形成電原理圖與印制板上元件連線對應(yīng)關(guān)系。

在鉆孔設(shè)計制作過程中，需要在線路板上鉆通孔或者盲孔，并建立層層之間通道，其工藝流程中包含了雙面板，要在鉆孔過程中建立多層板，并設(shè)置Fixtur于機臺之上，檢查相關(guān)工序內(nèi)容，優(yōu)化設(shè)備用途，主要對鉆機線路板鉆孔問題進行分析。具體來講，就是要正確取拿鉆阻，搬運生產(chǎn)板避免污染鉆阻與線路板受到污染。同時建立拖板、摔板、板上齊板現(xiàn)象，避免出現(xiàn)線路板擦花問題。同時要對鉆阻孔徑、孔數(shù)、孔位置、內(nèi)層偏移多層板等等進行參數(shù)調(diào)整。另外，要做好沉銅操作，對孔內(nèi)非導(dǎo)體部分的無電鍍方式進行調(diào)整，發(fā)揮孔鍍上銅面的導(dǎo)通作用，配合電鍍方式加厚孔，體現(xiàn)工序中內(nèi)層壓板、鉆孔后電鍍化學(xué)操作方法應(yīng)用便捷性。主要來講就是采用全板電鍍方法來設(shè)計一次銅結(jié)構(gòu)，確保通孔導(dǎo)電銅一層厚度在0.2～0.6mm左右。在補足一次銅孔以及面銅線路厚度后，還需要有效增加電鍍銅附著力，確保形成線路上的scum剝離，確保咬銅線路上銅粗糙度控制到位，易于展開電鍍操作。在去除銅線路氧化膜過程中需要鍍二次銅，增加銅厚度[2]。

隨后進行綠漆操作，它主要是為了保護電路板上線路，避免出現(xiàn)刮傷所造成的短路、斷路現(xiàn)象問題，同時做好防焊工作。具體來講就是要在電路板上涂上一層保護膜，即防焊綠漆，如此可以達到美化面板的良好效果。其處理流程包括了前處理、涂布印刷、曝光、顯影、熱烘等等操作，主要將印刷過的綠漆油板浸入到熔錫之中，同時避免高速熱風(fēng)孔中填錫有效吹出，同時保留孔壁、板面上的一層焊錫。

在外形加工過程中，需要基于多片展開工作排版，按照客戶規(guī)格分切SLOT內(nèi)槽，做好切型、斜邊、清洗以及檢驗工作。然后進行E-Test電測試。如果對檢查板設(shè)計被進行測試，必須檢查板內(nèi)是否串短路、斷路問題，對于不良板需要及時分開處理。另外在出貨之前也要進行一次檢驗工作，配合E-T測試展開最終品質(zhì)檢驗，確保人員檢驗分類到位，同時檢測出貨品質(zhì)，強化檢驗品質(zhì)，即出貨檢驗[3]。

4 PCB印制電路板的質(zhì)量管理工作分析

確保電路獲得最佳性能，分析元器件布線與導(dǎo)線布設(shè)重要價值，同時建立符合抗干擾設(shè)計的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。例如在PCB質(zhì)量管理布局方面，需要首先了解PCB尺寸大小，如果PCB尺寸過大，印制線條過長，則阻抗相應(yīng)增加，抗噪聲能力逐漸降低，但生產(chǎn)成本會相應(yīng)增加。如果PCB尺寸過小，則會導(dǎo)致電子產(chǎn)品成本過小、散熱不佳、且容易受到臨近線條干擾。所以在確定PCB尺寸過程中需要確定特殊元件位置，有效減少分布參數(shù)相互之間干擾作用，同時印制般定位孔與固定支架位置。大體來說，要參考電路功能單元對電路全部元器件進行合理布局，滿足相關(guān)質(zhì)量管理要求：必須按照電路流程安排不同功能背景下電路單元的合理位置，對電路中的全部元器件進行合理布局，并滿足電路流程安排不同功能電路單元位置，確保高頻工作電路下元器件之間分布參數(shù)被有效考量，利用元器件平行排列，確保PCB印制電路板設(shè)計美觀，裝焊簡易化，同時展開批量生產(chǎn)過程。在電路板邊緣元器件控制方面，需要保證電路板邊緣≤2mm，同時將電路板的最佳形狀控制為矩形，長寬比控制在3:2以及4:3，同時充分考量電路板所受到的機械強度問題。

另外也要結(jié)合退耦電容配置PCB，確保印制電路板各個關(guān)鍵部位配置到位，形成一般配置原則，做好質(zhì)量管理工作。要在4～8個芯片上布置1～10pF電容，對于抗噪能力較弱、電源變換較大器件需要采用到RAM/ROM存儲器件，配合芯片電源線、地線建立直接接入退藕電容，同時配合RC電路來吸收放電電流。在CMOS輸入阻抗較高情況下，需要分析易受感應(yīng)問題，同時對接地端電源進行接正處理[4-5]。

5 結(jié)語

PCB印制線電路板在設(shè)計流程與品質(zhì)管理方面需要有效解決焊接工藝質(zhì)量問題，避免留下安全隱患，保證焊點最小距離控制在合理范圍內(nèi)，同時分析人工鉆孔與數(shù)控鉆孔等技術(shù)性問題，有效規(guī)避腐蝕不均勻問題。誠如本文中所論述，即應(yīng)該在多點技術(shù)內(nèi)容上進行有效把控，全面增大PCB印制線電路板的地線面積增大與抗干擾能力。