高度集成化电子产品中PCB的制造工艺探究

张鹏

摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。在科技飞速发展，市场竞争激烈的今天，产品的高度智能化及小巧化成为各行业中引导企业的必要课题。于是电子元件集成化、元件生产批量化、组装作业简易化在这场竞争中，发挥了越来越重要的作用。PCB虽然不能像CPU那样为产品带来直观的处理速度提升，却直接影响着集成元器件的动作能效。降低对核心产品的品极需要，降低了成本，增加竞争力。本文就高度集成化电子产品中PCB的制造工艺展开探讨。

关键词：高度集成化电子产品;PCB制造工艺;增层法;热固油墨积层技术

引言

电子信息产业是我国社会经济领域的支柱性产业。PCB制造工艺的新工艺与新方法在高度集成化电子产品生产领域的应用，可以在降低高度集成化电子产品核心产品品极需要的基础上，降低电子产品的生产成本，以便促进高度集成化电子产品的市场竞争力的提升。

1电子产品的市场需求

在中国的土地上，不管是城市还是农村，电视、洗衣机和冰箱都是非常普及。冰箱、洗衣机等产品从开始普及到达到极值，这个时间过程中，外国大约花费二十年的时间普及，而中国只用了十五年时间。估计在今后的几年内，拉动电子产品消费的主要有这几个方面：（1）汽车方面，伴随电动汽车和混合动力车的普及，汽车领域方面正在迅速的实现电子化，在今后的发展中，为了追求汽车在使用时的安全性、舒适性和节能性，汽车的配备半导体将逐步在增加。（2）智能手机方面，对我们发展中的国家来说，对智能手机的普及还是有一定的发展空间，并且在使用上不在局限于通话功能，而是逐步实现更加高级的功能，由于在使用PCB时费用的增加，进而会带动PCB消费增长，从而带动经济效益的增长。（3）智能电网，在今后一段时间内，智能电表、电力路由器和服务器的需求都将增大，智能电网将是大力推广的基础设施投资项目。预计到2020年，半导体在智能电网方面的消费额将从目前几乎为零的状态增加到1万亿。（4）医疗设备，估计今后在医疗机构方面，半导体的需要也将从目前的专用设备转向个人或者家庭，使用于疾病预防及疾病检查所用产品，以及可在家庭内自动检查疾病的产品，包括用来保持健康或预防疾病的类似游戏的产品。

2 PCB的组成

它由裸板、导线、插座、边接头等组成。在电子设备中提供各种电子元器件的固定、装配的机械支撑;实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接（信号传输）或电绝缘，并提供所要求的电气特性（如特性阻抗等）;为自动装配提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。下面就对其做以简略介绍。（1）裸板（PWB）：没有安装电器件的PCB，也称为基板，选用绝缘、隔热、不易弯曲的材质制作。（2）导线：基板表面细小的线路，是用铜箔经蚀刻处理制作而成，也称作布线。通过与元器件接脚的接焊，使其固定在PCB上，并与PCB形成电路连接。（3）零件面与焊接面：在最基本的PCB上，零件都集中焊置在PCB的一个面上，导线集中在另一面。这两个面分别被称为零件面与焊接面。（4）图标面：PCB上面印有文字与符号，标示零件位置的面，称为图标面，也作丝网印刷面。（5）插座：当PCB上的某些零件，需要在制作后也拆卸，则会用到插座。插座直接焊在板子上，易于零件的任意拆装。（6）边接头：将两块PCB相互连结，通过裸露的铜垫进行电路连接，称为边接头，俗称金手指。边接头上的铜垫也是PCB布线的一部份。连接时，将PCB的边接头插入另一片PCB上相应的插槽即可。

3高度集成化电子产品PCB制造工艺的主要流程与注意事项

3.1单面板制作流程

一般情况下，单面板制作流程主要涉及到了覆箔板环节、下料环节、制模环节、洗净烘干环节、曝光显影、蚀刻、去膜、电器通断检测、清洁处理、网银阻焊图形处理、固化处理、网印标记符号处理、钻孔处理、外形加工、清洗干燥、检验环节和包装环节等多个环节。

3.2双面板的基本制造工艺流程

近年来对于双面板的典型制造工艺是裸铜覆阻焊膜法。裸铜覆阻焊膜法：裸铜覆阻焊膜法简称SMOBC法。这里主要介绍SMOBC工艺中的堵孔法的工艺流程。堵孔法的工艺流程双面覆箔板-钻孔-化学镀铜-整板电镀铜-堵孔-网印成像（正像）-蚀刻-去网印料、去堵孔料-清洗-阻焊图形-插头镀镍、镀金-插头贴胶带-热风整平-清洗-网印标记符号-外形加工-清洗干燥-成品检验-包装-成品。

4电子产品PCB设计

由于表面贴装元器件体积小，质量轻，组装密度高，能够满足自动化生产设备高密度，高精度的组装要求，可实现电子产品体积小型化、功能多样化的发展要求，因此，对PBC的设计提出了更高的要求。为了提高组装质量和生产效率，设计出更好的PBC，本文主要通过对CPB布局设计、布线设计、元器件间距设计和焊盘设计四方面来对PBC设计提出了更严格的要求：（一） 布局设计：（1）PCB外形长宽比和板面不宜过大，回流焊时容易产生翘曲变形，长宽比一般设置为3：2或4：3。（2）CPB上应有适应MST生产的定位孔、工艺边和Mark点，定位孔和工艺边方便夹持;Mark点有FcBMark点和cIMark点两类，FcBMark点方便纠正FBC制作过程中产生的误差，ICMark点保证贴装精度。（3）元器件要均匀分布，平行排列，同类器件尽可能按相同的方向排列，便于贴装、焊接和检测。（4）元器件布局要满足回流焊工艺间距要求，大功率元器件周围布置热敏等其它元器件时要有足够的距离，低频和高频电路、低电位和高电位电路的元器件不能靠得太近。（5）多引脚元器件焊盘之间的短接处不允许直通，以免产生桥接。（二）布线设计：（l）通孔孔径、过孔孔径和焊盘尺寸之间应该有一定的比例，一般为1：2。（2）布线应短而直，应避免长距离平行走线，必要时采用跨接线，最小线距不应小于0.1mm。（3）低频导线和公共地线布置在板边缘，高频线路放在板面中间，要设置地线。（4）导线不应有急弯或尖角，过渡部分宜用圆弧连接，输入导线要远离输出导线，引出线要相对集中设置。（三）间距设计：（l）波峰焊工艺要略宽于回流焊工艺，PLCC之间为4二。（2）PLCC与片式元件、SOP、QFP之间为2.5二。（3）SOP之间，SOP与QFP之间为2二。（4）片式元件之间，SOT之间，SOP与片式元件之间为1.25。。4、焊盘设计：（l）焊盘设计主要包括矩形片式元件、小外形封裝和四方扁平封装焊盘设计，PBC焊盘不仅与焊接后焊点强度有关，而且与焊接工艺，与元器件连接的可靠性有关。（2）矩形片式元件焊盘长度、宽度和间距主要和元件长度、宽度和高度有关。（3）小外形封装和四方扁平封装焊盘设计要注意焊盘中心距等于引脚中心距。

结语

PCB在电子产品中具有着至关重要的作用。与之相关的新的工艺方法的应用，有助于PCB制作研发意识的强化。高新集成单元在高效化、稳定化的PCB重点应用，可以在降低竞争成本的基础上，提升电子产品的竞争优势。在PCB制造领域，相关人员需要及时做好防护措施。对生产工艺所涉及到的一些注意事项进行明确，也有助于安全生产的开展。

参考文献

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