印制电路板的制造工艺

引言

印制电路板，是现代电子产品的重要组成部件。现代生活中的电子设备，如手机、手表、相、平板、空调、通信网络设备，它们之间的电气互连都要使用印制电路板，并起到至关重要的作用。

印制电路板是由绝缘底板，导线和电子元器件的焊盘三部分组成，既有导电线路的作用又有绝缘底板的作用。

1 印制电路板的分类

按结构分为刚性印制板、柔性印制板、刚柔印制板、齐平印制板；按用途分民用、工业、军用；按基材分为低基印制板、环氧玻纤币印制板、复合基材印制板和特种基材印制板；按电路层数分为单层、多层、双层板。常见的多层板一般为4 层或6 层板，复杂的可多达十几层。

2 印制板的制造

1）绘制草图，是把印制板实际图形化，使它能够准确反映元器件在印制板上的位置与连接方式。绘制草图是绘制黑白底图的依据，它能够体现焊盘的位置、间距，焊盘间的相互连接印制导线的走向及形状，整板的外形和尺寸等各种因素。

2）黑白底图，在草图设计完成之后，再根据草图绘制印制板的黑白底图，也可以把草图送到专业制板厂家由那里的技术人员绘制黑白底图。印制板制作要有版面的黑白底图（或计算机设计板面的软盘）的说明。作为后续生产过的原始依据，底图的设计质量，将直接影响印制板的生产质量。优质的底图既要满足电路设计的要求，又要兼顾生产厂家加工工艺的可行性。

2.1 绘制黑白底图应满足的要求

1）一般按2∶1 或4∶1 比例绘制实际版面尺寸的放大底图。

2）焊盘的大小、位置、间距，插头的尺寸，均应按草图所标的比例和尺寸绘制。

3）版面清洁，焊盘和导线的边缘应该光滑，不能有毛刺。

4）焊盘之间、导线之间、导线与焊盘之间的最小距离不用小于草图中注明的安全距离。

3 单面印制电路板的生产流程

单面印制电路板的生产流程为：下料→表面去油→内层线路→内层蚀刻→黑化→层压→钻孔→电镀沉铜→外层线路→电镀→外层蚀刻→丝印字符→去保护膜→表面涂覆→成型→检验。

单面板工艺简单，质量易于保重。在进行焊接前还应再度进行检验：导线焊盘，字与符号是否清晰，无毛刺；表面是否喷涂助焊剂；焊盘孔的尺寸及加工是否符合要求；印制板的插头部分是否符合要求；印制板厚度是否符合要求。

4 印制板上元器件的安装与焊接

4.1 元器件的安装

元器件在印制板上的固定，可以分为卧式安装和立式安装两种方式。从电路的复杂程度，元器件的种类和的整机空间大小来考虑元器件在印制板上的安装方式。根据不同特点，通常有如下对应关系：元件卧式安装—规则排列—圆形焊盘；元件立式安装—不规则排列—岛形焊盘。

4.2 元器件的焊接

1）电子元器件包括色环电阻、贴片电阻、贴片电容、二极管、三极管、晶振和电感等等。先小后大，先低后高，先轻后重。先焊电阻、电容，再焊二极管、三极管、电感等，最后焊继电器、变压器、电源模块等等。有极性元件按照印制板上的丝印标志安装。没有方向型的，丝印用方框标识。有方向性的，丝印有缺口或斜边。

2）元器件的安装高度应满足设计要求，同种器件安装高度一致。

3）一般直插元器件，将烙铁头的实际温度设置为（260～280 ℃），表面贴装物料（SMC）物料，将烙铁头的实际温度设置为（330～350 ℃）。焊接过程：预热—加焊锡—渗透—成型。

4）对不同的电容安装顺序不同，先装玻璃釉电容器、有机介质电容器、瓷介电容器，最后装电解电容器。

5）二极管的安装焊接分两种：一是普通二极管，有黑色标识的一端为负极。二是LED 发光二极管内部有较小的引脚是正极。第一次安装时注意极性，不能装错；标识要超正上方。

6）插座的安装：IC 插座有三个直角，1 个斜角，按照斜角进行识别；直式焊接插座有锁片按锁片进行；扁平电缆插座上有1 个三角形，三角形对应的为1 脚，通常插座上还有一个缺口。

7）集成电路的安装焊接：双插直列IC 在PCB上的丝印有一个缺口，插装IC 时，将缺口方向对正即可。焊接时，先焊对角的两只脚使其定位，再焊接其他的引脚。

5 印制板的调试

5.1 外观工艺检测

电路板焊接完后，先不直接给电路板供电，检查电路板的线路和元器件外观，确保符合要求。按照电路图检查线路，根据电路图的连线，按顺序逐一检查安装好的线路；对照原理图进行，以元件为中心进行检查。把每个元件引脚的连线都检查一遍，最好用指针万用表欧姆挡的蜂鸣器测试，直接测量元器件引脚，这样可以同时发现接线不良的地方。

5.2 通电性能检测

1）印制板通电后要先观察电路有无异常现象，有无冒烟现象，有无异常气味，集成电路外封装是否发烫等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后再通电。

2）印制板静态测试：指在不加输入信号，或只加固定的电平信号时进行直流测试。第一，用万用表测出电路中各点的电位。第二，将理论估算值和测试值比较，判断电路直流工作状态是否正常。第三，如果发现电路中有已损坏或处于临界工作状态的元器件要及时更换器件，再测试。

3）印制板动态测试，是在静态测试的基础上进行的，按照电路原理图，在电路的输入端加入合适的信号，按信号的流向，顺序检测电路图上要求的各个的输出信号，发现不正常现象后分析故障和检查原因，并排除故障，再进行调试。

5.3 调试中注意事项

1）正确选择测试点。由于仪器内阻引起的误差的存在，同一台测试仪器进行测量时，测量点不同会导致结果也大不同。

2）正确选择测试方法。如果需要测量某电路的电流时，可测电压而不测需要电流，因为测电压测试方便。再通过测取该支路上电阻两端的电压，经过换算而得到该支路的电流。

3）正确记录测试过程。要时刻做好调试记录。善于记录观察的现象，并对测量的数据、波形和相位关系并作对比，才能在电路板出现故障后，轻松地找到故障原因并解决问题。

6 结语

印制板的产生与发展促使科技电子产品的质量和功能也产生质的飞跃，提高了电子设备的质量和可靠性。我们必须更加清楚，更加细致地认识这个体积小但作用大的部件，它使安装焊接元器件更加简便，缩小了产品的体积，调试工作也更加简便快捷，降低了产品的生产成本，提高了产品的生产率。