高度集成化電子產品中PCB的制造工藝探究

張鵬

摘要：近年來，經濟的發展，促進我國科技水平的提升。在科技飛速發展，市場競爭激烈的今天，產品的高度智能化及小巧化成為各行業中引導企業的必要課題。于是電子元件集成化、元件生產批量化、組裝作業簡易化在這場競爭中，發揮了越來越重要的作用。PCB雖然不能像CPU那樣為產品帶來直觀的處理速度提升，卻直接影響著集成元器件的動作能效。降低對核心產品的品極需要，降低了成本，增加競爭力。本文就高度集成化電子產品中PCB的制造工藝展開探討。

關鍵詞：高度集成化電子產品;PCB制造工藝;增層法;熱固油墨積層技術

引言

電子信息產業是我國社會經濟領域的支柱性產業。PCB制造工藝的新工藝與新方法在高度集成化電子產品生產領域的應用，可以在降低高度集成化電子產品核心產品品極需要的基礎上，降低電子產品的生產成本，以便促進高度集成化電子產品的市場競爭力的提升。

1電子產品的市場需求

在中國的土地上，不管是城市還是農村，電視、洗衣機和冰箱都是非常普及。冰箱、洗衣機等產品從開始普及到達到極值，這個時間過程中，外國大約花費二十年的時間普及，而中國只用了十五年時間。估計在今后的幾年內，拉動電子產品消費的主要有這幾個方面：（1）汽車方面，伴隨電動汽車和混合動力車的普及，汽車領域方面正在迅速的實現電子化，在今后的發展中，為了追求汽車在使用時的安全性、舒適性和節能性，汽車的配備半導體將逐步在增加。（2）智能手機方面，對我們發展中的國家來說，對智能手機的普及還是有一定的發展空間，并且在使用上不在局限于通話功能，而是逐步實現更加高級的功能，由于在使用PCB時費用的增加，進而會帶動PCB消費增長，從而帶動經濟效益的增長。（3）智能電網，在今后一段時間內，智能電表、電力路由器和服務器的需求都將增大，智能電網將是大力推廣的基礎設施投資項目。預計到2020年，半導體在智能電網方面的消費額將從目前幾乎為零的狀態增加到1萬億。（4）醫療設備，估計今后在醫療機構方面，半導體的需要也將從目前的專用設備轉向個人或者家庭，使用于疾病預防及疾病檢查所用產品，以及可在家庭內自動檢查疾病的產品，包括用來保持健康或預防疾病的類似游戲的產品。

2?PCB的組成

它由裸板、導線、插座、邊接頭等組成。在電子設備中提供各種電子元器件的固定、裝配的機械支撐;實現集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接（信號傳輸）或電絕緣，并提供所要求的電氣特性（如特性阻抗等）;為自動裝配提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。下面就對其做以簡略介紹。（1）裸板（PWB）：沒有安裝電器件的PCB，也稱為基板，選用絕緣、隔熱、不易彎曲的材質制作。（2）導線：基板表面細小的線路，是用銅箔經蝕刻處理制作而成，也稱作布線。通過與元器件接腳的接焊，使其固定在PCB上，并與PCB形成電路連接。（3）零件面與焊接面：在最基本的PCB上，零件都集中焊置在PCB的一個面上，導線集中在另一面。這兩個面分別被稱為零件面與焊接面。（4）圖標面：PCB上面印有文字與符號，標示零件位置的面，稱為圖標面，也作絲網印刷面。（5）插座：當PCB上的某些零件，需要在制作后也拆卸，則會用到插座。插座直接焊在板子上，易于零件的任意拆裝。（6）邊接頭：將兩塊PCB相互連結，通過裸露的銅墊進行電路連接，稱為邊接頭，俗稱金手指。邊接頭上的銅墊也是PCB布線的一部份。連接時，將PCB的邊接頭插入另一片PCB上相應的插槽即可。

3高度集成化電子產品PCB制造工藝的主要流程與注意事項

3.1單面板制作流程

一般情況下，單面板制作流程主要涉及到了覆箔板環節、下料環節、制模環節、洗凈烘干環節、曝光顯影、蝕刻、去膜、電器通斷檢測、清潔處理、網銀阻焊圖形處理、固化處理、網印標記符號處理、鉆孔處理、外形加工、清洗干燥、檢驗環節和包裝環節等多個環節。

3.2雙面板的基本制造工藝流程

近年來對于雙面板的典型制造工藝是裸銅覆阻焊膜法。裸銅覆阻焊膜法：裸銅覆阻焊膜法簡稱SMOBC法。這里主要介紹SMOBC工藝中的堵孔法的工藝流程。堵孔法的工藝流程雙面覆箔板-鉆孔-化學鍍銅-整板電鍍銅-堵孔-網印成像（正像）-蝕刻-去網印料、去堵孔料-清洗-阻焊圖形-插頭鍍鎳、鍍金-插頭貼膠帶-熱風整平-清洗-網印標記符號-外形加工-清洗干燥-成品檢驗-包裝-成品。

4電子產品PCB設計

由于表面貼裝元器件體積小，質量輕，組裝密度高，能夠滿足自動化生產設備高密度，高精度的組裝要求，可實現電子產品體積小型化、功能多樣化的發展要求，因此，對PBC的設計提出了更高的要求。為了提高組裝質量和生產效率，設計出更好的PBC，本文主要通過對CPB布局設計、布線設計、元器件間距設計和焊盤設計四方面來對PBC設計提出了更嚴格的要求：（一） 布局設計：（1）PCB外形長寬比和板面不宜過大，回流焊時容易產生翹曲變形，長寬比一般設置為3：2或4：3。（2）CPB上應有適應MST生產的定位孔、工藝邊和Mark點，定位孔和工藝邊方便夾持;Mark點有FcBMark點和cIMark點兩類，FcBMark點方便糾正FBC制作過程中產生的誤差，ICMark點保證貼裝精度。（3）元器件要均勻分布，平行排列，同類器件盡可能按相同的方向排列，便于貼裝、焊接和檢測。（4）元器件布局要滿足回流焊工藝間距要求，大功率元器件周圍布置熱敏等其它元器件時要有足夠的距離，低頻和高頻電路、低電位和高電位電路的元器件不能靠得太近。（5）多引腳元器件焊盤之間的短接處不允許直通，以免產生橋接。（二）布線設計：（l）通孔孔徑、過孔孔徑和焊盤尺寸之間應該有一定的比例，一般為1：2。（2）布線應短而直，應避免長距離平行走線，必要時采用跨接線，最小線距不應小于0.1mm。（3）低頻導線和公共地線布置在板邊緣，高頻線路放在板面中間，要設置地線。（4）導線不應有急彎或尖角，過渡部分宜用圓弧連接，輸入導線要遠離輸出導線，引出線要相對集中設置。（三）間距設計：（l）波峰焊工藝要略寬于回流焊工藝，PLCC之間為4二。（2）PLCC與片式元件、SOP、QFP之間為2.5二。（3）SOP之間，SOP與QFP之間為2二。（4）片式元件之間，SOT之間，SOP與片式元件之間為1.25。。4、焊盤設計：（l）焊盤設計主要包括矩形片式元件、小外形封裝和四方扁平封裝焊盤設計，PBC焊盤不僅與焊接后焊點強度有關，而且與焊接工藝，與元器件連接的可靠性有關。（2）矩形片式元件焊盤長度、寬度和間距主要和元件長度、寬度和高度有關。（3）小外形封裝和四方扁平封裝焊盤設計要注意焊盤中心距等于引腳中心距。

結語

PCB在電子產品中具有著至關重要的作用。與之相關的新的工藝方法的應用，有助于PCB制作研發意識的強化。高新集成單元在高效化、穩定化的PCB重點應用，可以在降低競爭成本的基礎上，提升電子產品的競爭優勢。在PCB制造領域，相關人員需要及時做好防護措施。對生產工藝所涉及到的一些注意事項進行明確，也有助于安全生產的開展。

參考文獻

[1]董會錦.電子產品制造工藝在我國的發展研究[J].電子技術與軟件工程，2017（15）.

[2]劉卓林.制造工藝統計數據分析對汽車電子產品的作用分析[J].通訊世界，2017（14）.