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印制電路板制造和原型指南

PCB打樣 ? 2020-11-05 19:47 ? 次閱讀
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無(wú)論多么復(fù)雜,幾乎所有您能想到的電子產(chǎn)品都可以找到印刷電路板。從移動(dòng)設(shè)備到車(chē)庫(kù)門(mén)開(kāi)啟器,印刷電路板(PCB)是我們享受當(dāng)今技術(shù)便利的手段的核心。

當(dāng)然,電子設(shè)備的使用不僅僅是方便。印刷電路板還用于醫(yī)療設(shè)備,計(jì)算機(jī)工業(yè)機(jī)械,運(yùn)輸方式以及許多其他領(lǐng)域。沒(méi)有印刷電路板,我們周?chē)拇蠖鄶?shù)世界將大不相同。

盡管印刷電路板已經(jīng)存在了100多年,但它們及其提供的可能性仍在不斷發(fā)展。隨著材料和技術(shù)的變化,PCB仍在變得越來(lái)越小,即使它們能夠做得更多。盡管通常很難相信當(dāng)今技術(shù)的能力,但事實(shí)是它基于一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的概念:電氣組件之間的導(dǎo)電性。讓我們看一下PCB的制造過(guò)程,這對(duì)于原型PCB和生產(chǎn)PCB都是相似的。

PCB制造工藝

1.創(chuàng)建基材。

印刷電路板的“基材”或基礎(chǔ)層是由內(nèi)襯銅箔層的軋制玻璃纖維制成的。玻璃纖維(和類(lèi)似材料)不會(huì)干擾PCB的運(yùn)行,但能夠有效地電鍍并在其上安裝組件(稍后會(huì)詳細(xì)介紹)。

2.準(zhǔn)備基板。

一旦開(kāi)始了PCB制造過(guò)程,就必須準(zhǔn)備好基板以用于其組件和導(dǎo)體的應(yīng)用和組裝。根據(jù)印刷電路板的復(fù)雜性和設(shè)計(jì),通常需要鉆很多孔-有些可以導(dǎo)電電鍍,有些則不能。這些孔的目的可能是允許在電路板的不同側(cè)面,不同的電路板層之間進(jìn)行連接,或者用于安裝組件(在“通孔安裝”電路板上-再次,在后面的術(shù)語(yǔ)中還會(huì)有更多說(shuō)明)。

3.創(chuàng)建模式。

在添加組件之前,必須在基板的銅箔表面上創(chuàng)建PCB圖案。在此步驟中,首先將UV光敏材料粘貼到基板的整個(gè)表面。然后,將具有PCB預(yù)期圖案的模版放在基板的頂部,然后將其暴露于UV光以“激活”光敏材料。該材料變得可溶,然后容易溶解,從而使銅箔露出所需的PCB圖案。從這里開(kāi)始,將一層薄薄的附加銅層電鍍到裸露的銅箔上,然后覆蓋一層保護(hù)性錫涂層。然后,除去剩余的未保護(hù)的銅箔。

4.中間步驟。

在連接或安裝電子組件之前,需要進(jìn)行一些中間準(zhǔn)備過(guò)程。在PCB圖案的邊緣添加了觸點(diǎn),并從銅鍍層上去除了保護(hù)性的錫涂層。電路板也暫時(shí)用環(huán)氧樹(shù)脂密封,因此在組裝過(guò)程中不會(huì)損壞圖案。

5.安裝組件。

電子組件(例如,微芯片)通過(guò)以下兩種方式之一連接或安裝到PCB:在表面安裝過(guò)程中,將組件直接焊接到板上,與電路直接接觸。在通孔過(guò)程中,將組件連接到板的與導(dǎo)電電路相反的一側(cè),并通過(guò)細(xì)線連接到另一側(cè)(在步驟2中較早地鉆出的通孔)并焊接在其中與電路接觸。

6.整理過(guò)程。

一旦正確安裝了所有組件,PCB將經(jīng)過(guò)質(zhì)量測(cè)試,然后在運(yùn)輸前用塑料包裝以提供保護(hù)。

PCB類(lèi)型

前面我們討論了表面安裝和通孔PCB,這是兩種主要的組件類(lèi)型。PCB之間也有其他差異,具體取決于它們的尺寸和所需的功能:

l單面PCB

與其他類(lèi)型相比,最簡(jiǎn)單的類(lèi)型。單面PCB在基板的一側(cè)具有電路。

l雙面PCB

比單面PCB更復(fù)雜。在雙面PCB上,電路的復(fù)雜性或組件的數(shù)量都無(wú)法適應(yīng)基板的單面,因此上述過(guò)程都在雙面上進(jìn)行。

l多層PCB

最復(fù)雜的印刷電路板類(lèi)型。多層PCB可以看作是連接的多個(gè)PCB(盡管它們實(shí)際上是一個(gè)由多層構(gòu)造的基板)。通過(guò)鉆孔和電線在電路之間形成連接。多層PCB是針對(duì)更復(fù)雜電路的簡(jiǎn)化解決方案,每一層都能夠處理特定的功能或要求。

PCB原型

數(shù)量驚人的印刷電路板制造商不提供PCB原型服務(wù)。無(wú)論他們是覺(jué)得不需要,沒(méi)有設(shè)備能力還是不想縮短生產(chǎn)周期,事實(shí)都是PCB的原型制作與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程幾乎一樣重要。不管PCB的相對(duì)復(fù)雜性如何,該過(guò)程始終非常復(fù)雜。通過(guò)原型測(cè)試可以并且應(yīng)該在生產(chǎn)之前進(jìn)行,以確保PCB的功能符合預(yù)期。

原型制作可以在PCB制造中受益的領(lǐng)域包括:

創(chuàng)建電路圖案模具:

如果工廠的機(jī)械無(wú)法正確地制作圖案模具(例如,由于無(wú)法滿足極小的公差),則將無(wú)法正確制造電路板。

組件功能:

通過(guò)對(duì)PCB進(jìn)行原型制作,可以確保所有連接都能正常工作,并且組件可以正常工作,而不會(huì)產(chǎn)生干擾或一致性問(wèn)題。

電路板配置和布局:

PCB原型使您可以實(shí)際了解電路板的功能。您可能會(huì)決定需要雙面板而不是單面板,反之亦然??吹诫娐钒宓奈锢硎疽鈭D可能會(huì)說(shuō)明不同的,更優(yōu)化的電路和組件布局方式??紤]到生產(chǎn)錯(cuò)誤可能產(chǎn)生的成本,對(duì)PCB原型進(jìn)行投入絕對(duì)不是一個(gè)壞主意。

確保與擁有專(zhuān)業(yè)知識(shí)和能力的PCBPCB原型供應(yīng)商合作,以指導(dǎo)您完成原型制作過(guò)程,并可以協(xié)助設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。在這樣一個(gè)注重細(xì)節(jié)的過(guò)程中,知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的重要性不可低估。

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