谁能告诉我PCB的生产流程?越详细越好。
PCB的作用是为一级元器件与其他必要的电子电路部件连接提供基础,形成具有特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中起着集成和连接所有功能的作用,所以当电子产品的功能出现故障时,PCB往往是第一个被质疑的。图1.1是电子封装层次结构示意图。
1.2 PCB的发展
1.早在1903之前,阿尔伯特·汉森先生就首次将“电路”的概念应用于电话交换系统。用金属箔剪成电路导体,粘在蜡纸上,上面还贴了一层蜡纸,就成了PCB机构的雏形。见图1.2。
2.到1936,Paul Eisner博士已经真正发明了PCB制造技术,并公布了多项专利。今天的印刷蚀刻(照片图像转移)技术是继承自其发明。
1.3 PCB类型和制造方法
材料、层和工艺多样化,以适应不同的电子产品及其特殊需求。下面总结一些一般的区别来简单介绍PCB的分类及其制造方法。
1.3.1 PCB类型
A.按材料划分
A.有机材料
酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、聚氨酯、BT/环氧等都属于它。
B.无机材料
铝、铜-因瓦铜、陶瓷等。都属于它。主要拿它的散热功能。
B.以成品的硬度来区分
A.刚性PCB
B.柔性板的柔性PCB见图1.3。
c软硬板刚挠PCB如图1.4所示。
C.按结构
D.按用途分:通讯/消耗性电子/军用/计算机/半导体/电测板,如图1.8bga .
另一种注塑立体PCB因为用的很少,这里就不介绍了。
1.3.2制造方法介绍
A.减法,其过程如图1.9所示。
b加性过程,可分为半加性和全加性过程,如图1.101.11。
C.为了应对IC封装的变化,还扩展了其他高级工艺。这张光盘只提了他们但没有介绍,因为很多还是机密,很难获取,或者成熟度不够。这张光盘以传统的负多层板制造工艺为主轴,深入浅出地介绍了各个制造工艺,以先进的技术理念探讨了未来PCB的走向。
2.3.1客户必须提供的数据:
电子厂或组装厂委托PCB车间生产裸板时,必须提供以下数据进行生产。预生产设计见表材料数据表。
上表中的数据是必须的项目,有时客户会提供一份样品、一份零件图、一份保证书(保证工艺中使用的原材料和耗材不含某些有毒物质)等。厂商应该自己判断这些额外数据的重要性,以免错失商机。
2.3.2.信息评论
面对如此多的数据,系统前设计工程师接下来的工作程序和要点如下。
A.评审客户的产品规格,是否能达到厂内过程能力,评审项目见收料过程能力检查表。
B.物料清单
根据以上数据,经审查分析,通过BOM的展开确定原材料的品牌、型号、规格。主要原料包括:基板(层压板)、薄膜(preg)、铜箔(阻焊膜)、文字油墨(图例)等。另外,客户对光洁度的要求会影响工艺的选择,当然也会有不同的材质要求和规格,比如软硬金,喷塑_ _,OSP等等。
表总结了可能影响客户规格中原材料选择的因素。
C.以上是对新数据的审核,审核后再做样品。如果是旧数据,审核前需要检查是否有ECO(工程变更单)。
D.排版
排版的尺寸选择会影响这个素材的盈利能力。因为承印物是主要的原材料成本(排版优化可以减少版材的浪费);正确的排版可以提高生产率,降低次品率。
有些工厂认为固定一定的工作尺寸就能满足最大的生产力,但是原材料成本增加很多。以下是一些需要考虑的方向:
一般生产成本,直接和间接原材料约占总成本的30~60%,包括基板、薄膜、铜箔、阻焊膜、干膜、钻头、重金属(铜、铅)、化学耗材等。这些原材料的消耗直接关系到排版尺寸是否合适。大部分电子厂在做电路布局的时候,都会做连续设计,让组装有最高的生产力。所以PCB厂的生产前设计师要和客户密切沟通,让连片排版的尺寸在排版成工作面板时能有最佳的利用率。要计算最合适的排版,必须考虑以下因素。
A.刀具的最少数量和基材的最大利用率(应考虑切割方法和磨边处理)。
b .铜箔、薄膜和干膜的尺寸应与工作面板的尺寸相匹配,以避免浪费。
C.工件之间的最小尺寸和用作工具或校准系统的板边缘的最小尺寸。
每个过程可能的最大尺寸限制或有效工作区域尺寸。
E.不同的产品结构有不同的生产工艺和不同的排版限制。比如金手指板的排版间距要大一些,要考虑方向,测试夹具或者测试顺序规定也不一样。更大的工作尺寸可以满足更大的生产率,但是原材料成本增加很多,设备的制造能力有待提高。如何达到一个平衡点,设计标准和工程师的经验很重要。
2.3.3开始设计。
所有数据核对无误后,开始分工设计:
A.在流程图通过数据审查分析得到确认后,设计工程师将决定最合适的工艺步骤。传统多层板的生产过程可以分为内层生产和外层生产两部分。以下图标供参考。参见图2.3和图2.4。
B.CAD/CAM操作
A.将Gerber数据输入所用的CAM系统,并在此时定义孔径和形状。目前很多PCB CAM系统都可以接受IPC-350格式。有些CAM系统可以生成外部NC路由文件,但一般PCB布局设计软件不生成该文件。有些专业软件可以直接设置参数输出程序,可以独立设置,也可以用NC路由器设置。
形状有圆形、方形和矩形,也有更复杂的形状,如内层的热垫。在开始设计的时候,首先要明确光圈代码和形状的关系,否则后续的一系列设计都无法进行。
B.设计时的检查表
根据检查表进行检查后,我们可以知道制造材料的可能产量和成本估计。
C.工作面板排版注意事项:
- PCB排版工程师会做一些辅助标记作为参考,帮助提醒或注意设计时的某些事项,所以在进入排版前一定要去掉。下表列出了几个项目及其影响。
-排版的尺寸选择会影响这个素材的盈利能力。因为承印物是主要的原材料成本(排版优化可以减少版材的浪费);正确的排版可以提高生产率,降低次品率。
有些工厂认为固定一定的工作尺寸就能满足最大的生产力,但是原材料成本增加很多。以下是一些需要考虑的方向:
一般生产成本,直接和间接原材料约占总成本的30~60%,包括基板、薄膜、铜箔、阻焊膜、干膜、钻头、重金属(铜、铅、金)、化学耗材等。这些原材料的消耗直接关系到排版尺寸是否合适。大部分电子厂在做电路布局的时候,都会做连续设计,让组装有最高的生产力。所以PCB厂的生产前设计师要和客户密切沟通,让连片排版的尺寸在排版成工作面板时能有最佳的利用率。要计算最合适的排版,必须考虑以下因素。
1.刀具数量最少,基材利用率最高(应考虑切割方式和磨边处理)。
2.铜箔、薄膜和干膜的尺寸应与工作面板的尺寸相匹配,以避免浪费。
3.工件之间的最小尺寸,以及用作工具或校准系统的板材边缘的最小尺寸。
4.每个流程可能的最大尺寸限制或有效工作区域尺寸。
5不同的产品结构有不同的生产工艺和不同的排版限制。比如金手指板的排版间距需要大且有方向性,其测试夹具或测试顺序也不同。
更大的工作尺寸可以满足更大的生产率,但是原材料成本增加很多,设备的制造能力有待提高。如何达到一个平衡点,设计标准和工程师的经验很重要。
-在工作面板的排版过程中,应考虑以下事项以使流程顺畅,并列出排版中的注意事项。
D.底片和程序:
-在CAM系统中完成编辑和排版后,底片图稿将在D代码文件的帮助下通过激光绘图仪绘制底片。要绘制的底片包括内部和外部布线、外部阻焊膜和文本底片。
随着线密度越来越高,公差要求越来越严格,底片的尺寸控制是目前很多PCB厂的一大课题。表是传统膜和玻璃膜的对比表。玻璃底片的比例一直在增加。薄膜制造商也在积极研究替代材料,以使尺寸稳定性更好。例如干铋金属膜。
一般来说,保存和使用传统底片应注意以下事项:
1.环境温度和相对温度的控制
2.取出新底片的预适应时间。
3.获取、传播和保存方法
4.放置或操作区域的清洁度
-程序
包括初级和二级钻孔程序以及形状布线程序,其中NC布线程序通常需要单独处理。
E.面向的设计。PCB布局工程师对PCB制造工艺及各工序注意事项了解不多,所以在布局线路时,只考虑电气、逻辑、尺寸等,很少考虑其他。因此,在PCB制造之前,设计工程师必须从生产率和产量的角度校正一些电路特性。例如,圆形连接焊盘被修改为泪珠形,如图2.5所示,以便在制造过程中一个孔错位时保持焊盘环的最小宽度。
但是,工程师在制造前所做的修正有时会影响客户产品的特性甚至性能,所以我们不得不谨慎。PCB工厂必须有一套根据厂内工艺特点编辑的规范,不仅可以提高产品良率和生产率,还可以作为与PCB线布局人员的沟通语言,如图2.6所示。
C.工具作业
参考AOI和电气测量网表文件..AOI从带公差的CAD参考文件中生成AOI系统可接受的数据,而电测网列表文件用于制作电测夹具。