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PCBA是英文Printed Circuit Board +Assembly 的简称,也就是说PCB空板经过SMT上件,或经过DIP插件的整个制程,简称PCBA .这是国内常用的一种写法,而在欧美的标准写法是PCB'A,加了“'”,这被称之为官方习惯用语。

中文名PCBA

外文名Printed Circuit Board +Assembly

PCB空板经SMT上件或DIP插件本    质

基    材电木板、玻璃纤维板

金属涂层  铜 锡 金 镍


电路板

印刷电路板,又称印制电路板,印刷线路板,常使用英文缩写PCB(Printed circuit board),是重要的电子部件,是电子元件的支撑体,是电子元器件线路连接的提供者。由于它是采用电子印刷技术制作的,故被称为“印刷”电路板。

在印制电路板出现之前,电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路。现在,电路面包板只是作为有效的实验工具而存在,而印刷电路板在电子工业中已经成了占据了绝对统治的地位。20世纪初,人们为了简化电子机器的制作,减少电子零件间的配线,降低制作成本等优点,于是开始钻研以印刷的方式取代配线的方法。三十年间,不断有工程师提出在绝缘的基板上加以金属导体作配线。而最成功的是1925年,美国的Charles Ducas 在绝缘的基板上印刷出线路图案,再以电镀的方式,成功建立导体作配线。

直至1936年,奥地利人保罗·爱斯勒(Paul Eisler)在英国发表了箔膜技术,他在一个收音机装置内采用了印刷电路板;而在日本,宫本喜之助以喷附配线法“メタリコン法吹着配线方法(特许119384号)”成功申请专利。[2]而两者中Paul Eisler 的方法与现今的印刷电路板最为相似,这类做法称为减去法,是把不需要的金属除去;而Charles Ducas、宫本喜之助的做法是只加上所需的配线,称为加成法。虽然如此,但因为当时的电子零件发热量大,两者的基板也难以配合使用[1],以致未有正式的实用作,不过也使印刷电路技术更进一步。


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基材


基材普遍是以基板的绝缘部分作分类,常见的原料为电木板、玻璃纤维板,以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以玻璃纤维、不织物料、以及树脂组成的绝缘部分,再以环氧树脂和铜箔压制成“黏合片”(prepreg)使用。

而常见的基材及主要成份有:

FR-1 ──酚醛棉纸,这基材通称电木板(比FR-2较高经济性)

FR-2 ──酚醛棉纸,

FR-3 ──棉纸(Cotton paper)、环氧树脂

FR-4 ──玻璃布(Woven glass)、环氧树脂

FR-5 ──玻璃布、环氧树脂

FR-6 ──毛面玻璃、聚酯

G-10 ──玻璃布、环氧树脂

CEM-1 ──棉纸、环氧树脂(阻燃)

CEM-2 ──棉纸、环氧树脂(非阻燃)

CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂

CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂

CEM-5 ──玻璃布、多元酯

AIN ──氮化铝

SIC ──碳化硅

金属涂层

编辑

金属涂层除了是基板上的配线外,也就是基板线路跟电子元件焊接的地方。此外,不同的金属也有不同的价钱,不同的会直接影响生产的成本;不同的金属也有不同的可焊性、接触性,也有不同的电阻阻值,也会直接影响元件的效能。

常用的金属涂层有:铜  锡

厚度通常在5至15μm[4]

铅锡合金(或锡铜合金)即焊料,厚度通常在5至25μm,锡含量约在63%

金一般只会镀在接口

银一般只会镀在接口,或以整体也是银的合金

线路设计

  印制电路板的设计是以电子电路图为蓝本,实现电路使用者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要内部电子元件、金属连线、通孔和外部连接的布局、电磁保护、热耗散、串音等各种因素。优秀的线路设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现,但复杂的线路设计一般也需要借助计算机辅助设计(CAD)实现,而著名的设计软件有Protel、OrCAD、PowerPCB、FreePCB等。

基本制作


根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。

减去法(Subtractive),是利用化学品或机械将空白的电路板(即铺有完整一块的金属箔的电路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的电路。

丝网印刷:把预先设计好的电路图制成丝网遮罩,丝网上不需要的电路部分会被蜡或者不透水的物料覆盖,然后把丝网遮罩放到空白线路板上面,再在丝网上油上不会被腐蚀的保护剂,把线路板放到腐蚀液中,没有被保护剂遮住的部份便会被蚀走,最后把保护剂清理。

感光板:把预先设计好的电路图制在透光的胶片遮罩上(最简单的做法就是用打印机印出来的投影片),同理应把需要的部份印成不透明的颜色,再在空白线路板上涂上感光颜料,将预备好的胶片遮罩放在电路板上照射强光数分钟,除去遮罩后用显影剂把电路板上的图案显示出来,最后如同用丝网印刷的方法一样把电路腐蚀。

刻印:利用铣床或雷射雕刻机直接把空白线路上不需要的部份除去。


加成法(Additive),现在普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上,覆盖光阻剂(D/F),经紫外光曝光再显影,把需要的地方露出,然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规格,再镀上一层抗蚀刻阻剂-金属薄锡,最后除去光阻剂(这制程称为去膜),再把光阻剂下的铜箔层蚀刻掉。

积层法

积层法是制作多层印刷电路板的方法之一。是在制作内层后才包上外层,再把外层以减去法或加成法所处理。不断重复积层法的动作,可以得到再多层的多层印刷电路板则为顺序积层法。

内层制作

积层编成(即黏合不同的层数的动作)

积层完成(减去法的外层含金属箔膜;加成法)

钻孔

减去法

Panel电镀法

全块PCB电镀

在表面要保留的地方加上阻绝层(resist,防以被蚀刻)

蚀刻

去除阻绝层

Pattern电镀法

在表面不要保留的地方加上阻绝层

电镀所需表面至一定厚度

去除阻绝层

蚀刻至不需要的金属箔膜消失

加成法

令表面粗糙化

完全加成法(full-additive)

在不要导体的地方加上阻绝层

以无电解铜组成线路

部分加成法(semi-additive)

以无电解铜覆盖整块PCB

在不要导体的地方加上阻绝层

电解镀铜

去除阻绝层

蚀刻至原在阻绝层下无电解铜消失

增层法

增层法是制作多层印刷电路板的方法之一,顾名思义是把印刷电路板一层一层的加上。每加上一层就处理至所需的形状。

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