PCB的誕生 PCB專業(yè)術(shù)語(yǔ)介紹

01 線路板簡(jiǎn)介 ? ? 撓性印制電路板

撓性印制電路板（FlexPrintCircuit，簡(jiǎn)稱“FPC”），是使用撓性的基材制作的單層、雙層或多層線路的印制電路板。它具有輕、薄、短、小、高密度、高穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)靈活的特點(diǎn)，除可靜態(tài)彎曲外，還能作動(dòng)態(tài)彎曲、卷曲和折疊等。

剛性印制電路板

剛性印制電路板(PrintedCircuieBoard，簡(jiǎn)稱“PCB”)，是由不易變形的剛性基板材料制成的印制電路板，在使用時(shí)處于平展?fàn)顟B(tài)。它具有強(qiáng)度高不易翹曲，貼片元件安裝牢固等優(yōu)點(diǎn)。

軟硬結(jié)合板

軟硬結(jié)合板（RigidFlex），是由剛撓和撓性基板有選擇的層壓在一起組成，結(jié)構(gòu)緊密，以金屬化孔形成電氣連接的特殊撓性印制電路板。它具有高密度、細(xì)線、小孔徑、體積小、重量輕、可靠性高的特點(diǎn)，在震動(dòng)、沖擊、潮濕環(huán)境下其性能仍很穩(wěn)定?？扇崆?，立體安裝，有效利用安裝空間，被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中。剛－柔結(jié)合板會(huì)更多地用于減少封裝的領(lǐng)域，尤其是消費(fèi)領(lǐng)域。

02 線路板材料介紹

導(dǎo)電介質(zhì)：銅（CU）

﹣銅箔:壓延銅(RA)、電解銅(ED)、高延展性電解銅(HTE)

﹣厚度:1/4OZ、1/3OZ、1/2OZ、1OZ、2OZ,此為較常見(jiàn)的厚度

﹣OZ（盎司）：銅箔厚度單位；1OZ = 1.4 mil

絕緣層

聚酰亞胺(Polyimide)、聚脂（Polyester）、聚乙稀萘（PEN）

﹣較常用的為聚酰亞胺(簡(jiǎn)稱“PI”)

﹣PI厚度:1/2mil、1mil、2mil,此為較常見(jiàn)的厚度

﹣1 mil = 0.0254mm = 25.4um = 1/1000 inch

接著劑(Adhesive)

環(huán)氧樹(shù)脂系、壓克力系

﹣較為常用的是環(huán)氧樹(shù)脂系,厚度跟據(jù)不同生產(chǎn)廠家的不同而不定

覆銅板(Cucladlaminates,簡(jiǎn)稱“CCL”)

﹣單面覆銅板：3LCCL（有膠）、2LCCL（無(wú)膠）

﹣雙面覆銅板：3LCCL（有膠）、2LCCL（無(wú)膠）

覆蓋膜(Coverlay ,簡(jiǎn)稱“CVL”)

由絕緣層和接著劑構(gòu)成，覆蓋于導(dǎo)線上，起到保護(hù)和絕緣的作用。具體的疊層結(jié)構(gòu)如下。

導(dǎo)電銀箔：電磁波防護(hù)膜

﹣類型：SF-PC6000（黑色,16um）

﹣優(yōu)越性：超薄、滑動(dòng)性能與撓曲性能佳、適應(yīng)高溫回流焊、良好的尺寸穩(wěn)定性。

常用的為SF-PC6000,疊層結(jié)構(gòu)如下:

03 Rigid-Flex疊構(gòu)展示

04 線路板制作流程

開(kāi)料：裁剪 Cutting／Shearing

機(jī)械鉆孔CNCDrilling

鍍通孔PlatingThroughHole

DES制程

（1）貼膜（貼干膜）

（2）曝光

作業(yè)環(huán)境：黃光

作業(yè)目的：通過(guò)UV光照射和菲擋，菲林透明的地方和干膜發(fā)生光學(xué)聚合反應(yīng)，菲林是棕色的地方，UV光無(wú)法穿透，菲林不能和其對(duì)應(yīng)的干膜發(fā)生光學(xué)聚合反應(yīng)。

（3）顯影

作業(yè)溶液：Na2CO3（K2CO3)弱堿性溶液

作業(yè)目的：用弱堿性溶液作用，將未發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜部分清洗掉。

（4）蝕刻

作業(yè)溶液：酸氧水：HCl+H2O2

作業(yè)目的：利用藥液將顯影后露出的銅蝕刻掉，形成圖形轉(zhuǎn)移。

(5)剝膜

作業(yè)溶液：NaOH強(qiáng)堿性溶液

AOI

主要設(shè)備:AOI、VRS系統(tǒng)

已形成線路的銅箔要經(jīng)過(guò)AOI系統(tǒng)掃描檢測(cè)線路缺失。標(biāo)準(zhǔn)線路圖像信息以數(shù)據(jù)形 式存儲(chǔ)于AOI主機(jī)中，通過(guò)CCD光學(xué)取像頭將銅箔上線路信息掃描進(jìn)入主機(jī)與存儲(chǔ)之標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，有異常時(shí)異常點(diǎn)位置會(huì)被編號(hào)記錄傳輸?shù)絍RS主機(jī)上.。VRS上會(huì)對(duì)銅箔進(jìn)行300倍放大，依照事先記錄的缺點(diǎn)位置依次顯示,通過(guò)操作人員判斷其是否為真缺點(diǎn)，對(duì)于真缺點(diǎn)會(huì)在缺點(diǎn)位置用水性筆作記號(hào)。以方便后續(xù)作業(yè)人員對(duì)缺點(diǎn)分類統(tǒng)計(jì)以及修補(bǔ)。

作業(yè)人員利用150倍放大鏡判斷缺點(diǎn)類型，分類統(tǒng)計(jì)形成品質(zhì)報(bào)告，并反饋到前制程以方便改善措施之及時(shí)執(zhí)行。由于單面板缺點(diǎn)較少，成本較低，難于使用AOI判讀，所以使用人工肉眼直接檢查。

假貼

保護(hù)膜作用：

1）絕緣、抗焊錫作用；

2）保護(hù)線路；

3）增加軟板的可撓性等作用。

熱壓合

作業(yè)條件：高溫高壓

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表面處理

熱壓完后，需對(duì)銅箔裸露的位置進(jìn)行表面處理。

絲印

主要設(shè)備：網(wǎng)印機(jī)，烤箱，UV干燥機(jī).網(wǎng)版制版設(shè)備通過(guò)網(wǎng)印原理將油墨轉(zhuǎn)到產(chǎn)品上.主要印刷產(chǎn)品批號(hào),生產(chǎn)周期,文字,黑色遮蔽,簡(jiǎn)單線路等內(nèi)容.通過(guò)定位PIN將產(chǎn)品與網(wǎng)版定位,通過(guò)刮刀壓力將油墨擠壓到產(chǎn)品上。

網(wǎng)版為文字和圖案部分部分開(kāi)通,無(wú)文字或圖案部分被感光乳劑封死油墨無(wú)法漏下。印刷完畢后,進(jìn)入烤箱烘干,文字或圖案印刷層就緊密結(jié)合在產(chǎn)品表面。一些特殊產(chǎn)品要求有部分特殊線路,如單面板上增加少許線路實(shí)現(xiàn)雙面板功能,或是雙面板增加一層遮蔽層都必須通過(guò)印刷實(shí)現(xiàn)。如油墨為UV干燥型油墨,則必須使用UV干燥機(jī)干燥.常見(jiàn)問(wèn)題:漏印、污染、缺口、突起、脫落等。

測(cè)試（O/S檢測(cè)）

測(cè)試治具＋測(cè)試軟件對(duì)線路板進(jìn)行功能全檢

沖制

相應(yīng)的外形膜具：刀膜、激光切割、蝕刻膜、簡(jiǎn)易鋼模、鋼模

加工組合

加工組合即根據(jù)客戶要求組裝配料，如要求供應(yīng)商組合的有:

A.不銹鋼補(bǔ)強(qiáng)

B.鈹銅片/磷銅片/鍍鎳鋼片補(bǔ)強(qiáng)

C.FR4補(bǔ)強(qiáng)

D.PI補(bǔ)強(qiáng)

檢驗(yàn)

檢驗(yàn)項(xiàng)目：外觀、尺寸、可靠性

檢測(cè)工具：二次元、千分尺、卡尺、放大鏡﹑錫爐﹑拉力

包裝

作業(yè)方式：

１．塑膠袋+紙板

２．低粘著包材

３．制式真空盒

４．專用真空盒（抗靜電等級(jí)）

雙面PCB板制作流程圖

軟硬結(jié)合板制作流程圖

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PCB專業(yè)術(shù)語(yǔ)

PCB的誕生

在PCB出現(xiàn)之前，電路是通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的接線組成的，這種方法的可靠性很低，因?yàn)殡S著電路的老化，線路的破裂會(huì)導(dǎo)致線路節(jié)點(diǎn)的斷路或者短路。

繞線技術(shù)是電路技術(shù)的一個(gè)重大進(jìn)步，這種方法通過(guò)將小口徑線材繞在連接點(diǎn)的柱子上，提升了線路的耐久性以及可更換性。

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當(dāng)電子行業(yè)從真空管、繼電器發(fā)展到硅半導(dǎo)體以及集成電路的時(shí)候，電子元器件的尺寸和價(jià)格也在下降。電子產(chǎn)品越來(lái)越頻繁的出現(xiàn)在了消費(fèi)領(lǐng)域，促使廠商去尋找更小以及性價(jià)比更高的方案，于是，PCB誕生了。

PCB的組成

PCB的基材一般都是玻璃纖維，大多數(shù)情況下，PCB的玻璃纖維基材一般就指FR4這種材料，F(xiàn)R4這種固體材料給予了PCB硬度和厚度。除了FR4這種基材外，還有柔性高溫塑料(聚酰亞胺或類似)上生產(chǎn)的柔性電路板等等。

PCB看上去像多層蛋糕或者千層面--制作中將不同的材料的層，通過(guò)熱量和粘合劑壓制到一起。

PCB的基材

PCB的基材一般都是玻璃纖維，大多數(shù)情況下，PCB的玻璃纖維基材一般就指FR4這種材料，F(xiàn)R4這種固體材料給予了PCB硬度和厚度。除了FR4這種基材外，還有柔性高溫塑料(聚酰亞胺或類似)上生產(chǎn)的柔性電路板等等。

廉價(jià)的PCB和洞洞板(見(jiàn)上圖)是由環(huán)氧樹(shù)脂或酚這樣的材料制成，缺乏 FR4那種耐用性，但是卻便宜很多，當(dāng)在這種板子上焊接?xùn)|西時(shí)，將會(huì)聞到很大的異味。

這種類型的基材，常常被用在很低端的消費(fèi)品里面，酚類物質(zhì)具有較低的熱分解溫度，焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致其分解碳化，并且散發(fā)出難聞的味道。

銅箔

接下來(lái)介紹是很薄的銅箔層，生產(chǎn)中通過(guò)熱量以及黏合劑將其壓制到基材上面，在雙面板上，銅箔會(huì)壓制到基材的正反兩面。在一些低成本的場(chǎng)合，可能只會(huì)在基材的一面壓制銅箔，當(dāng)我們提及到”雙面板“或者”兩層板“的時(shí)候，指的是我們的千層面上有兩層銅箔。當(dāng)然，不同的PCB設(shè)計(jì)中，銅箔層的數(shù)量可能是1層這么少，或者比16層還多。

銅層的厚度種類比較多，而且是用重量做單位的，一般采用銅均勻的覆蓋一平方英尺的重量(盎司oz)來(lái)表示。大部分PCB的銅厚是1oz，但是有一些大功率的PCB可能會(huì)用到2oz或者3oz的銅厚，將盎司(oz)每平方英尺換算一下，大概是 35um或者1.4mil的銅厚。

阻焊

在銅層上面的是阻焊層，這一層讓PCB看起來(lái)是綠色的或者是SparkFun的紅色。阻焊層覆蓋住銅層上面的走線，防止PCB上的走線和其他的金屬、焊錫或者其它的導(dǎo)電物體接觸導(dǎo)致短路。

阻焊層的存在，使大家可以在正確的地方進(jìn)行焊接 ，并且防止了焊錫搭橋。

如上圖所示，我們可以看到阻焊覆蓋了PCB的大部分，包括走線，但是露出了銀色的孔環(huán)以及SMD焊盤以方便焊接，一般來(lái)說(shuō)，阻焊都是綠色的，但幾乎所有的顏色可以用來(lái)做阻焊。

絲印

在阻焊層上面，是白色的絲印層，在PCB的絲印層上印有字母、數(shù)字以及符號(hào)，這樣可以方便組裝以及指導(dǎo)大家更好地理解板卡的設(shè)計(jì)。我們經(jīng)常會(huì)用絲印層的符號(hào)標(biāo)示某些管腳或者LED的功能等，絲印層是最最常見(jiàn)的顏色是白色，同樣，絲印層幾乎可以做成任何顏色。黑色，灰色，紅色甚至是黃色的絲印層并不少見(jiàn)，然而，很少見(jiàn)到單個(gè)板卡上有多種絲印層顏色。

術(shù)語(yǔ)

現(xiàn)在你知道了PCB的結(jié)構(gòu)組成，下面我們來(lái)看一下PCB相關(guān)的術(shù)語(yǔ)吧。

孔環(huán)：PCB上的金屬化孔上的銅環(huán)。

DRC：設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，一個(gè)檢查設(shè)計(jì)是否包含錯(cuò)誤的程序，比如走線短路，走線太細(xì)，或者鉆孔太小。

鉆孔命中：用來(lái)表示，設(shè)計(jì)中要求的鉆孔位置和實(shí)際的鉆孔位置的偏差，鈍鉆頭導(dǎo)致的不正確的鉆孔中心是PCB制造里的普遍問(wèn)題。

如上圖所示，就是不是太準(zhǔn)確的drill hit示意圖。

金手指：在板卡邊上裸露的金屬焊盤，一般用做連接兩個(gè)電路板，比如計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展模塊的邊緣、內(nèi)存條以及老的游戲卡。

郵票孔：除了V-Cut外，另一種可選擇的分板設(shè)計(jì)方法，用一些連續(xù)的孔形成一個(gè)薄弱的連接點(diǎn)，就可以容易將板卡從拼版上分割出來(lái)。

焊盤：在PCB表面裸露的一部分金屬，用來(lái)焊接器件。

拼板：一個(gè)由很多可分割的小電路板組成的大電路板，自動(dòng)化的電路板生產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)小板卡的時(shí)候經(jīng)常會(huì)出問(wèn)題，將幾個(gè)小板卡組合到一起，可以加快生產(chǎn)速度。

鋼網(wǎng)：一個(gè)薄金屬模板也可以是塑料，在組裝的時(shí)候，將其放在PCB上讓焊錫透過(guò)某些特定部位。

Pick-and-place：將元器件放到線路板上的機(jī)器或者流程。

平面：線路板上一段連續(xù)的銅皮，一般是由邊界來(lái)定義而不是路徑，也稱作覆銅。

金屬化過(guò)孔：PCB上的一個(gè)孔，包含孔環(huán)以及電鍍的孔壁，金屬化過(guò)孔可能是一個(gè)插件的連接點(diǎn)，信號(hào)的換層處，或者是一個(gè)安裝孔。

FABFM PCB上的一個(gè)插件電阻，電阻的兩個(gè)腿已經(jīng)穿過(guò)了PCB的過(guò)孔，電鍍的孔壁可以使PCB正反兩面的走線連接到一起。

Pogo pin：指的是一個(gè)彈簧支撐的臨時(shí)接觸點(diǎn)，一般用作測(cè)試或燒錄程序。

回流焊：將焊錫融化，使焊盤(SMD)和器件管腳連接到一起。

開(kāi)槽：指的是PCB上，任何不是圓形的洞，開(kāi)槽可以電鍍也可以不電鍍，由于開(kāi)槽需要額外的切割時(shí)間，有時(shí)會(huì)增加板卡的成本。

注意: 由于開(kāi)槽的刀具是圓形的，開(kāi)槽的邊緣不能完全做成直角。

錫膏層：在往PCB上放置元器件之前，會(huì)通過(guò)鋼網(wǎng)在表貼器件的焊盤上形成的一定厚度的錫膏層。在回流焊過(guò)程中，錫膏融化，在焊盤和器件管腳間建立可靠的電氣和機(jī)械連接。

在放置元器件之前，PCB上短暫的錫膏層，記得去了解一下鋼網(wǎng)的定義。

焊錫爐：焊接插件的爐子，一般里面有少量的熔融的焊錫，板卡在上面迅速的通過(guò)，就可以將暴露的管腳上錫焊接好。

阻焊：為了防止短路、腐蝕以及其它問(wèn)題，銅上面會(huì)覆蓋一層保護(hù)膜。

連錫：器件上的兩個(gè)相連的管腳，被一小滴焊錫錯(cuò)誤的連接到了一起。

表面貼裝：一種組裝的方法，器件只需要簡(jiǎn)單的放在板卡上，不需要將器件管腳穿過(guò)板卡上的過(guò)孔。

熱焊盤：指的是連接焊盤到平面間的一段短走線，如果焊盤沒(méi)有做恰當(dāng)?shù)纳嵩O(shè)計(jì)，焊接時(shí)很難將焊盤加熱到足夠的焊接溫度，不恰當(dāng)?shù)纳岷副P設(shè)計(jì)，會(huì)感覺(jué)焊盤比較黏，并且回流焊的時(shí)間相對(duì)比較長(zhǎng)。

在左邊，焊盤通過(guò)兩個(gè)短走線(熱焊盤)連接到地平面，在右邊，過(guò)孔直接連接到地平面，沒(méi)有采用熱焊盤。

走線：在電路板上，一般連續(xù)的銅的路徑。

一段連接復(fù)位點(diǎn)和板卡上其它地方的細(xì)走線，一個(gè)相對(duì)粗一點(diǎn)的走線連接了5V電源點(diǎn)。

V-score：將板卡進(jìn)行一條不完全的切割，可以將板卡通過(guò)這條直線折斷。

過(guò)孔：在板卡上的一個(gè)洞，一般用來(lái)將信號(hào)從一層切換到另外一層。塞孔指的是在過(guò)孔上覆蓋阻焊，以防被焊接，連接器或者器件管腳過(guò)孔，因?yàn)樾枰附?，一般不?huì)進(jìn)行塞孔。

同一個(gè)PCB上塞孔的正反兩面，這個(gè)過(guò)孔將正面的信號(hào)，通過(guò)在板卡上的鉆孔，傳輸?shù)搅吮趁妗?/p>

波峰焊：一個(gè)焊接插件器件的方法，將板卡勻速的通過(guò)一個(gè)產(chǎn)生穩(wěn)定波峰的熔融焊錫爐，焊錫的波峰會(huì)將器件管腳和暴露的焊盤焊接到一起。

編輯：黃飛

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