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6 添加各种定位孔
7 生成数控钻床钻孔资料和铣外形资料 8 生成光板测试模板钻孔资料和网络表 9 计算导体铜箔的面积
照相制版的计算机辅助制造技术实用化是由CAM软件和激光绘图机共同完成的。 5、重氮片
重氮片是一种非银盐感光材料,是将一层非常薄的含有重氮盐的光敏物质及有色染料耦合剂和酸性稳定剂,涂复在聚酯基片上构成的。 氮片成为主要生产片的优点:
①分辨率高。重氮盐的分子颗粒只有1.5毫微米,其分辨率可以达到1000线/mm。 ②明室操作。重氮片的感光波长范围是紫外光(300—450毫微米),感光速度比干膜慢5—10倍,可以在普通灯光线下曝光和显影。
③显影方便。通常在60—66℃的氨水蒸汽中显影,不需定影,没有过显影问题。显影时底片最少要经过显影机两次,以保证完全显影;显影后不需要再经冲洗或干燥。 ④容易对位。重氮底片一般透可见光,可以透过底片与钻过孔的印制板直接对准。 (2)重氮片使用注意事项:
①重氮片在未曝光前,不应长时间曝露在含氨的空气中。 ②重氮片在未显影前,不要长时间曝露在灯光下。
③重氮片和重氮底版在保管和使用时,绝对不能接触乙醇等有机溶剂。 ④重氮底版修版时,应用专用的修版料,否则会不遮光或易脱落。 ⑤重氮片显影时,温度不能太高。 6、照相底版的检验
(1)照相底版的检测一般采用目检 照相底版的外观检验。应用肉眼(标准视力,正常色感)在最有利的观察距离和合适的照明下,不用放大进行检验。定性检查照相原版的标记、外观、工艺质量和图形等。 细节和细节的尺寸检验。细节检验一般使用线性放大约10倍或10倍以上的光学仪器,使用透射光检查是否有导线缺陷和导线间是否有脏点。细节尺寸检验应使用带有测量刻度并可进行读数的线性放大约10倍或线性放大约100倍的专用光学仪器,仪器的测量误差不能大于5%,在检验大于25毫米距离的尺寸时,可以使用带有精密刻度的网格玻璃板。 光密度的检验。光密度指透射光密度,检验时可以使用普通光密度计测量透明部分和不透明部分,测量面积为1mm直径。 (2)照相底版的尺寸稳定性 环境温度和相对湿度是影响照相底片尺寸变化的两个主要因素,底片的尺寸越大,总偏差就越大。
①底片尺寸变化与温、湿度的关系 保持偏差在1mil(0.0254mm)的底片尺寸 温度变化范围 相对湿度变化范围 10″ 254mm ±4℃ ±9% 20″ 508mm ±2℃ ±4.5% 30″ 762mm ±1℃ ±3% 40″ 1016mm ±1℃ ±2% 注:如果环境温度和相对湿度同时发生变化,则表中保持偏差在1mil内的底片尺寸应减小一半。厚胶片(0.175mm—0.25mm)对环境变化的敏感程度比薄胶片(0.1mm)小一些。 ②未开封的原装底片,应保持在相对湿度50%,温度20℃的条件下储存和运输。
③底片使用之前,应对底片作尺寸稳定处理,即:将底片开封,去除内包装,使之与环境空气接触24小时以上。底片曝光、冲洗后,也应对底片作尺寸稳定处理,使其尺寸恢复到偏差允许范围内。
④使用照相原版复制生产底片时,应先检查照相原版的尺寸,复制完成后再对复制的每一张底片进行检查,在环境中放置一段时间,以保证底片的尺寸稳定。复制过程中如使用了“中介底片”则必须保证中介底片在恢复到所要求的尺寸范围内后,再翻制下一代底片。 ⑤使用生产底片晒像生产时,由于灯光的热度,在多次曝光后。也可能使胶片变形,就应停止使用已经变形的底片,待其尺寸恢复后再用。晒像定位应尽量采用四槽定位,在底片发生变形时,可以使尺寸偏差向四面分散。 第三章 多层板压合 概述 1、多层板的优点:
(1)装配密度高、体积小、重量轻; (2)各组件(包括元器件)间的联机减少,提高了可靠性; (3)可以增加布线层,从而加大了设计的灵活性; (4)能构成具有一定阻抗的电路; (5)可形成高速传输电路; (6)安装简单、可靠性高。 (7)可设置电路、磁路屏蔽层,可设置金属芯散热层以满足屏蔽、散热等特种功能需要; 2、多层板的缺点: 造价高;(2)技术难度大;(3)周期长;(4)需高可靠性的检测手段。 3、多层板制造工艺的独特方面 专用材料;(2)定位系统;(3)层压;(4)钻孔和去环氧腻污。 二、多层板专用材料 1、薄覆铜板层压板 主要是指用于制作多层印制板的聚酰亚胺/玻璃、BT树脂/玻璃、氰酸酯/玻璃、环氧/玻璃等类型的薄覆铜箔层压板。它与一般双面板相比,具有以下特色: 厚度公差更严; 尺寸稳定性要求更严、更高,裁剪方向的一致性要注意; 薄覆铜箔层压板强度低,易损伤折断,在操作和储运中需格外小心; 多层板的薄线路板总表面积大,其吸潮能力比双面板大得多,要求材料在储存中应加强除湿、防潮措施,在其后的层压、焊接和存放中亦应如此。 2、多层板用预浸渍材料(俗称半固化片或粘结片) 预浸渍材料是由树脂和载体构成的一种片状材料,其中的树脂是处于B-阶段。 多层板用半固化片必须具有: 均匀的树脂含量; 非常低的挥发物含量; 能控制的树脂动态粘度; 均匀、适宜的树脂流动性; 符合规定的凝胶时间。 外观质量 应平整、无油污、无外来杂质或其它缺陷、无破裂和过多的树脂粉末,但允许有龟裂纹。 特性
1 层压前的特性 树脂含量(%) 流动性(%):≤20%无流动型、21~30%低流动型、31~45%中流动型、>50%高 流动型 挥发物含量(%)
凝胶时间(S):A(20~60秒)、B(61~100秒)、C(101~150秒)、D(151~ 200秒)
2 层压后的特性是指3 按生产厂推荐的工艺参数压制成标4 称厚度为0.8mm的层压板的电气、热冲击和可燃性等项特性。
5 选择半固化片的原则:在层压时树脂能填满印制导线间的空隙;能在层压中排除叠片间空气和挥发物;能为多层板提供必须的树脂/玻璃布比率为基础,同6 时要考虑到层压板尺寸、布线密度、层数和厚度等实际情况。 A.预固化程度低的树脂,其原始粘度也小,受压后易外溢; B.层压时挥发物将因受热而从树脂中逸出,并推动树脂一起外流; C.层压时树脂的流失(B%)与半固化片的原始树脂净厚度(h。)和层压时某一瞬间的树脂净厚度(h)有如下关系:B=(1-h/h。)×100% D.当树脂熔融粘度低时,粘结层的厚度主要是由玻璃布的厚度决定的;在树脂熔融粘度高时,粘结层的最终厚度主要是由半固化片中的可流树脂量来决定的。 半固化片的存放
7 温度在10~21℃范围内 8 湿度对半固化片的影响 A.在大气环境中存放将会使半固化的挥发物含量增加。 B.在相对湿度为20~40%下存放时,流动性稍有增加;在相对湿度为40~70%下存放时,流动性大幅度增加;在相对湿度为70~90%下存放时,流动性仅有轻微的增加趋势;在相对湿度为90%下只需放置15分钟,流动性就会显著增加,再继续延长存放时间,增值就不明显了。 C.粘性时间短(B阶程度高)的半固化片,其流动性对湿度的敏感性也大;粘性时间长(B阶程度低)的半固化片湿度对其的影响也小。 D.湿度对凝胶时间的影响不大,常为±5秒的测量误差所掩盖。 使用注意事项
①进行层压时,操作者必须戴上洁净的棉纱手套或尼龙手套,以防止手沾污粘合面。 ②由折叠造成玻璃布断裂,层压中半固化片将会由于树脂的高压流动而从断裂处被整个撕裂,此种半固化片严禁使用。
③批号不同的半固化片不能混合使用,除非它们具有相同的预固化、流动性。 三、定位系统 电路图形的定位系统贯穿于多层照相底版制作、图形转移、层压和钻孔等工艺步骤,有销钉定位和无销钉定位两种方式。整个定位系统的定位精度应争取高于±0.05mm,其定位原理为:两点定线、三点可定面。 1、影响多层板间定位精度的主要因素有: 照相底版的尺寸稳定性; 基板的尺寸稳定性; 定位系统的精度; 加工设备精度,操作条件(温度、压力)和生产环境(温度和湿度); 电路设计结构,布局的合理性,如埋孔、盲孔、贯通孔、焊盘大小、导线布局均匀性、内层图形边框设置等; 层压模板与基材的热性能的匹配性; 参考资料:FR-4的热膨胀系数为13~15PPM/℃;不锈钢A1S1 300或A1S2 400热膨胀系数为11~16PPM/℃;
42CrM04不锈钢热膨胀系数在20~300℃时为12.9PPM/℃。
2、多层板的销钉定位法 两孔定位
由于在X方向上受到限制,往往在Y方向上产生尺寸“飘移”。 一孔一槽定位
在X方向上一端留有余隙,避免Y方向上尺寸的无序“飘移”。 三孔(呈三角形分布)或四孔(呈十字形分布)定位
防止生产过程中在X和Y方向上的尺寸变化,但由于销钉和孔的紧配合而使芯片基材在“锁定”状态下成型,由此产生的内应力会造成多层板的锅底和翘曲。 四槽孔定位
此种方法是由美国Multiline公司推出,是以槽孔的中心线为定位基准,因此由诸种因素造成的定位误差可以均匀在中心线的两边,而不是积累在一个方向上 第四章 数控钻孔 一、影响钻孔加工的六大要素 1、钻床 (a)数控钻床的刚性与振动。 (b)钻轴的刚性、振动与转速。 (c)位置精度与重复定位精度。 (d)Z轴进给速率。 (e)弹簧夹头精度。 (f)吸尘器。 (g)空压机气压和气量适宜,无水、无油。 2、钻头 (a)钻头的种类与几何形状。 (b)材质。 (c)拿刀与放刀。 (d)精度。 (e)表面粗糙度。 (f)重磨次数。 3、工艺参数 a.加工方法与切削条件。 B.切削速度即转速。 C.进给。 d.待加工板的层数与每叠板的块数。 E.分步加工法。 4、上、下垫板 a.材质与硬度。 B.均一性。 C.热容量。 D.变形、弯曲与翘曲。 E.厚度及公差。 5、加工板材 A.板材种类,材质厚度与铜箔厚度。 B.层结构,方向性。 C.树脂含量。 D.均匀性。 E.变形与翘曲。 6、加工环境 A.操作者的熟练程度与工作经验。 B.装、夹水平及固定程度。 C.温度、湿度。 D.照明。 E.外力与振动。 F.管理、检验、搬运。 二、数控钻床 1、PCB生产对数控钻床的要求:具有高稳定性、高可靠性、高速度和高精度。 2、数控钻床的钻轴分两种:一种是空气轴承的钻轴,最高转速11万转/分,甚至高达12万转/分。另一种是滚动轴承的钻轴,最高转速可达80000转/分。 3、数控钻床特性与参数项目。 A.钻轴数。 B.工作台面尺寸(最大加工面积)。 C.工作台速度。 D.定位精度。E.重复定位精度。 F.综合钻孔精度。 G.反馈系统。 H.钻轴间距。I.适用钻头直径。 J.自动换刀数。 K.控制系统。 L.驱动系统。M.钻轴类型。 N.钻孔速率。 O.压缩空气气压。 P.电源功率。 三、钻头 1、钻头的种类与结构 印制板钻孔用钻头有直柄麻花钻头、定柄麻花钻头和铲形钻头。 直柄麻花钻头大都用于单头钻床,钻较简单的印制板或单面板,钻孔深度可达钻头直径
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