PCB設(shè)計第1講

1、PCB設(shè)計設(shè)計長安大學電子與控制工程學院自動化系長安大學電子與控制工程學院自動化系 李李 登登 峰峰手機：手機mail：第一節(jié)第一節(jié) 認識認識PCB PCBPCB制作工藝制作工藝第三節(jié)第三節(jié) PCB設(shè)計流程設(shè)計流程第四節(jié)第四節(jié) PCBPCB中的各種對象中的各種對象第五節(jié)第五節(jié) Altium Designer概述概述第一章第一章 PCB設(shè)計概述設(shè)計概述第一節(jié)第一節(jié) 認識認識PCBlPrinted circuit board； 簡寫：簡寫：PCB 中文：中文：印制電路板印制電路板 印制板也稱為印制線路板或印制電路板，通印制板也稱為印制線路板或印制電路板，通過印制板上的印制

2、導(dǎo)線、焊盤及金屬化過孔實現(xiàn)元過印制板上的印制導(dǎo)線、焊盤及金屬化過孔實現(xiàn)元器件引腳之間的電氣連接。由于印制板上的導(dǎo)電圖器件引腳之間的電氣連接。由于印制板上的導(dǎo)電圖形（如元件引腳焊盤、印制連線、過孔等）以及說形（如元件引腳焊盤、印制連線、過孔等）以及說明性文字（如元件輪廓、序號、型號）等均通過印明性文字（如元件輪廓、序號、型號）等均通過印制方法實現(xiàn)，因此稱為印制電路板。制方法實現(xiàn)，因此稱為印制電路板。l通過一定的工藝，在絕緣性能很高的基材上覆蓋一通過一定的工藝，在絕緣性能很高的基材上覆蓋一層導(dǎo)電性能良好的銅薄膜，就構(gòu)成了生產(chǎn)印制電路層導(dǎo)電性能良好的銅薄膜，就構(gòu)成了生產(chǎn)印制電路板所必需的材料板所必需

3、的材料覆銅板。按電路要求，在覆銅覆銅板。按電路要求，在覆銅板上刻蝕出導(dǎo)電圖形，并鉆出元件引腳安裝孔、實板上刻蝕出導(dǎo)電圖形，并鉆出元件引腳安裝孔、實現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個電路板所需的螺絲現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個電路板所需的螺絲孔，就獲得了電子產(chǎn)品所需的印制電路板。孔，就獲得了電子產(chǎn)品所需的印制電路板。lPCB是為是為完成第一層次的元件和其它電子電路零件完成第一層次的元件和其它電子電路零件接合提供的一個接合提供的一個組裝組裝基地基地，組裝成一個具特定功能，組裝成一個具特定功能的模塊或產(chǎn)品。的模塊或產(chǎn)品。lPCB在整個電子產(chǎn)品中，扮演了連接所有功能的角在整個電子產(chǎn)品中，扮演了連接所有功能的

4、角色，電子產(chǎn)品的功能出現(xiàn)故障時，最先被懷疑往往色，電子產(chǎn)品的功能出現(xiàn)故障時，最先被懷疑往往就是就是PCB，所以，所以PCB的生產(chǎn)控制尤為嚴格和重要的生產(chǎn)控制尤為嚴格和重要。銅箔銅箔 絕緣介質(zhì)層絕緣介質(zhì)層銅箔銅箔（1）酚醛紙基覆銅板）酚醛紙基覆銅板 它是用浸漬過酚醛樹脂的絕緣紙或纖維板作它是用浸漬過酚醛樹脂的絕緣紙或纖維板作為基板，兩面加無堿玻璃布，并在一面或兩面覆為基板，兩面加無堿玻璃布，并在一面或兩面覆以電解紫銅箔，經(jīng)熱壓而成的板狀制品。以電解紫銅箔，經(jīng)熱壓而成的板狀制品。（2）環(huán)氧酚醛玻璃布覆銅板）環(huán)氧酚醛玻璃布覆銅板（3）環(huán)氧玻璃布覆銅板）環(huán)氧玻璃布覆銅板（4）聚四氟乙烯玻璃布覆銅板）聚

5、四氟乙烯玻璃布覆銅板（1）抗彎強度）抗彎強度 抗彎強度表示材料能承受彎曲、沖擊、振動的能力，抗彎強度表示材料能承受彎曲、沖擊、振動的能力，以單位面積受的力來計算，單位為以單位面積受的力來計算，單位為kg/cm2（英美國（英美國家為磅家為磅/ 平方英寸）。平方英寸）。（2）抗剝強度）抗剝強度 抗剝強度是指在覆銅板上，剝開抗剝強度是指在覆銅板上，剝開1cm寬度的銅箔所寬度的銅箔所需要的力，用需要的力，用kg/cm來表示。它用來衡量銅箔與基來表示。它用來衡量銅箔與基板之間的結(jié)合力。板之間的結(jié)合力。（3）耐熱性能）耐熱性能 耐熱性能是指材料能夠長期工作，而不引起性能降耐熱性能是指材料能夠長期工作，而不

6、引起性能降低所承受的的最高溫度。低所承受的的最高溫度。（4）吸水性）吸水性吸水性主要用來考慮潮濕環(huán)境對敷銅板電氣性能的影吸水性主要用來考慮潮濕環(huán)境對敷銅板電氣性能的影響。響。3、覆銅板的性能參數(shù)、覆銅板的性能參數(shù)（5）翹曲度）翹曲度 翹曲度用來衡量板材的翹曲程度，雙面印制電路板的翹曲翹曲度用來衡量板材的翹曲程度，雙面印制電路板的翹曲度比單面的好，厚的比薄的好。度比單面的好，厚的比薄的好。（6）介電常數(shù)）介電常數(shù) 當雙面板的兩面各印制出一定面積的銅箔時，利用中間的當雙面板的兩面各印制出一定面積的銅箔時，利用中間的絕緣基板作為介質(zhì)就組成了一個電容器。介電常數(shù)不同，絕緣基板作為介質(zhì)就組成了一個電容器

7、。介電常數(shù)不同，電容量不同。電容量不同。（7）損耗因素）損耗因素 損耗因素表示絕緣板材作為印制電容器的介質(zhì)時，或者在損耗因素表示絕緣板材作為印制電容器的介質(zhì)時，或者在覆銅板上所印制線圈時，在絕緣介質(zhì)上的功率損耗。覆銅板上所印制線圈時，在絕緣介質(zhì)上的功率損耗。（8）表面電阻和體積電阻）表面電阻和體積電阻 表面電阻與體積電阻用于衡量絕緣基板的絕緣性能。隨著溫濕度的升表面電阻與體積電阻用于衡量絕緣基板的絕緣性能。隨著溫濕度的升高，材料的絕緣電阻降低。高，材料的絕緣電阻降低。（9）覆銅板的厚度）覆銅板的厚度(1)(1)板材的確定板材的確定常用的覆銅板有酚醛紙板、酚醛玻璃布板，環(huán)氧玻璃布板常用的覆銅板有

8、酚醛紙板、酚醛玻璃布板，環(huán)氧玻璃布板等。不同的板材，其機械性能與電氣性能有很大差別，故等。不同的板材，其機械性能與電氣性能有很大差別，故應(yīng)仔細選擇。應(yīng)仔細選擇。選擇板材的依據(jù)是整機的性能要求、使用尺寸、整機價格選擇板材的依據(jù)是整機的性能要求、使用尺寸、整機價格等。選擇時要統(tǒng)籌考慮，既要了解覆銅板的性能指標，又等。選擇時要統(tǒng)籌考慮，既要了解覆銅板的性能指標，又要熟悉電子產(chǎn)品的特點，以獲得良好的性能價格比要熟悉電子產(chǎn)品的特點，以獲得良好的性能價格比(2)(2)印制電路板形狀的選擇印制電路板形狀的選擇印制電路板的形狀通常由整機的外形確定，一般采用長寬印制電路板的形狀通常由整機的外形確定，一般采用長寬

9、比例不太懸殊的長方形。它可以大大簡化成形加工，節(jié)省比例不太懸殊的長方形。它可以大大簡化成形加工，節(jié)省板材。在一些批量生產(chǎn)中，為了降低線路板的制作成本，板材。在一些批量生產(chǎn)中，為了降低線路板的制作成本，提高線路板的自動裝焊率，常把兩、三塊面積小的印制電提高線路板的自動裝焊率，常把兩、三塊面積小的印制電路板和主印制電路板共同設(shè)計成一個整矩形。待裝焊后沿路板和主印制電路板共同設(shè)計成一個整矩形。待裝焊后沿工藝孔掰開，分別裝在整機的不同部位上。工藝孔掰開，分別裝在整機的不同部位上。4、覆銅板的選用、覆銅板的選用 印制板種類很多，根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)目的不同，可以印制板種類很多，根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)目的不同，可以將印制板

10、分為：將印制板分為：l單面電路板（簡稱單面板）單面電路板（簡稱單面板）l雙面電路板（簡稱雙面板）雙面電路板（簡稱雙面板）l多層電路板多層電路板 根據(jù)覆銅板基底材料的不同，又可將印制板分為：根據(jù)覆銅板基底材料的不同，又可將印制板分為：l紙質(zhì)覆銅箔層壓板紙質(zhì)覆銅箔層壓板l玻璃布覆銅箔層壓板玻璃布覆銅箔層壓板l單面板單面板l 所用的覆銅板只有一面敷銅箔，另一面空所用的覆銅板只有一面敷銅箔，另一面空白，因而也只能在敷銅箔面上制作導(dǎo)電圖形。單白，因而也只能在敷銅箔面上制作導(dǎo)電圖形。單面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件引腳面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件引腳的焊盤和實現(xiàn)元件引腳互連的印制導(dǎo)線，該

11、面稱的焊盤和實現(xiàn)元件引腳互連的印制導(dǎo)線，該面稱為為“焊錫面焊錫面” 。沒有銅膜的一面用于安放元件，。沒有銅膜的一面用于安放元件，因此該面稱為因此該面稱為“元件面元件面” 。l雙面板雙面板 基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都含有導(dǎo)電圖形，導(dǎo)電圖形中除了焊盤、印制導(dǎo)線外，還有含有導(dǎo)電圖形，導(dǎo)電圖形中除了焊盤、印制導(dǎo)線外，還有用于使上、下兩面印制導(dǎo)線相連的金屬化過孔。在雙面板用于使上、下兩面印制導(dǎo)線相連的金屬化過孔。在雙面板中，元件也只安裝在其中的一個面上，該面同樣稱為中，元件也只安裝在其中的一個面上，該面同樣稱為“元元件面件面”，另一面稱為，另

12、一面稱為“焊錫面焊錫面”。在雙面板中，需要制作。在雙面板中，需要制作連接上、下面印制導(dǎo)線的金屬化過孔，生產(chǎn)工藝流程比單連接上、下面印制導(dǎo)線的金屬化過孔，生產(chǎn)工藝流程比單面板多，成本高。面板多，成本高。 l多層板多層板l 隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件集成度越隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件集成度越來越高，引腳數(shù)目迅速增加，電路圖中元器件連接關(guān)系越來越高，引腳數(shù)目迅速增加，電路圖中元器件連接關(guān)系越來越復(fù)雜。此外，器件工作頻率也越來越高，雙面板已不來越復(fù)雜。此外，器件工作頻率也越來越高，雙面板已不能滿足布線和電磁屏蔽要求，于是就出現(xiàn)了多層板。在多能滿足布線和電磁屏蔽要求，于是就出現(xiàn)了多層板。

13、在多層板中導(dǎo)電層的數(shù)目一般為層板中導(dǎo)電層的數(shù)目一般為4、6、8、10等，例如在四層等，例如在四層板中，上、下面（層）是信號層（信號線布線層），在上、板中，上、下面（層）是信號層（信號線布線層），在上、下兩層之間還有電源層和地線層。下兩層之間還有電源層和地線層。 在多層板中，可充分利用電路板的多層結(jié)構(gòu)解決電磁在多層板中，可充分利用電路板的多層結(jié)構(gòu)解決電磁干擾問題，提高了電路系統(tǒng)的可靠性；由于可布線層數(shù)多，干擾問題，提高了電路系統(tǒng)的可靠性；由于可布線層數(shù)多，走線方便，布通率高，連線短，印制板面積也較?。ㄓ≈谱呔€方便，布通率高，連線短，印制板面積也較?。ㄓ≈茖?dǎo)線占用面積?。?，目前計算機設(shè)備，如主機板

14、、內(nèi)存條、導(dǎo)線占用面積?。?，目前計算機設(shè)備，如主機板、內(nèi)存條、顯示卡等均采用顯示卡等均采用4或或6層印制電路板。層印制電路板。多層板結(jié)構(gòu)示意圖多層板結(jié)構(gòu)示意圖 PCB制作工藝制作工藝A、內(nèi)層線路、內(nèi)層線路C、孔金屬化、孔金屬化D、外層干膜、外層干膜E、外層線路、外層線路F、絲印、絲印H、后工序、后工序B、層壓鉆孔、層壓鉆孔G、表面工藝、表面工藝一、內(nèi)層線路流程介紹一、內(nèi)層線路流程介紹前處理前處理壓膜壓膜曝光曝光DESDES開料開料沖孔沖孔1.開料開料(BOARD CUT)l目的目的 依制前設(shè)計所規(guī)劃要求依制前設(shè)計所規(guī)劃要求,將基板材料裁切成工作所將基板材料裁切成工作所需尺寸需尺寸l主要生產(chǎn)物料

15、主要生產(chǎn)物料: 覆銅板覆銅板l注意事項注意事項:l避免板邊毛刺影響品質(zhì)避免板邊毛刺影響品質(zhì),裁切后進行磨邊裁切后進行磨邊,圓角處理。圓角處理。l考慮漲縮影響考慮漲縮影響,裁切板送下制程前進行烘烤。裁切板送下制程前進行烘烤。l裁切須注意經(jīng)緯方向與工程指示一致，以避免翹裁切須注意經(jīng)緯方向與工程指示一致，以避免翹曲等問題。曲等問題。2、前處理、前處理(PRETREAT)l目的目的:l去除銅面上的污染物，去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度增加銅面粗糙度,以利于以利于后續(xù)的壓膜制作過程。后續(xù)的壓膜制作過程。銅箔銅箔絕緣層絕緣層前處理后前處理后銅面狀況銅面狀況示意圖示意圖3.壓膜壓膜(LAMINATION

16、)l目的目的:l將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜將經(jīng)處理之基板銅面透過熱壓方式貼上抗蝕干膜l主要生產(chǎn)物料主要生產(chǎn)物料:干膜干膜(Dry Film)干膜干膜壓膜前壓膜前壓膜后壓膜后壓膜壓膜4.曝光曝光(EXPOSURE)l目的目的:經(jīng)光線照射作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移經(jīng)光線照射作用將原始底片上的圖像轉(zhuǎn)移到感光底板上到感光底板上.l 主要生產(chǎn)工具主要生產(chǎn)工具: 底片（底片（film)曝光前曝光前曝光后曝光后 白色透光部分發(fā)生光聚合反應(yīng)白色透光部分發(fā)生光聚合反應(yīng), 黑色部分則因不透光黑色部分則因不透光,不發(fā)生反不發(fā)生反應(yīng)，顯影時發(fā)生反應(yīng)的部分不能應(yīng)，顯影時發(fā)生反應(yīng)的部分不能被溶解掉而保留在

17、板面上。被溶解掉而保留在板面上。5.顯影顯影(DEVELOPING)l目的目的:用堿液作用將未發(fā)生化學反應(yīng)之干膜部分沖掉用堿液作用將未發(fā)生化學反應(yīng)之干膜部分沖掉.顯影后顯影后顯影前顯影前l(fā)工藝原理：工藝原理：l使用將未發(fā)生聚合反應(yīng)之使用將未發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜沖掉干膜沖掉,而發(fā)生聚合反應(yīng)而發(fā)生聚合反應(yīng)之干膜則保留在板面上作之干膜則保留在板面上作為蝕刻時之抗蝕保護層。為蝕刻時之抗蝕保護層。6.蝕刻蝕刻(ETCHING)l目的目的:l利用藥液將顯影后露出的利用藥液將顯影后露出的銅蝕掉銅蝕掉,形成內(nèi)層線路圖形形成內(nèi)層線路圖形l主要生產(chǎn)物料主要生產(chǎn)物料:蝕刻藥液蝕刻藥液蝕刻后蝕刻后蝕刻前蝕刻前7.退膜退

18、膜(STRIP)l目的目的:l利用強堿將保護銅面之抗蝕層剝掉,露出線路圖形去膜后去膜后去膜前去膜前8.沖孔沖孔l目的目的:l利用利用CCD對位沖出定位孔及鉚釘孔對位沖出定位孔及鉚釘孔9.內(nèi)層檢查工藝內(nèi)層檢查工藝lAOI檢驗檢驗:全稱為全稱為Automatic Optical Inspection，自動光學檢測自動光學檢測l 目的：目的：通過光學反射原理將圖像回饋至設(shè)備處通過光學反射原理將圖像回饋至設(shè)備處理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，理，與設(shè)定的邏輯判斷原則或資料圖形相比較，找出缺點位置找出缺點位置.由于由于AOI所用的測試方式為邏輯所用的測試方式為邏輯比較，一定會存在一些誤判的缺點

19、，故需通過比較，一定會存在一些誤判的缺點，故需通過人工加以確認人工加以確認.LONG WIDTHVIOLATIONNICKSPROTRUSIONDISHDOWNFINE OPENSURFACE SHORTWIDE SHORTFINE SHORTSHAVED PADSPACING WIDTHVIOLATIONPINHOLENICKOVERETCHED PADCOPPER SPLASHMISSING PADMissing JunctionMissing Open二、層壓鉆孔流程二、層壓鉆孔流程棕棕化化鉚鉚合合疊疊板板壓壓合合后處理后處理鉆鉆孔孔l目的：目的：l層壓：將銅箔（Copper)、半固化片

20、（Prepreg)與棕化處理后的內(nèi)層線路板壓合成多層板。l鉆孔：在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔。1.棕化棕化l目的目的: l(1)粗化銅面粗化銅面,增加與樹脂接觸表面積增加與樹脂接觸表面積l(2)增加銅面對流動樹脂的濕潤性增加銅面對流動樹脂的濕潤性l(3)使銅面鈍化使銅面鈍化,避免發(fā)生不良反應(yīng)避免發(fā)生不良反應(yīng)l注意事項注意事項:l棕化膜很薄棕化膜很薄,極易發(fā)生擦花問題。極易發(fā)生擦花問題。2.鉚合鉚合l目的目的:(四層板不需鉚釘四層板不需鉚釘)利用鉚釘將多張內(nèi)層板釘在利用鉚釘將多張內(nèi)層板釘在一起一起,以避免后續(xù)加工時產(chǎn)生層間滑移以避免后續(xù)加工時產(chǎn)生層間滑移l主要生產(chǎn)物料主要生產(chǎn)物料:鉚釘

21、鉚釘;半固化片（半固化片（P/P)2L3L 4L 5L鉚釘3.疊板疊板l目的目的:l將預(yù)疊合好之板疊將預(yù)疊合好之板疊成待壓多層板形式成待壓多層板形式l主要生產(chǎn)物料主要生產(chǎn)物料:銅箔、銅箔、半固化片半固化片Layer 1Layer 2Layer 3Layer 4Layer 5Layer 62L3L 4L 5L4.壓合壓合l目的目的:通過熱壓方式將疊合板壓成多層板通過熱壓方式將疊合板壓成多層板l主要生產(chǎn)輔料主要生產(chǎn)輔料: 牛皮紙、鋼板牛皮紙、鋼板鋼板壓力牛皮紙承載盤熱板可疊很多層可疊很多層5.后處理后處理l目的目的:l對層壓后的板經(jīng)過磨邊對層壓后的板經(jīng)過磨邊;打靶打靶;銑邊等工序銑邊等工序進行初步

22、的外形處理以便后工序生產(chǎn)品質(zhì)進行初步的外形處理以便后工序生產(chǎn)品質(zhì)控制要求及提供后工序加工之工具孔?？刂埔蠹疤峁┖蠊ば蚣庸ぶぞ呖?。l主要生產(chǎn)物料主要生產(chǎn)物料:鉆頭鉆頭;銑刀銑刀6.鉆孔鉆孔l目的目的:l在板面上鉆出層與層之間在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔線路連接的導(dǎo)通孔l主要原物料主要原物料:鉆頭鉆頭;蓋板蓋板;墊墊板板l蓋板蓋板:主要為鋁片主要為鋁片,在制程在制程中起鉆頭定位中起鉆頭定位;散熱散熱;減少減少毛頭毛頭;防壓力腳壓傷作用防壓力腳壓傷作用l墊板墊板:主要為復(fù)合板主要為復(fù)合板,在制在制程中起保護鉆機臺面程中起保護鉆機臺面;防防出口性毛頭出口性毛頭;降低鉆針溫降低鉆針溫度及清

23、潔鉆針溝槽膠渣作度及清潔鉆針溝槽膠渣作用用鋁蓋板墊板鉆頭墊木板鋁板三、孔金屬化工藝流程三、孔金屬化工藝流程去毛刺去毛刺(Deburr)(Deburr)去膠渣去膠渣(Desmear)化學銅化學銅(PTH)(PTH)一次銅一次銅Panel platingPanel plating目的目的: :使孔璧上的非導(dǎo)體部分之樹脂及玻璃纖維進使孔璧上的非導(dǎo)體部分之樹脂及玻璃纖維進行金屬化方便進行后面的電鍍過程行金屬化方便進行后面的電鍍過程, ,提供提供足夠?qū)щ娮銐驅(qū)щ娂氨Ｗo的金屬孔璧。及保護的金屬孔璧。1.去毛刺除膠渣去毛刺除膠渣l毛刺形成原因毛刺形成原因:鉆鉆孔后孔邊緣未切斷的銅絲及未孔后孔邊緣未切斷的銅絲

24、及未切斷的玻璃布切斷的玻璃布l目的目的:去除孔邊緣的毛刺去除孔邊緣的毛刺,防止鍍孔不良防止鍍孔不良l重要的原物料：磨刷重要的原物料：磨刷l膠渣膠渣形成原因形成原因: 鉆鉆孔時造成的高溫的過玻璃化轉(zhuǎn)孔時造成的高溫的過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變溫度,而而形成融熔態(tài)形成融熔態(tài),產(chǎn)生膠渣。產(chǎn)生膠渣。l 去膠渣的目的去膠渣的目的:裸露出各層需互連的銅環(huán)，裸露出各層需互連的銅環(huán)，另膨松劑可改善孔壁結(jié)構(gòu)，增強電鍍銅附著力。另膨松劑可改善孔壁結(jié)構(gòu)，增強電鍍銅附著力。 l 重要的原物料：除膠劑重要的原物料：除膠劑2.沉銅工藝沉銅工藝l化學銅化學銅(PTH)l 化學銅目的化學銅目的: 通過通過化學沉積的方式使表化學沉積的方

25、式使表面沉積上厚度為面沉積上厚度為20-40微英寸微英寸的化學銅。的化學銅。 PTH3.電鍍工藝電鍍工藝電鍍銅電鍍銅l一次銅一次銅l 一次銅目的一次銅目的: 鍍鍍上上200-500微英寸微英寸的厚度的銅以的厚度的銅以保護僅有保護僅有20-40 micro inch厚度的化學銅不被后厚度的化學銅不被后續(xù)制作過程破壞造成孔破。續(xù)制作過程破壞造成孔破。一次銅四、外層干膜流程四、外層干膜流程 流程介紹流程介紹:前處前處理理壓膜壓膜曝光曝光顯影顯影 目的目的: : 經(jīng)過鉆經(jīng)過鉆孔及通孔電鍍后孔及通孔電鍍后, ,內(nèi)外層已經(jīng)連通內(nèi)外層已經(jīng)連通, ,本制程制作外本制程制作外層干膜層干膜, ,為外層線路的制作提

26、供圖形。為外層線路的制作提供圖形。1.前處理前處理 前處理前處理: : 目的目的: :去除銅面上的污染物，去除銅面上的污染物，增加銅面粗糙度增加銅面粗糙度, ,以利于壓膜制程以利于壓膜制程重要原物料：磨刷重要原物料：磨刷 壓膜壓膜(Lamination):(Lamination): 目的目的: : 通過熱壓法使干膜緊密附著在銅面上通過熱壓法使干膜緊密附著在銅面上. .重要原物料：干膜重要原物料：干膜(Dry film)(Dry film)Photo Resist2.曝光曝光 曝光曝光(Exposure):(Exposure):目的目的: : 通過圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)在干通過圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)在干膜上曝出所需

27、的線路。膜上曝出所需的線路。 重要的原物料：底片重要的原物料：底片乾膜底片UV光V V光光3.顯影顯影 顯影顯影(Developing):(Developing):目的目的: : 把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的把尚未發(fā)生聚合反應(yīng)的區(qū)域用顯像液將之沖洗掉區(qū)域用顯像液將之沖洗掉, ,已感已感光部分則因已發(fā)生聚合反應(yīng)而洗光部分則因已發(fā)生聚合反應(yīng)而洗不掉而留在銅面上成為蝕刻或電不掉而留在銅面上成為蝕刻或電鍍之阻劑膜鍍之阻劑膜. .主要生產(chǎn)物料：弱堿主要生產(chǎn)物料：弱堿(K(K2 2COCO3 3) )一次銅乾膜五、外層線路流程五、外層線路流程 流程介紹流程介紹: :二次鍍銅二次鍍銅退膜退膜線路蝕刻線路蝕刻退錫退錫

28、 目的目的: : 將銅將銅厚度鍍至客戶所需求的厚度。厚度鍍至客戶所需求的厚度。 完成客戶所需求的線路外形。完成客戶所需求的線路外形。鍍錫鍍錫 二次鍍二次鍍銅銅: : 目的目的: :將顯影將顯影后的裸露后的裸露銅面的厚度加后銅面的厚度加后, ,以達到客以達到客戶所要求的銅厚戶所要求的銅厚 重要原物料：銅球重要原物料：銅球乾膜二次銅1.1.電鍍銅電鍍銅 鍍錫鍍錫: : 目的目的: :在鍍完二次銅的在鍍完二次銅的表面鍍上一層錫保護，做為表面鍍上一層錫保護，做為蝕刻時的保護劑。蝕刻時的保護劑。 重要原物料：錫球重要原物料：錫球乾膜二次銅保護錫層退退膜膜: :目的目的: :將將抗電鍍用途之干膜以藥抗電鍍

29、用途之干膜以藥水剝除水剝除重點生產(chǎn)物料：退膜液重點生產(chǎn)物料：退膜液(NaOH)(NaOH)線線路蝕刻路蝕刻: :目的目的: :將將非導(dǎo)體部分的銅蝕掉非導(dǎo)體部分的銅蝕掉重要生產(chǎn)物料：蝕刻液、氨水重要生產(chǎn)物料：蝕刻液、氨水二次銅保護錫層二次銅保護錫層底板2.2.堿性蝕刻堿性蝕刻退錫退錫: :目的目的: :將導(dǎo)體將導(dǎo)體部分的起保護部分的起保護作用之錫剝除作用之錫剝除重要生產(chǎn)物料重要生產(chǎn)物料: :HNO3HNO3退錫液退錫液二次銅底板3.3.退錫退錫六、絲印工藝流程六、絲印工藝流程 流程介紹流程介紹: :阻焊阻焊字符字符固化固化 目的目的: :外層線路的保護層，以保證外層線路的保護層，以保證PCBPC

30、B的絕緣、護板、防焊的目的的絕緣、護板、防焊的目的制作字符標識。制作字符標識?；鹕交夷グ寤鹕交夷グ屣@影顯影1.阻焊阻焊l阻焊阻焊(Solder Mask)阻焊阻焊,俗稱俗稱“綠油綠油”,為了便于為了便于肉眼檢查，肉眼檢查，故意在主漆中多加入對眼睛有幫助的綠色顏料，其實防焊故意在主漆中多加入對眼睛有幫助的綠色顏料，其實防焊漆了綠色之外尚有黃色、白色、黑色等顏色。漆了綠色之外尚有黃色、白色、黑色等顏色。l目的目的lA. 防焊：留出板上待焊的通孔及其焊盤，將所有線路及銅防焊：留出板上待焊的通孔及其焊盤，將所有線路及銅面都覆蓋住，防止波焊時造成的短路面都覆蓋住，防止波焊時造成的短路,并節(jié)并節(jié)省焊錫的用

31、量省焊錫的用量 。 lB. 護護板：防止?jié)駳饧案鞣N電解質(zhì)的侵害使線路氧化而危害板：防止?jié)駳饧案鞣N電解質(zhì)的侵害使線路氧化而危害電氣性能，并防止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣。電氣性能，并防止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣。 lC. 絕緣絕緣：由於板子愈來愈?。河伸栋遄佑鷣碛?線寬線寬距愈來愈細距愈來愈細,故導(dǎo)體間的故導(dǎo)體間的絕緣問題日形突顯絕緣問題日形突顯,也增加防焊漆絕緣性能的重要性也增加防焊漆絕緣性能的重要性.阻焊工藝流程圖阻焊工藝流程圖預(yù)烘烤印刷第一面前處理曝光顯影固化S/M預(yù)烘烤印刷第二面2.字符工藝字符工藝印刷印刷l印字符印字符l目的：利于維修目的：利于維修和識別和識別l原理

32、：絲網(wǎng)印刷原理：絲網(wǎng)印刷的方式的方式l主要生產(chǎn)物料：主要生產(chǎn)物料：文字油墨文字油墨烘烤印一面文字印另一面文字S/M文字 文字R105WWEI94V-0七、表面工藝的選擇七、表面工藝的選擇 常規(guī)的印刷電路板常規(guī)的印刷電路板(PCB)在板上都有銅層，如在板上都有銅層，如果銅層未受保護將氧化和損壞，直接影響后續(xù)的焊果銅層未受保護將氧化和損壞，直接影響后續(xù)的焊接。有多種不同的保護層可以使用，最普遍的有：接。有多種不同的保護層可以使用，最普遍的有：熱風整平（熱風整平（HASL)、有機涂覆有機涂覆(OSP)、電鍍鎳金電鍍鎳金(plating gold)、化學沉鎳金化學沉鎳金(ENIG)、金手指金手指、沉沉

33、銀（銀（IS)和和沉錫沉錫(IT) 等。等。 l（）熱風整平（）熱風整平(HASL):板子完全覆蓋焊料后，接板子完全覆蓋焊料后，接著經(jīng)過高壓熱風將表面和孔內(nèi)多余焊料吹掉，并且著經(jīng)過高壓熱風將表面和孔內(nèi)多余焊料吹掉，并且整平附著于焊盤和孔壁的焊料；分有鉛噴錫和無鉛整平附著于焊盤和孔壁的焊料；分有鉛噴錫和無鉛噴錫兩種。噴錫兩種。l優(yōu)勢：成本低，在整個制造過程中保持可焊接性。優(yōu)勢：成本低，在整個制造過程中保持可焊接性。 l（）有機涂覆（）有機涂覆(OSP):在在PCB的銅表面上形成一的銅表面上形成一層薄的、均勻一致的保護層。層薄的、均勻一致的保護層。 l優(yōu)點：在成本上與優(yōu)點：在成本上與HASL具有可

34、比性、好的共面具有可比性、好的共面性、無鉛工藝。性、無鉛工藝。 l（）電鍍鎳金（）電鍍鎳金(plating gold)：通過電鍍的方：通過電鍍的方式在銅面上電鍍上鎳和保護層金。式在銅面上電鍍上鎳和保護層金。l優(yōu)點：良好的可焊接性，平整的表面、長的儲存優(yōu)點：良好的可焊接性，平整的表面、長的儲存壽命、可承受多次的回流焊。壽命、可承受多次的回流焊。l（4）化學沉鎳金）化學沉鎳金(ENIG)：通過化學反應(yīng)在銅面：通過化學反應(yīng)在銅面上置換上鎳磷層，再在鎳層上置換一層金。上置換上鎳磷層，再在鎳層上置換一層金。l（5）金手指：通過電鍍的方式在同面上電鍍上鎳）金手指：通過電鍍的方式在同面上電鍍上鎳和金，因為鍍

35、金中含有其他金屬區(qū)別（和金，因為鍍金中含有其他金屬區(qū)別（3）。）。l（6）沉銀）沉銀(IS):銀沉浸在銅層上銀沉浸在銅層上0.1到到0.6微米的金微米的金屬層，以保護銅面。屬層，以保護銅面。 l優(yōu)點：好的可焊接性、表面平整、優(yōu)點：好的可焊接性、表面平整、HASL沉浸的沉浸的自然替代。自然替代。 l（7）沉錫）沉錫(IT):錫沉浸在銅層上錫沉浸在銅層上0.到到.um的的金屬層，以保護銅面。金屬層，以保護銅面。 l優(yōu)點：良好的可焊接性、表面平整、相對低的成優(yōu)點：良好的可焊接性、表面平整、相對低的成本。本。8.后工序工藝流程后工序工藝流程 流程介紹流程介紹: :外形外形終檢終檢/ /實驗室實驗室 目

36、的目的: : 根據(jù)客戶外形完成加工。根據(jù)客戶外形完成加工。 根據(jù)電性能的要求進行裸板測試。根據(jù)電性能的要求進行裸板測試。 出貨前做最后的品質(zhì)審核。出貨前做最后的品質(zhì)審核。電測電測1.外形外形l目的：讓板子裁切成客目的：讓板子裁切成客戶所需規(guī)格尺寸戶所需規(guī)格尺寸l原理：數(shù)位機床機械切原理：數(shù)位機床機械切割割主要生產(chǎn)物料：銑刀主要生產(chǎn)物料：銑刀PNL固定固定pin折斷Misalignment偏移30o-90oWebWeb 厚度厚度V-cutV-cut深度深度尺寸孔尺寸孔準備位置準備位置2.電測工藝流程電測工藝流程l目的：對目的：對PCB的電性能即開短路進行裸板測試，的電性能即開短路進行裸板測試，以

37、滿足客戶要求。以滿足客戶要求。l電測的種類：電測的種類：A 、專用機專用機（dedicated)測試測試優(yōu)點：產(chǎn)速快優(yōu)點：產(chǎn)速快缺點：缺點： 測試針不能回收使用，治具成本高。測試針不能回收使用，治具成本高。B 、通用機通用機（Universal on Grid)測試測試 優(yōu)點：優(yōu)點：a 治具成本較低治具成本較低缺點：缺點：a 設(shè)備成倍高設(shè)備成倍高 C、飛針測試飛針測試（Moving probe) 不需制做昂貴的治具，用兩根探針做不需制做昂貴的治具，用兩根探針做x、y、z的的移動來逐一測試各線路的兩端點。優(yōu)點移動來逐一測試各線路的兩端點。優(yōu)點:成本低。成本低。缺點缺點:效率低。效率低。PCB流程

38、示意圖流程示意圖LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 1LAYER 61 1、內(nèi)層、內(nèi)層2 2、壓膜、壓膜3 3、曝光、曝光4 4、顯影、顯影6 6、退膜、退膜5 5、蝕刻、蝕刻7 7、疊板、疊板8 8、壓合、壓合9 9、鉆孔、鉆孔1010、孔化、孔化1111、壓膜、壓膜1212、曝光、曝光1313、顯影、顯影1414、鍍銅錫、鍍銅錫1515、退膜、退膜1616、蝕刻、蝕刻1717、退錫、退錫1818、絲印、絲印1919、表面工藝、表面工藝第三節(jié)第三節(jié) PCB設(shè)計流程設(shè)計流程第四節(jié)第四節(jié) PCB 中的各種對象中的各種對象PCB中的各種對象中的各種對象l銅膜導(dǎo)線銅膜

39、導(dǎo)線l焊盤焊盤l過孔過孔l元件的圖形符號元件的圖形符號l其它輔助性說明信息其它輔助性說明信息銅膜導(dǎo)線（銅膜導(dǎo)線（Track）：）：簡稱導(dǎo)線，是敷銅經(jīng)腐蝕后簡稱導(dǎo)線，是敷銅經(jīng)腐蝕后形成的用于連接各個焊點的導(dǎo)線。印刷電路板的設(shè)形成的用于連接各個焊點的導(dǎo)線。印刷電路板的設(shè)計都是圍繞如何布置導(dǎo)線來完成的。計都是圍繞如何布置導(dǎo)線來完成的。l飛線：飛線：用來表示連接關(guān)系的線。用來表示連接關(guān)系的線。它只表示焊盤之間它只表示焊盤之間有連接關(guān)系，是一種形式上的連接，并不具備實質(zhì)有連接關(guān)系，是一種形式上的連接，并不具備實質(zhì)性的電氣連接關(guān)系。性的電氣連接關(guān)系。飛線在手工布線時可起引導(dǎo)作飛線在手工布線時可起引導(dǎo)作用，

40、從而方便手工布線。飛線是在引入網(wǎng)絡(luò)表后生用，從而方便手工布線。飛線是在引入網(wǎng)絡(luò)表后生成的，而飛線所指的焊盤間一旦完成實質(zhì)性的電氣成的，而飛線所指的焊盤間一旦完成實質(zhì)性的電氣連接，則飛線自動消失。當同一網(wǎng)絡(luò)中，部分電氣連接，則飛線自動消失。當同一網(wǎng)絡(luò)中，部分電氣連接斷開導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能完全連通時，系統(tǒng)就又會自連接斷開導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能完全連通時，系統(tǒng)就又會自動產(chǎn)生飛線提示電路不通。利用飛線的這一特點，動產(chǎn)生飛線提示電路不通。利用飛線的這一特點，可以根據(jù)電路板中有無飛線來大致判斷電路板是否可以根據(jù)電路板中有無飛線來大致判斷電路板是否已完成布線。已完成布線。l焊盤：焊盤：焊盤（焊盤（Pad）的作用是放置、連接

41、導(dǎo)線和）的作用是放置、連接導(dǎo)線和元件引腳。元件引腳。l過孔：過孔：過孔（過孔（Via）的主要作用是實現(xiàn)不同板層間）的主要作用是實現(xiàn)不同板層間的電氣連接。過孔主要有的電氣連接。過孔主要有3種。種。l穿透式過孔（穿透式過孔（Through）：從頂層一直打到底層）：從頂層一直打到底層的過孔。的過孔。l半盲孔（半盲孔（Blind）：從頂層遇到某個中間層的過孔，）：從頂層遇到某個中間層的過孔，或者是從某個中間層通到底層的過孔?；蛘呤菑哪硞€中間層通到底層的過孔。l盲孔（盲孔（Buried）：只在中間層之間導(dǎo)通，而沒有）：只在中間層之間導(dǎo)通，而沒有穿透到頂層或底層的過孔。穿透到頂層或底層的過孔。 過孔有兩個

42、尺寸，即過孔有兩個尺寸，即 Hole Size （鉆孔直徑）（鉆孔直徑）和鉆孔加上焊盤后的總的和鉆孔加上焊盤后的總的 Diameter （過孔（過孔直徑）直徑）（5）字符：可以是元器件的標號、標注或其他）字符：可以是元器件的標號、標注或其他需要標注的內(nèi)容，不具有導(dǎo)電特性。需要標注的內(nèi)容，不具有導(dǎo)電特性。（6）阻焊劑：為防止焊接時焊錫溢出造成短路，）阻焊劑：為防止焊接時焊錫溢出造成短路，需在銅膜導(dǎo)線上涂覆一層阻焊劑。阻焊劑只留需在銅膜導(dǎo)線上涂覆一層阻焊劑。阻焊劑只留出焊點的位置，而將銅膜導(dǎo)線覆蓋住，不具有出焊點的位置，而將銅膜導(dǎo)線覆蓋住，不具有導(dǎo)電特性。導(dǎo)電特性。過孔銅膜導(dǎo)線，其上覆蓋阻焊劑元器

43、件符號輪廓焊盤字符 安全間距：安全間距：進行印刷電路板的設(shè)計時，為了避免進行印刷電路板的設(shè)計時，為了避免導(dǎo)線、過孔、焊點及元件的相互干擾，必須使它導(dǎo)線、過孔、焊點及元件的相互干擾，必須使它們之間留出一定的距離，這個距離稱之為們之間留出一定的距離，這個距離稱之為安全間安全間距（距（Clearance）。）。第五節(jié)第五節(jié) Altium Designer概述概述一、Protel的發(fā)展史20世紀80年代末，Windows系統(tǒng)開始日益流行，許多應(yīng)用軟件也紛紛開始支持Windows操作系統(tǒng)。 Protel也不例外，相繼推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows 1.5等版本。90年代中期，Windows 95開始出現(xiàn)，