DVD-CH52 印 制 电 路 板 综 述 (1) 我 们 生 活 在 一 个 五 彩 缤 纷 的 世 界 仔 细 观 察 我 们 的 周 围, 就 会 发 现 电 子 产 品 无 处 不 在, 工 作 场 所 家 庭 生 活 交 通 运 输 学 校 商 店 银 行 和 医 院 (2) 我 们 生 活 工 作 的 所 有 场 合 几 乎 都 离 不 开 它 (3) 美 国 的 电 子 工 业 直 接 提 供 了 二 百 万 个 工 作 职 位, 这 个 数 子 比 汽 车 钢 铁 和 航 空 三 种 工 业 所 提 供 的 职 位 总 和 都 要 多 你 猜 怎 么 样, 即 使 在 这 些 工 业 中 电 子 也 起 着 非 常 重 要 的 作 用 (4) 我 们 一 想 到 电 子, 通 常 就 会 想 到 电 子 元 件 每 个 人 对 这 个 现 代 化 的 奇 迹, 即 高 技 术 计 算 机 芯 片, 都 略 知 一 二 每 年 这 些 芯 片 都 在 以 更 快 的 速 度 处 理 更 多 的 信 息 (5) 但 是 如 果 没 有 印 制 电 路 板, 电 子 系 统 就 不 可 能 正 常 地 运 转 正 是 由 于 印 制 电 路 板 的 存 在, 才 使 那 些 给 人 留 下 深 刻 印 象 的 电 子 元 件 能 够 相 互 连 接, 并 与 其 他 无 源 器 件 如 电 阻 和 电 容 连 接 (6) 事 实 上, 印 制 电 路 是 现 代 电 子 的 基 础 之 一 (7) 当 今 电 路 板 市 场 的 一 个 关 键 词 是 竞 争 目 前 的 市 场 环 境 不 断 地 要 求 降 低 利 润 空 间, 以 批 量 生 产 的 价 格 生 产 定 制 产 品, 这 就 意 味 着 我 们 要 不 断 地 以 更 快 的 速 度 更 低 廉 的 价 格 更 高 的 效 率 生 产 更 好 的 产 品 (8) 大 家 不 禁 要 问 : 什 么 是 印 制 电 路 呢? 简 单 地 说, 印 制 电 路 就 是 在 称 之 为 基 板 的 绝 缘 材 料 上 形 成 的 一 个 电 子 导 体 图 形 (9) 电 子 元 件 就 是 通 过 这 些 印 制 导 体 互 相 连 接 起 来 的 (10) 元 件 又 是 什 么 呢? 他 们 是 一 种 能 改 变 / 控 制 电 子 流 动 的 器 件 如 电 阻 电 容 和 计 算 机 芯 片 等 (11) 而 互 连 就 是 电 子 流 动 的 通 道 (12) 让 我 们 从 历 史 的 角 度 来 看 印 制 电 路 的 发 展 过 程 很 久 以 前, 我 们 用 的 无 线 电 收 音 机 都 很 大 在 这 个 能 接 收 无 线 电 波 的 盒 子 里 面, 这 些 数 不 清 的 电 线 和 玻 璃 真 空 管 安 装 在 金 属 底 架 上 的 1
插 槽 内 人 们 是 用 这 些 电 线 把 真 空 管 互 相 连 接 起 来 (13) 到 了 40 年 代 末, 人 类 造 出 了 晶 体 管 来 取 代 体 积 庞 大 的 真 空 管, 同 时 又 设 计 出 印 制 电 路 来 取 代 成 堆 的 导 线 记 住, 印 制 电 路 技 术 提 供 了 一 种 直 接 在 非 导 体 基 板 上 生 成 金 属 导 体 的 方 法 现 在 让 我 们 再 回 到 当 时 的 情 景 看 看 印 制 电 路 是 如 何 形 成 的 (14) 首 先 在 非 导 体 基 板 的 一 面 用 压 合 的 方 式, 覆 上 一 层 导 电 的 铜 箔 这 就 是 所 谓 的 覆 铜 板 (15) 接 下 来, 采 用 丝 网 印 刷 技 术 在 铜 箔 表 面 上 按 照 所 希 望 的 导 体 图 形 印 刷 一 层 抗 蚀 剂 抗 蚀 剂 下 面 的 铜 被 保 护 起 来 (16) 然 后 用 化 学 蚀 刻 方 法 溶 解 掉 未 被 保 护 的 铜 这 样 就 留 下 了 涂 有 抗 蚀 剂 的 部 分, 下 面 就 是 铜 导 体 (17) 这 一 步, 是 用 溶 剂 剥 掉 抗 蚀 剂, 铜 导 体 就 暴 露 出 来 了 (18) 接 着, 在 基 板 上 要 安 装 元 件 的 适 当 位 置 冲 出 或 钻 出 孔 来 (19) 为 了 形 成 一 个 完 整 的 电 路 板 组 件, 在 铜 导 体 的 背 面 把 元 件 插 到 相 应 的 孔 里 面, 再 用 焊 锡 把 元 件 的 引 脚 与 铜 导 体 焊 在 一 起, 这 样 就 形 成 了 电 气 连 接 (20) 经 过 上 述 过 程 后, 就 形 成 了 现 在 这 块 基 本 的 单 面 电 路 板 (21) 当 有 较 多 的 元 件 需 要 互 连 时, 我 们 可 以 把 电 路 板 的 两 面 都 用 起 来, 通 常 称 为 双 面 电 路 板 如 果 需 要 更 多 的 互 连, 我 们 可 以 在 印 制 板 的 中 间 增 加 内 层 导 体, 这 就 是 常 说 的 多 层 板 (22) 这 些 内 连 层 被 一 层 一 层 叠 压 在 一 起, 形 成 的 多 层 板 要 比 前 面 说 的 单 面 和 双 面 电 路 板 复 杂 得 多, 在 同 样 的 或 是 更 少 的 物 理 空 间 内 可 实 现 更 多 的 互 连 (23) 至 此 我 们 所 看 到 的 都 是 最 熟 悉 的 刚 性 印 制 电 路 还 有 一 种 叫 柔 性 印 制 电 路 的, 以 及 刚 性 与 柔 性 相 结 合 的 复 合 板 (24) 柔 性 电 路 能 折 叠 弯 曲 甚 至 卷 成 一 个 卷 他 们 可 用 在 要 求 机 械 柔 性 的 任 何 产 品 中 2
(25) 现 在 你 已 经 了 解 了 印 制 电 路 工 业 的 一 些 背 景, 下 面 我 们 深 入 到 电 路 设 计 和 制 造 环 节 中 进 一 步 了 解 所 涉 及 到 的 各 种 材 料 和 常 用 工 艺 我 们 还 将 讨 论 制 造 最 终 组 件 所 使 用 的 典 型 工 艺 (26) 制 造 一 块 印 制 电 路 板 的 作 业 非 常 复 杂, 由 100 多 步 单 独 的 工 艺 步 骤 组 成 包 括 照 相 机 械 或 化 学 涉 及 到 很 多 不 同 的 行 业 (27) 例 如, 照 相 和 丝 网 印 刷 来 自 书 画 刻 印 艺 术 行 业 (28) 层 压 来 自 橱 柜 制 造 行 业 (29) 钻 孔 布 线 和 冲 孔 来 自 机 械 行 业 (30) 化 学 镀 和 电 解 镀 来 自 金 属 涂 饰 工 业 (31) 真 空 层 压 则 源 自 于 航 空 工 业 (32) 等 离 子 清 洗 和 蚀 刻 来 自 于 微 电 子 行 业 (33) 但 在 我 们 继 续 往 下 讲 之 前, 先 来 探 究 一 下 基 材 即 基 板 覆 铜 箔 层 压 板 的 结 构 (34) 记 住, 层 压 板 是 不 导 电 的 即 绝 缘 材 料 在 电 子 学 中, 这 称 之 为 介 质 层 压 板 是 由 增 强 材 料 和 树 脂 材 料 组 成 (35) 树 脂 用 来 粘 合 增 强 材 料 并 提 供 绝 缘 媒 介 以 防 止 电 气 信 号 在 导 体 之 间 和 电 路 板 内 通 过 (36) 增 强 材 料 可 以 是 纸 纤 维 编 织 玻 璃 布 玻 璃 纤 维 无 纺 布 芳 酰 胺 纤 维 布 聚 四 氟 乙 烯 纤 维 布 或 石 英 布 最 常 用 的 是 编 织 玻 璃 布 (37) 层 压 板 使 用 的 树 脂 系 列 包 括 通 用 的 树 脂 如 酚 醛 树 脂 和 环 氧 树 脂 ; 及 高 温 树 脂 如 聚 酰 亚 胺 树 脂 和 聚 四 氟 乙 烯 最 常 用 的 是 环 氧 树 脂 (38) 涂 有 环 氧 树 脂 的 玻 璃 布, 称 为 B 阶, 经 特 殊 烘 烤 后 成 为 半 固 化 材 料, 即 半 固 化 片 现 在 来 看 一 下 制 造 电 路 板 所 常 用 的 一 些 层 压 板 类 型 (39) 纸 - 酚 醛 树 脂 材 料, 这 里 增 强 材 料 为 纸, 粘 合 材 料 是 酚 醛 树 脂, 这 是 一 种 成 本 最 低 的 层 压 板 这 种 层 压 板 为 不 透 明 的 棕 色, 可 以 钻 孔 或 冲 孔 常 见 符 号 为 FR-2 (40) 聚 酯 - 3
玻 璃 复 合 材 料 基 板, 成 本 也 比 较 低, 也 能 钻 孔 和 冲 孔 其 颜 色 通 常 为 不 透 明 的 奶 油 色, 但 也 有 蓝 色 黑 色 或 红 色 它 们 的 符 号 为 CEM-1 和 CEM-3 (41) 环 氧 树 脂 - 玻 璃 层 压 板 是 透 明 的 浅 绿 色, 是 电 路 板 行 业 中 最 常 用 的 材 料 也 有 深 绿 色 和 红 色 的 它 们 的 常 用 符 号 是 FR-4 (42) 聚 酰 亚 胺 - 玻 璃 层 压 板 在 军 事, 航 空 业 及 井 下 钻 探 中 备 受 青 睐, 可 用 在 高 温 和 / 或 恶 劣 的 环 境 中, 颜 色 从 半 透 明 过 渡 到 不 透 明 有 多 种 棕 色, 符 号 为 GI (43) 聚 四 氟 乙 烯 - 玻 璃 层 压 板, 其 独 特 的 介 电 特 性, 使 得 它 与 其 他 层 压 板 相 比 具 有 更 快 的 信 号 速 度, 所 以 它 是 微 波 应 用 中 最 常 用 的 颜 色 呈 灰 棕 色, 符 号 为 GR GT GX 和 GY (44) 可 能 还 有 很 多 其 他 类 型 的 所 谓 特 殊 层 压 板 包 括 环 氧 树 脂 - 凯 富 拉 ( 芳 香 族 聚 酰 胺 ) 纤 维 氰 酸 酯 - 玻 璃 聚 酰 亚 胺 - 凯 富 拉 纤 维 聚 酰 亚 胺 石 英 和 环 氧 树 脂 - 聚 四 氟 乙 烯 纤 维 (45) 每 种 层 压 板 的 成 本 根 据 原 材 料 的 成 本 和 加 工 难 度 而 定 但 它 们 承 担 的 使 命 是 相 同 的 - 提 供 一 个 稳 定 的 不 导 电 的 基 板 (46) 现 在 我 们 来 了 解 一 下 典 型 的 层 压 材 料 制 做 经 过 买 进 来 的 增 强 材 料 象 普 通 的 布 匹, 一 卷 一 卷 的 先 把 它 浸 泡 在 树 脂 槽 中, 然 后 送 入 处 理 器 里 面 的 溶 剂 可 以 控 制 树 脂 的 粘 性, 使 其 达 到 一 个 正 确 均 匀 的 粘 度 然 后 对 树 脂 进 行 不 完 全 固 化, 到 不 粘 手 即 可 最 终 形 成 了 半 固 化 饱 和 树 脂 增 强 材 料, 我 们 称 其 为 半 固 化 片 或 B 阶 (47) 然 后 将 其 切 成 一 定 尺 寸 的 大 板 (48) 除 了 半 固 化 片 材 料 外, 电 路 板 还 要 用 到 导 电 材 料 - 铜 箔 慢 慢 转 动 铜 电 镀 液 中 的 不 锈 钢 或 钛 电 极 鼓, 就 制 成 了 铜 箔 鼓 的 一 次 旋 转 形 成 一 定 厚 度 的 铜 镀 层 不 同 的 转 速 决 定 不 同 的 厚 度 (49) 接 着 把 剥 下 来 的 铜 箔 卷 在 一 个 接 收 盘 上 接 触 鼓 的 铜 箔 面 很 光 亮, 另 一 面 为 了 与 半 固 化 4
片 有 较 好 的 粘 着, 做 了 钝 化 处 理 和 半 固 化 片 一 样, 铜 箔 也 要 切 成 一 定 尺 寸 的 大 板 (50) 这 样 我 们 就 有 了 一 张 一 张 的 半 固 化 片 和 铜 箔 现 在 让 我 们 来 观 看 一 下 典 型 的 覆 铜 板 制 作 技 术 先 用 钢 隔 板 垫 在 下 面 保 护 覆 铜 板 的 外 表 面 不 被 压 伤 (51) 下 一 步, 我 们 在 钢 隔 板 上 放 一 张 铜 箔, 粗 糙 面 向 上 然 后 在 加 放 一 定 数 量 的 半 固 化 片, 如 果 制 作 双 面 覆 铜 板, 还 要 在 上 面 再 放 一 张 铜 箔, 光 亮 面 向 上 (52) 最 后 再 盖 上 另 一 张 钢 隔 板, 做 为 一 格 就 这 样 重 复 往 上 堆, 最 后 就 好 象 一 摞 书 一 样 (53) 然 后 将 这 些 书 装 入 层 压 机 (54) 在 热 和 压 力 的 共 同 作 用 下, 这 些 材 料 压 合 在 一 起 压 合 过 程 中 层 压 机 的 温 度 和 压 力 使 半 固 化 片 熔 化 并 流 动 (55) 压 合 工 作 室 抽 成 真 空, 可 以 确 保 液 体 半 固 化 片 与 铜 箔 之 间 良 好 的 接 触 等 半 固 化 片 变 硬, 或 胶 凝 后 就 粘 连 到 铜 箔 的 表 面 (56) 我 们 把 完 全 固 化 的 半 固 化 片, 称 为 C 阶 现 在 我 们 已 经 全 面 了 解 了 生 产 电 路 板 所 用 的 覆 铜 板 的 制 作 过 程, 接 下 来 让 我 们 去 探 究 一 下 典 型 的 电 路 板 设 计 包 含 了 一 些 什 么 内 容 (57) 市 场 竞 争 导 致 产 品 生 命 周 期 越 来 越 短, 要 求 更 快 的 生 产 导 入, 以 及 产 品 功 能 日 渐 复 杂, 计 算 机 辅 助 设 计 即 CAD 系 统 便 应 运 而 生 无 疑 我 们 正 处 于 科 技 快 速 变 化 的 年 代 (58) 电 路 板 设 计 实 际 是 从 最 终 产 品 的 设 计 开 始 的 只 有 先 知 道 一 个 产 品 要 做 什 么, 它 的 外 观 什 么 样, 你 才 能 选 择 所 需 的 元 件 和 互 连 的 类 型 (59) 设 计 工 程 师 按 照 终 端 产 品 所 需 要 的 所 有 电 子 功 能 生 成 原 理 图 而 电 路 板 设 计 实 际 上 是 元 件 和 所 有 互 连 的 一 种 物 理 表 示 (60) 工 程 师 用 CAD 系 统 来 确 定 板 子 的 类 型 尺 寸 和 形 状 (61) 基 材 的 类 型 级 别 和 牌 号 (62) 元 件 在 板 子 上 的 物 理 位 置 5
(63) 所 要 钻 孔 的 大 小 位 置 和 数 量 (64) 板 上 导 体 及 非 导 体 图 形 的 尺 寸 形 状 和 布 线 (65) 以 及 所 有 测 试 点 的 数 量 和 位 置 这 些 测 试 点 被 汇 编 成 一 个 测 试 网 表 (66) 从 CAD 系 统 出 来 的 最 终 设 计 数 据, 需 要 转 换 成 光 绘 仪 的 格 式, 送 到 激 光 绘 图 仪, 在 感 光 胶 片 上 生 成 电 路 板 的 照 相 底 版 (67) 激 光 绘 图 仪 采 用 与 电 视 机 类 似 的 电 子 扫 描 系 统 逐 行 扫 描 技 术 光 绘 仪 的 输 出 就 是 用 来 在 电 路 板 上 曝 光 成 像 的 底 版 (68) 在 数 字 化 信 息 中 还 包 括 钻 孔 布 线 及 测 试 等 需 要 的 所 有 文 件 (69) 现 在 制 造 印 制 板 需 要 的 所 有 材 料 都 具 备 了 当 然 还 有 前 面 介 绍 的 覆 铜 板 我 们 可 以 开 始 制 作 电 路 板 了 让 我 们 先 来 了 解 制 作 一 块 典 型 的 双 面 刚 性 PCB 的 一 些 关 键 工 艺 步 骤 (70) 我 们 先 将 覆 铜 板 切 成 适 当 的 板 材 尺 寸 把 一 定 数 量 的 板 材 摞 起 来 一 同 钻 孔 (71) 接 着, 通 过 电 镀 使 孔 壁 导 通 这 是 采 用 化 学 沉 积 方 法 在 板 的 整 个 表 面 及 孔 的 内 壁 上 形 成 一 层 很 薄 的 化 学 铜, 或 者 称 为 另 一 层 导 电 膜 也 可 使 用 直 接 金 属 化 技 术 (72) 此 时, 在 板 材 上 涂 敷 光 刻 胶 通 常 为 干 膜 (73) 然 后 在 光 刻 胶 上 曝 光 底 版 图 像 (74) 现 在 把 板 子 放 入 显 影 液 中 显 影 过 程 将 去 除 干 膜 未 曝 光 尚 保 持 柔 软 的 部 分, 它 们 覆 盖 着 想 要 保 留 下 来 的 导 电 图 形 (75) 干 膜 经 曝 光 变 硬 的 部 分 留 下 来 覆 盖 着 板 上 除 导 电 图 形 以 外 的 区 域, 干 膜 的 覆 盖 可 以 屏 蔽 或 阻 止 下 一 步 即 将 进 行 的 电 镀 涂 敷 (76) 现 在 电 路 图 形 和 孔 壁 上 都 镀 上 了 一 定 厚 度 的 铜, 这 个 工 艺 被 称 为 图 形 电 镀 (77) 露 铜 表 面 镀 敷 了 一 层 薄 薄 的 锡 或 锡 / 铅 合 金, 在 后 面 的 蚀 刻 过 程 起 抗 蚀 作 用 6
(78) 电 镀 工 序 后, 原 来 留 下 来 的 光 刻 胶 要 经 过 一 个 脱 膜 工 序 被 清 除 脱 膜 剂 溶 解 已 经 变 硬 的 光 刻 胶, 露 出 下 面 的 铜 (79) 这 时, 板 面 上 显 现 出 所 希 望 的 导 电 图 形, 上 面 覆 盖 着 一 层 锡 或 锡 / 铅 合 金 抗 蚀 膜 其 余 部 分 则 被 铜 覆 盖 着 (80) 现 在 用 蚀 刻 工 艺 去 掉 这 些 不 需 要 的 铜, 露 出 基 材, 即 非 导 电 基 板 注 意 锡 或 锡 / 铅 合 金 起 着 抵 抗 蚀 刻 溶 液 的 作 用, 因 此 而 得 名 (81) 这 时 我 们 要 脱 去 铜 上 面 镀 覆 的 锡 或 锡 / 铅 我 们 现 在 得 到 的 就 是 接 近 最 终 产 品 的 电 路 板 (82) 接 着, 印 制 板 上 不 能 涂 敷 焊 料 的 所 有 区 域 需 要 遮 盖 起 来 这 个 任 务 是 阻 焊 膜 来 完 成 的 最 常 用 的 阻 焊 膜 是 液 态 感 光 型, 可 用 以 下 几 种 方 式 涂 敷, 包 括 水 帘 淋 洒 涂 布 喷 涂 或 各 种 网 印 工 艺 (83) 阻 焊 膜 也 可 通 过 滚 压 干 膜 来 形 成 (84) 或 用 刮 板 手 工 压 合 (85) 接 着 是 阻 焊 膜 底 版 成 像 然 后 显 影 固 化 (86) 做 好 阻 焊 膜 以 后, 经 过 热 风 整 平 作 业, 将 熔 融 的 焊 料 涂 敷 到 所 有 未 被 阻 焊 膜 保 护 的 区 域 上 述 在 裸 铜 图 形 上 面 涂 覆 阻 焊 膜 的 工 艺 简 称 为 SMOBC 还 有 一 些 其 他 类 型 的 表 面 涂 饰, 如 有 机 涂 层 和 其 他 金 属 保 护 涂 层 如 镍 和 金 (87) 整 个 制 作 过 程 最 终 以 边 缘 连 接 器 ( 金 手 指 ) 电 镀 金 丝 印 标 识 或 符 号, 修 切 板 边 缘 得 到 最 终 尺 寸 和 形 状, 而 告 结 束 (88) 这 就 是 我 们 所 完 成 的 双 面 电 路 板 (89) 正 如 你 所 看 到 的, 制 造 一 块 电 路 板 需 要 用 到 很 多 机 器 和 工 艺 为 了 成 功 地 实 现 计 划 并 交 付 可 靠 的 产 品, 质 量 控 制 和 预 防 性 维 护 程 序 是 非 常 关 键 的 7
(90) 在 我 们 讨 论 测 试 和 检 查 板 子 之 前, 让 我 们 来 看 一 下 制 造 更 为 复 杂 的 多 层 板 时 的 不 同 之 处 (91) 多 层 板 使 用 内 连 层, 可 在 同 样 的 空 间 内 实 现 更 高 的 电 路 密 度 含 三 层 以 上 电 路 的 就 可 称 为 多 层 板 用 于 内 层 的 材 料 是 较 薄 的 双 面 覆 铜 箔 层 压 板 内 层 电 路 的 制 作 过 程 如 下 : (92) 首 先 把 板 材 叠 起 来 进 行 钻 孔 (93) 涂 敷 光 刻 胶, 按 照 电 路 图 形 成 像 并 显 影 (94) 显 影 工 艺 将 去 掉 未 暴 光 的 仍 保 持 柔 软 的 区 域, 下 面 覆 盖 的 就 是 将 要 蚀 刻 掉 的 区 域 (95) 现 在 开 始 蚀 刻 (96) 脱 除 胶 膜 (97) 然 后 将 内 层 电 路 板 放 在 自 动 光 学 检 查 系 统 中 测 试 测 试 通 过 的 内 层 板 需 要 在 氧 化 槽 中 进 行 表 面 处 理, 以 改 善 层 压 期 间 与 半 固 化 片 的 粘 附 性 (98) 按 照 与 前 面 我 们 介 绍 的 叠 加 半 固 化 片 材 料 生 成 层 压 板 基 材 相 似 的 方 式, 进 行 叠 加 与 层 压, 只 不 过 现 在 压 合 的 是 蚀 刻 的 内 联 层 (99) 我 们 又 要 使 用 分 隔 板 和 离 合 纸 (100) 为 了 制 作 基 本 的 六 层 板, 在 离 合 纸 上 面 放 一 张 铜 箔 它 最 后 将 成 为 外 导 电 图 形, 或 者 说 是 第 一 层 (101) 接 着, 加 入 一 定 数 量 的 半 固 化 片 以 满 足 内 层 之 间 的 绝 缘 需 要 它 同 时 也 起 着 把 内 层 连 接 到 一 起 的 粘 接 作 用 接 着 加 上 已 制 成 的 双 面 内 联 层 这 就 是 第 二 层 和 第 三 层 (102) 再 加 上 一 些 固 化 片 然 后 把 第 二 张 已 加 工 好 的 内 层 放 在 半 固 化 片 上, 成 为 第 四 层 和 第 五 层 (103) 继 续 叠 加 固 化 片 好 了, 把 作 为 第 六 层 或 最 后 一 层 的 铜 箔 加 进 去 分 隔 板 放 在 铜 箔 上, 接 着 进 行 另 一 个 叠 加 序 列 (104) 直 到 加 满 层 压 机 适 当 的 压 合 空 间, 下 一 步 就 是 粘 接, 用 热 和 压 力 压 合 多 层 板 的 各 层 (105) 半 固 化 片 熔 化 并 缓 慢 流 动 粘 接 于 内 层 然 后 变 硬 或 胶 凝, 形 成 多 层 板 (106) 这 些 多 层 板 再 经 过 与 我 们 前 面 看 到 的 双 面 电 路 板 相 似 的 一 系 列 过 程 最 终 形 成 多 层 电 路 板 成 品 (107) 电 路 板 制 成 后, 需 要 对 其 测 试 和 检 查 测 试 的 成 本 可 能 很 高, 但 用 户 退 货 的 成 本 更 高 8
测 试 可 确 保 电 路 板 的 可 靠 性 还 可 帮 助 查 找 制 造 工 艺 中 存 在 的 问 题 尽 早 发 现 问 题, 才 能 尽 快 改 正 工 艺 (108) 电 气 测 试 可 查 出 开 路 或 短 路 这 种 测 试 可 确 保 在 连 接 和 焊 接 电 气 元 件 之 前, 电 路 功 能 正 常 (109) 电 气 测 试 后, 还 要 检 查 板 子 以 确 定 完 成 的 产 品 是 否 满 足 主 原 理 图 的 所 有 要 求 及 用 户 的 技 术 指 标 最 后 还 要 目 检 成 品 板, 确 认 是 否 有 不 能 接 受 的 缺 陷 (110) 现 在 我 们 有 了 功 能 正 常 的 电 路 板, 准 备 好 进 入 组 装 操 作 了 组 装 操 作 的 主 要 目 的 是 连 接 和 焊 接 电 气 元 件 (111) 元 件 基 本 上 分 为 两 种 通 孔 元 件 和 表 面 组 装 元 件 通 孔 元 件 已 经 有 很 长 的 历 史 了, 有 双 列 直 插 封 装 即 DIP 以 及 各 类 轴 向 径 向 元 件 如 电 阻 电 容 等 (112) 表 面 组 装 技 术 比 较 新, 主 要 是 由 于 元 件 尺 寸 较 小, 而 逐 渐 普 及 起 来 的 (113) 通 孔 元 件 的 引 脚, 是 插 到 电 路 板 的 孔 内 进 行 连 接 (114) 表 面 组 装 元 件 的 引 脚 或 端 子 是 直 接 连 接 到 板 子 表 面 的 焊 盘 上 首 先 让 我 们 看 一 下 通 孔 组 装 都 包 含 哪 些 东 西 (115) 自 动 插 装 机 是 用 来 将 DIP 元 件 以 及 轴 向 和 径 向 元 件 如 电 阻 和 电 容 等 插 在 电 路 板 的 孔 内 (116) 有 些 尺 寸 很 大 的 通 孔 元 件 由 于 太 重, 不 能 用 机 器 自 动 插 装, 要 用 手 工 来 插 装 (117) 元 件 插 好 后, 通 孔 组 件 就 要 进 到 波 峰 焊 机 内, 经 过 熔 融 的 焊 料 波 面, 实 现 机 械 和 电 气 连 接 (118) 有 一 些 温 度 敏 感 元 件 需 要 用 手 工 焊 接 我 们 再 来 看 一 下 表 面 组 装 元 件 是 如 何 连 接 和 焊 接 的 (119) 首 先, 使 用 模 板 和 刮 板 将 焊 膏 印 刷 到 电 路 板 的 焊 盘 上 9
(120) 接 着, 元 件 被 自 动 贴 装 到 板 子 上, 元 件 的 引 脚 或 端 子 要 求 准 确 地 与 覆 盖 着 锡 膏 的 焊 盘 对 准 (121) 通 常 使 用 高 速 射 片 枪 贴 装 片 式 元 件 如 电 阻 和 电 容 (122) 较 大 的 元 件 包 括 J 型 引 脚 或 鸥 翼 型 引 脚 片 式 元 件 则 用 较 慢 的 贴 装 机 贴 装 (123) 最 后, 来 自 回 流 焊 炉 的 热 量 激 活 焊 膏 内 的 助 焊 剂, 然 后 熔 化 焊 膏, 将 焊 盘 与 元 件 引 脚 连 接 起 来 无 论 是 通 孔 组 装 还 是 表 面 组 装, 焊 接 后 的 工 序 都 是 清 洗 操 作 (124) 清 洗 可 去 除 焊 接 后 留 下 的 助 焊 剂 残 留 物 一 些 公 司 使 用 低 残 留 焊 剂, 可 免 去 这 一 步 (125) 现 在 对 组 件 进 行 在 线 测 试 和 功 能 测 试 以 确 认 他 们 是 否 能 正 常 工 作 在 线 测 试 检 查 不 正 常 的 开 路 和 短 路, 然 后 检 查 元 件 有 没 有 制 造 缺 陷 (126) 功 能 测 试 检 验 整 个 组 件 的 功 能 运 行 现 在 就 可 以 将 电 路 板 组 件 安 装 到 为 它 设 计 的 产 品 中 去 (127) 现 在 可 以 安 装 其 他 硬 件 如 电 缆 散 热 片 前 面 板 开 关 和 连 接 器 等 (128) 这 些 产 品 在 交 付 之 前 还 要 进 行 整 机 功 能 测 试 或 系 统 测 试 以 及 可 靠 性 测 试 例 如 老 化 (129) 将 测 试 纳 入 成 本 底 线 是 很 策 略 的 做 法 产 品 交 付 后 返 修 一 块 电 路 组 件 的 成 本 是 在 线 测 试 排 查 成 本 的 100 倍 (130) 印 制 电 路 工 业 自 40 年 代 末 期 发 端 以 来 一 直 保 持 稳 步 增 长 电 子 工 业 是 唯 一 一 个 产 品 越 来 越 好, 价 格 却 越 来 越 便 宜 的 行 业 个 人 计 算 机 就 是 一 个 很 好 的 例 子 十 年 以 前 计 算 机 的 价 格 非 常 高, 运 行 速 度 却 非 常 慢 (Brent change the CG on the second computer image to $295 (rather than $1995) (131) 现 在 它 们 运 行 速 度 更 快 了 而 价 格 却 更 便 宜 反 过 来 你 看 看 新 型 轿 车 或 是 医 疗 仪 器 的 价 格 (132) 电 视 是 另 一 个 例 子 排 除 物 价 上 涨 因 素, 今 天 27 英 寸 电 视 的 价 格 与 20 年 前 19 英 寸 电 视 的 价 格 相 同 10
(133) 我 们 的 电 子 工 业 不 断 有 创 新, 特 别 是 在 研 发 方 面 工 艺 也 正 在 不 断 地 改 进 一 些 最 新 的 技 术 例 如 芯 片 级 封 装, 已 经 发 展 到 把 芯 片 直 接 连 接 到 印 制 板 上 (134) 还 有 孔 中 孔 和 线 上 孔 (135) 及 先 进 的 共 层 压 电 路 板 结 构 (136) 创 新 和 质 量 使 我 们 在 充 满 竞 争 的 全 球 市 场 始 终 保 持 成 功 11