印制線路板
[拼音]:yinzhi xianluban
[外文]:printed wiring board
在絕緣基板上用印制手段制出導(dǎo)體圖形,構(gòu)成電氣互連的線路。
印制手段一般可分減成法(蝕刻法)和加成法。前者是在覆銅箔的絕緣基板上蝕刻去掉不需要的銅箔,形成導(dǎo)體圖形;加成法是在絕緣基板上用化學沉積或用與化學沉積相結(jié)合的其他手段形成導(dǎo)體圖形。在印制導(dǎo)體圖形的過程中同時用印制法制作一些無源元件,如電阻、電容和電感等,則稱為印制電路。印制線路主要用來安裝和互連各種電子元件、器件。它能減小設(shè)備的體積和重量,并能提高設(shè)備的可靠性,適于自動化設(shè)備進行大量生產(chǎn)。因此,在電子工業(yè)中廣泛使用印制線路代替普通導(dǎo)線的互連。
分類
印制線路可按層數(shù)分類,也可按基板的剛性分類。
按層數(shù)分類
(1)單面印制線路:僅在絕緣基材的一面有印制導(dǎo)體圖形;
(2)雙面印制線路:在絕緣基材的兩面都有印制導(dǎo)體圖形;
(3)多層印制線路:三層以上(包括三層)的印制導(dǎo)體圖形,層間以絕緣材料粘合,并用金屬化孔完成層間電氣互連。層數(shù)的多少即是互連密度的高低。大型計算機和導(dǎo)航系統(tǒng)等需要采用層數(shù)較多(有的多達20層以上)的多層印制電路;而一般的電子手表、收音機、收錄機和電視機等,采用單面或雙面印制線路。
按基板的剛性分類
(1)剛性印制線路:相對于撓性來說具有較大的剛性,兼有電氣互連和安裝元件、器件的作用;
(2)撓性印制線路:其基底材料為撓性材料。這種印制線路可以彎曲,并可做成單面、雙面或多層撓性印制線路,用以實現(xiàn)部件間的電氣互連。此外,還有一些具有特殊用途的印制線路,如齊平印制電路,它將導(dǎo)線嵌入絕緣基板材料中,導(dǎo)線的外表面與絕緣基板表面在同一平面上。這種印制線路主要用于旋轉(zhuǎn)開關(guān)、轉(zhuǎn)換器、分壓器、編碼器,以及計算機處理等設(shè)備中。
基板材料
印制線路常用的基板材料,主要是酚醛紙質(zhì)層壓板和環(huán)氧玻璃布層壓板,分為普通型和阻燃型兩種。酚醛紙質(zhì)層壓板價格低,主要用于制造單面印制線路。環(huán)氧玻璃布層壓板在130~170的高溫下仍具有良好的電氣、機械性能,廣泛用于制造雙面和多層印制線路。在頻率1吉赫范圍內(nèi),應(yīng)使用聚四氟乙烯玻璃布層壓板;頻率高于3吉赫時,應(yīng)使用陶瓷(如氧化鋁)基板材料;頻率在10吉赫時,應(yīng)使用合成藍寶石基板材料。有時也使用耐溫性更高、厚度方向熱膨脹系數(shù)更低的一些基板材料,代替環(huán)氧玻璃布基板材料。例如,聚酰亞胺用玻璃布、石英玻璃布或用熱膨系數(shù)為負值的碳纖維作為增強材料制造層壓板,用以制出能安裝陶瓷芯片載體的印制線路。撓性印制線路的基板材料,主要使用聚酯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯薄膜等。
設(shè)計
印制線路的設(shè)計通常分為三個階段:
(1)選擇印制線路的材料、尺寸、形狀、外部連接和安裝方法;
(2)根據(jù)電原理圖畫出元件、器件位置和互連導(dǎo)線位置的布線圖;
(3)根據(jù)布線圖制備照相底圖。照相底圖一般比實際印制線路的尺寸大2~4倍,放大的倍數(shù)取決于印制線路所要求的精確度。照相底圖可以用石墨繪制或用膠帶貼出,也可以用刀在涂有可剝性涂覆層的薄膜上刻出,再經(jīng)過照相縮小,便可制成原始模板──照相底片。
在線路復(fù)雜和精確度要求很高的印制線路中,常常采用計算機輔助設(shè)計進行邏輯劃分,確定元件、器件位置和互連導(dǎo)線的布線,并用計算機控制的光點掃描直接攝制出照相底片。同時,還能為生產(chǎn)印制線路的一些自動化設(shè)備(如自動化鉆孔機、自動測試設(shè)備和元件、器件自動插裝設(shè)備等)提供所需的控制紙帶、磁帶或軟磁盤。
制造工藝
圖1為制造印制線路的主要工藝流程。在印制線路制造工藝中,最主要的是導(dǎo)體圖形形成和金屬化孔工藝。
導(dǎo)體圖形形成工藝
可劃分為減成法(蝕刻法)和加成法兩類(圖2)。減成法是在覆銅箔基板上用光刻法或絲網(wǎng)漏印法形成正相抗蝕保護膜,然后用蝕刻液蝕刻除去未被保護的銅箔而形成導(dǎo)體圖形。加成法是在無銅箔基板上做出負相保護膜、在無保護膜的圖形上用化學沉積或與電鍍相結(jié)合的方法形成導(dǎo)體圖形。用這種方法可同時形成金屬化孔。
金屬化孔
或稱鍍通孔?;鍍擅鎸?dǎo)體圖形的電氣互連過去常用多股導(dǎo)線、空心鉚釘和實心鉚釘完成,現(xiàn)代普遍采用金屬化孔工藝,即在孔壁上沉積一層金屬,使孔兩端導(dǎo)體間形成電氣互連(圖3)。傳統(tǒng)的工藝是先將印制線路板鉆孔,再用化學沉積法在孔壁上沉積一層銅,然后再電鍍到規(guī)定厚度。
技術(shù)趨向
印制線路板技術(shù)的發(fā)展可分為四個方面。
高布線密度的印制線路
隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的使用,要求印制線路進一步減小網(wǎng)格間距、導(dǎo)線間距、導(dǎo)線寬度、焊盤和金屬化孔的尺寸。在間距為2.54毫米的兩個孔之間的布線根數(shù),已從1~2根向3~4根甚至更多根數(shù)發(fā)展。因此,必須相應(yīng)地采用高密度的細導(dǎo)線和多層數(shù)印制線路的新工藝和新結(jié)構(gòu)。例如,減成法采用超薄銅箔;加成法或半加成法形成導(dǎo)體圖形工藝,采用薄的層壓材料;研究高分散能力的電鍍液和化學鍍銅工藝鍍板厚-孔徑比高的金屬化孔;提高印制板的熱穩(wěn)定性,使之能在表面安裝芯片載體。為滿足高性能要求,需要研制高頻電性能與熱穩(wěn)定性良好的聚酰亞銨、聚四氟乙烯等層壓材料。
研制耐高溫或金屬芯的印制線路
在一般的印制線路基材中夾鋁和銅等金屬芯,以增加冷卻能力,或用熱膨脹系數(shù)低的金屬板作芯子制成搪瓷板來印制線路。金屬芯印制線路的主要優(yōu)點是散熱性好,有屏蔽作用,機械加工性能好,機械強度高。
多層布線板技術(shù)
從印制線路板技術(shù)派生的技術(shù),即在有電源層和地層的雙面印制線路板上涂覆粘結(jié)層。然后,在計算機程序控制的自動布線機上進行布線、壓平和固化粘結(jié)層,并在需連接的交點上鉆孔和金屬化孔形成規(guī)定的互連線路 (圖4)。這種技術(shù)的主要優(yōu)點是,不需要復(fù)雜的制造照相底片工序,布線密度高,信號線與地線距離一致。因此阻抗一致性好,生產(chǎn)周期短,可代替一般的多層印制線路。
印制線路與厚膜技術(shù)相結(jié)合
在厚膜技術(shù)方面,出現(xiàn)了一些聚合物厚膜漿料,如導(dǎo)電漿料、電阻漿料和介質(zhì)漿料。其固化溫度與印制線路的基板材料相適應(yīng),因此,可以在有的基板材料(如聚酯、聚酰亞胺薄膜)上制作出具有電阻和電感的印制電路或印制線路,單面、雙面或多層均可。這種聚合物印制電路已在鍵盤、分壓器和傳感器中得到應(yīng)用。
參考文章
- 印制線路板廢水處理工藝廢水治理
- 印制線路板生產(chǎn)廢水的處理廢水治理
- 印制線路板含銅蝕刻廢液的綜合利用技術(shù)廢水治理
- 印制線路板廢水回用技術(shù)廢水治理
- 印制線路板蝕刻液在線循環(huán)技術(shù)廢水治理
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標簽:印制線路板
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