PCBA制程-PCB工艺流程与技术


印制电路板的工艺流程与技术可分为单面、双面和多层印制板。现以双面板和最复杂的多层板为例。
⑴常规双面板工艺流程和技术。
　　
①开料---钻孔---孔化与全板电镀---图形转移（成膜、曝光、显影）---蚀刻与退膜---阻焊膜与字符---HAL或OSP等---外形加工---检验---成品
②开料---钻孔---孔化---图形转移---电镀---退膜与蚀刻---退抗蚀膜（Sn,或Sn/pb）---镀插头---阻焊膜与字符---HAL或OSP等---外形加工---检验---成品
⑵常规多层板工艺流程与技术。
开料---内层制作---氧化处理---层压---钻孔---孔化电镀（可分全板和图形电镀）---外层制作---表面涂覆---外形加工---检验---成品
（注1）：内层制作是指开料后的在制板---图形转移（成膜、曝光、显影）---蚀刻与退膜---检验等的过程。
（注2）：外层制作是指经孔化电镀的在制板---图形转移（成膜、曝光、显影）---蚀刻与退膜等过程。
（注3）：表面涂（镀）覆是指外层制作后---阻焊膜与字符---涂（镀）层（如HAL、OSP、化学Ni/Au、化学Ag、化学Sn等等）。
⑶埋/盲孔多层板工艺流程与技术。
一般采用顺序层压方法。即：
开料---形成芯板（相当于常规的双面板或多层板）---层压---以下流程同常规多层板。
（注1）：形成芯板是指按常规方法造成的双面板或多层板后，按结构要求组成埋/盲孔多层板。如果芯板的孔的厚径比大时，则应进行堵孔处理，才能保证其可靠性。
⑷积层多层板工艺流程与技术。
芯板制作---层压RCC---激光钻孔---孔化电镀---图形转移---蚀刻与退膜---层压RCC---反复进行形成a n b结构的集成印制板（HDI/BUM板）。
（注1）：此处的芯板是指各种各样的板，如常规的双面、多层板，埋/盲孔多层板等等。但这些芯板必须经过堵孔和表面磨平处理，才能进行积层制作。
（注2）：积层（HDI/BUM）多层板结构可用下式表示。
a n b
a—　　　为一边积层的层数，n—为芯板，b—为另一边积层的层数。
⑸集成元件多层板工艺流程与技术。
　　　
开料---内层制作---平面元件制作---以下流程同多层板制作。
（注1）：平面元件以CCL或网印形式材料而采用。
PCBA制程-无铅条件下PCBA可制造性初探


摘 要：在无铅条件下提高PCBA可制造性涉及的因素包括：PCB和元器件的制造、焊料（焊膏）的选用、设备的加工能力以及工艺技术等。本文通过分析PCBA可制造性的内涵，提出装联无铅化的关键所在，重点论述了在采用Sn-Ag-Cu和Sn-Cu钎料的条件下，实现无铅再流焊和无铅波峰焊的技术途径和对策。?
关键词： PCBA装联；无铅化；无铅再流焊；无铅波峰焊；无铅手工焊?
中图分类号： TN41
Research of PCBA Assemble in Lead Free?
BAI Yun,LIU Yan-xin,?
（Beijing Zhuanglian Electronic Engineering CO.,LTD, Beijing 100041,China）
Abstract: Improving producibility of PCBA includes much factors, such as fabrication of PCB ,design of component, selection of solder, capability of equipment and technology of process. Analyse the producibility principle of PCBA, and critical techniques of lead free is proposed and researched. Finally, the research on the key impacts of Sn-Ag-Cu and Sn-Cu lead free solder and their implementation in lead free reflow soldering and lead free wave soldering is presented.?
Key words: PCBA assemble; Lead Free; Lead Free Reflow Soldering; Lead Free Wave Soldering; Lead Free Hand Soldering?
2003年1月27日，欧洲议会和理事会通过了最后版本的WEEE和ROHS两项指令案。WEEE将于2004年8月13日起在整个欧盟各国实行，它是关于报废电子电气设备的指令，该指令除对报废电子电气设备的回收和处理作出特殊规定外，还规定回收费用由生产者承担；ROHS将从2006年7月1日起在欧盟各国实施，它的内容是禁止销售含铅、汞、镉等六种有害物质的电子电气设备。欧盟这一立法举动，无疑是对20世纪90年代开始的全球禁铅活动的极大推进，逼使全球电子业界加速攻克无铅化这一新的技术壁垒。?
我国的电子工业已达年产值近2万亿元的较大规模，但除少数企业已做到无铅化外，大多数企业的电子产品制造还是有铅的。因此，我国电子业界面临着制造无铅化的艰巨任务。为迎接挑战，我国电子主管部门已采取了积极的对策，例如，组织科技攻关（焊料、焊接设备），连续举办了多次电子制造无铅化的国际会议，酝酿出台《电子信息产品污染防治管理办法》等。?
电子装备制造实现无铅化的重点领域是元器件封装和印制电路板装联，即PCBA制造。由于电子元器件封装无铅化涉及众多特殊问题，因此当前全世界电子业界将无铅化的主要精力都集中于PCBA的制造方面。要使PCBA制造实现无铅化，它将会遇到哪些困难？如何解决这些困难？这就是无铅条件下PCBA的可制造性问题。
PCBA制程-PCBA制程小常识 SMT制程炉温仕样书(PROFILE)


1.有铅:(1)PEAK温度210度-240度.
(2)预热温度130度-170度
(3)预热时间60-120秒.
(4)200度以上时间30秒以内.
(5)升温角度3度/秒以内.
2.无铅:(1)PEAK温度235度-245度.
(2)预热温度140度-180度
(3)预热时间60-120秒.
(4)200度以上时间30秒以内.
(5)升温角度3度/秒以内.
(6)降温速率200度以下6-12度/秒.
3.红胶:(1)PEAK温度:135度-150度.
(2恒温时间:90秒-120秒.
波峰焊锡炉制程仕(PROFILE)
1.有铅:(1)预热温度:80度-100度.
(2)预热时间:30-60秒
(3)PEAK温度:220-240度
(4)DIP时间3-5秒
(5)温度落差 T:小于60度
2.无铅:(1)预热温度:100度-120度.
(2)预热时间:40-80秒
(3)PEAK温度:250度正负10度
(4)DIP时间3-5秒
(5)温度落差 T:小于60度
(6)降温速率(217度以下):6-12度/秒.
DTA无铅锡线成分含量.
SN:96.5%
AG:3.0%
CU:0.5%
FLUX:2.0%
无铅烙铁焊接温度:360度正负15度. PCBA制程-SMT.Bonding.THT组装工艺现有SMT、工艺对PCBA设计


在珠江三角洲的PCBA电子组装生产环节中，因各个公司考虑设备成本.收益.折旧等投资收益问题，生产制造中SMT生产常采用中低速贴片机；Bonding常采用工作台旋转的超声波焊接机；THT常采用手工插件手工浸锡炉的生产方式来完成。这些混合组装工艺对PCBA设计的影响如下：
一、 单面或双面布置SMT组件：
相当一部分塑料电子产品所使用的PCBA，混合使用了SMT . COB . THT这三种电子组装生产工艺，所以在设计为单面贴装SMT组件时，采用这些设备和工艺都很实惠，能顺利完成设计师的产品；设计为双面生产SMT组件时，则需考虑三个方面：
1． 因受SMT设备影响，在其中一面布置的组件应尽可能的少，如不超过五个，则不需高成本的更改生产工序，也无需添加不同熔点的焊锡膏。具体生产方法为：
a.先正常贴装零件少的一面，并回流焊接完成。
b.在另一面印焊锡膏，如使用机器印刷，则调整背面顶针位置；如使用手工印刷，需制作特殊夹具，使PCB平整，以保证锡膏印刷质量。
c.组件贴装好之后，将PCB放在Bonding使用的大铝盘上，进入回流焊机中，并适当调低底面温度即可。
2． Bonding裸IC的正背面，需要留出20-30mm无SMT组件的空间，以给Bonding机的工作台夹具留下空间(普通低端Bonding机是工作台旋转，裸IC的正背面必须对准旋转工作台的轴心，才能获得良好品质)。
3． 如果还需进行插件浸锡炉，这时对SMT组件的热冲击将超过每秒二百摄氏度以上，SMT组件会受到损坏。此时应尽量考虑SMT组件与THT组件分开布置在PCB的不同面。
二、PCB外形：
1． 一般为：
长：50mm---460mm 宽：30mm---400mm
生产最优选的PCB外形是：
长：100mm---400mm 宽：100mm---300mm
2．如PCB太小，应该制作成拼板，以便进行机器贴装并提升贴片机效率。拼板需制作工艺边(如无工艺边，使用0805组件时，生产效率低，精度差，如使用0603组件则精度差到无法正常生产。)
3．工艺边上需制作FIDUCIAL MARK：直径为1mm至1.5mm的圆实心覆铜点。


三、拼板联接：
1.V-CUT联接：使用分割机分割，这种分割方式断面平滑，对后道工序无不良影响。
2.使用针孔(邮票孔)联接：需考虑断裂后的毛刺，及是否影响COB工序的Bonding机上的夹具稳定工作，还应考虑是否影响插件过轨道，及是否影响装配组装。
四、PCB材质：
1．XXXP、FR2、FR3这类纸板PCB受温度影响较大，因热膨胀系数不同容易导致PCB上铜皮出现起泡、变形，断裂，脱落现象。
2．G10、G11、FR4、FR5这类玻璃纤维板PCB受SMT温度及COB、THT的温度影响相对较小。
如果一块PCB上需要进行两种以上的COB. SMT. THT生产工艺，从兼顾质量和成本考虑，FR4适合大部分产品。
五、焊盘连接线的布线以及通孔位置对SMT生产的影响：
焊盘连接线的布线以及通孔位置对SMT的焊接成品率有很大影响，因为不合适的焊盘连接线以及通孔可能起“偷窃”焊料的作用，在回流炉中把液态的焊料吸走(流体中的虹吸和毛细作用)。以下的情况对生产品质有好处：
1．减小焊盘连接线的宽度：
如果没有电流承载容量和PCB制造尺寸的限制，焊盘连接线的最大宽度为0.4mm或1/2焊盘宽度，可以更小。
2．与大面积导电带(如接地面，电源面)相连的焊盘之间最优选为用长度不小于0.5mm的窄连接线(宽度不大于0.4mm或宽度不大于1/2焊盘宽度) 。
3．避免连接线从旁边或一个角引入焊盘。最优选为连接线从焊盘后部的中间进入。
4．通孔尽量避免放置在SMT组件的焊盘内或直接靠近焊盘。
原因是：焊盘内的通孔将吸引焊料进入孔中并使焊料离开焊点；直接靠近焊盘的孔，即使有完好的绿油保护(实际生产中，PCB来料中绿油印刷不精确的情况很多)，也可能引起热沉作用，会改变焊点浸润速度，导致片式元器件出现立碑现象，严重时会阻碍焊点的正常形成。
通孔和焊盘之间的连接最优选为用长度不小于0.5mm的窄连接线(宽度不大于0.4mm或宽度不大于1/2焊盘宽度) 。