四层板(4 layers)指的是电路印刷板PCB Printed Circuit Board用4层的玻璃纤维做成,可降低PCB的成本但效能较差。
四层板抄板方法四层板抄板是一块PCB板元件都已经去掉,表面搽干净的,我们要把它抄成PCB文件,按如下步骤进行:
1、扫描顶层板,保存图片,起名字为top.jpg,这时设置扫描DPI可根据密度不同来设置,假如设置是400DPI。
2、扫描底层板,保存图片,起名字为bottom.jpg
3、把中间层1用粗砂纸磨出来,漏出铜皮,弄干净后扫描图,起名字为mid1.jpg
4、把中间层2用粗砂纸磨出来,漏出铜皮,弄干净后扫描图,起名字为mid2.jpg
5、在PHOTOSHOP里把每张图片调水平(选转图片,保证图片成水平,这样走出的线好看,而且多张图很容易上下对齐),这里建议将底层图做水平镜像,使顶底图是方向一致,上下定位孔一致。最后把每张图分别存成BMP文件,比如:top.bmp, bottom.bmp, mid1.bmp, mid2.bmp。 这里注意不需要把图片裁剪得正好,最好留些富裕, 基本上只要把图片调水平就完事了。
6、打开彩色抄板软件, 从主菜单“文件” -》 “打开BMP文件”, 选top.bmp文件打开。
7、设置好DPI后,就可以抄顶层图了,先把层选到顶层,然后开始放元件、过孔、导线等。
8、顶层把所有东西放完后,保存临时文件(说明书和帮助中都有,是通过菜单还是工具条上的按钮可自己来选),起名字为top-1.dpb( 中间不同时间保存的名字建议起不同编号的名字,如top-1.dpb,top-2.dpb,这样避免电脑故障原因破坏了最后一个文件,但此前一个版本文件还能挽回,减少损失,这个是个建议,看个人爱好了)。
9、关闭当前图片窗口(注意,一次只能打开一个图片,千万不要打开多个图片)。
10、从主菜单“文件” -》 “打开BMP文件”, 选底层图bottom.bmp,然后打开临时文件top-1.dpb,这时会发现顶层画好的图和底层背景图没有对齐,按Ctrl A组合键,把所有放好的图元选中,按键盘上的上、下、左、右光标键或2、4、6、8数字键整体移动,选几个参考点和背景图相应点对准后,这时就可以选当前层为底层,开是走底层线、焊盘、填充等等,如果顶层的线挡住了底层,怎么办呢?很简单,可从主菜单“选项”中选“层颜色设置”,把顶层的勾点掉就可以了,同样顶层丝印也可关闭。抄完底层后,保存临时文件为bottom-1.dpb,或保存PCB文件为bottom-1.pcb,这时的文件已经是两层对齐、合层的文件了。
11、同样中间层的抄板过程也是一样的,重复步骤9~10,最后输出的PCB文件,就是四层合在一起的和实物一摸一样的PCB图了。
四层PCB板制作过程:
1.化学清洗
为得到良好质量的蚀刻图形,就要确保抗蚀层与基板表面牢固的结合,要求基板表面无氧化层、油污、灰尘、指印以及其他的污物。因此在涂布抗蚀层前首先要对板进行表面清洗并使铜箔表面达到一定的粗化层度。
内层板材:开始做四层板,内层(第二层和第三层)是必须先做的。内层板材是由玻璃纤维和环氧树脂基复合在上下表面的铜薄板。
2.裁板 压膜
涂光刻胶:为了在内层板材作出我们需要的形状,我们首先在内层板材上贴上干膜(光刻胶,光致抗蚀剂)。干膜是由聚酯簿膜,光致抗蚀膜及聚乙烯保护膜三部分组成的。贴膜时,先从干膜上剥下聚乙烯保护膜,然后在加热加压的条件下将干膜粘贴在铜面上。
3.曝光和显影
曝光:在紫外光的照射下,光引发剂吸收了光能分解成游离基,游离基再引发光聚合单体产生聚合交联反应,反应后形成不溶于稀碱溶液的高分子结构。聚合反应还要持续一段时间,为保证工艺的稳定性,曝光后不要立即撕去聚酯膜,应停留15分钟以上,以时聚合反应继续进行,显影前撕去聚酯膜。
显影:感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生产可溶性物质而溶解下来,留下已感光交联固化的图形部分。
4.蚀刻
在挠性印制板或印制板的生产过程中,以化学反应方法将不要部分的铜箔予以去除,使之形成所需的回路图形,光刻胶下方的铜是被保留下来不受蚀刻的影响的。
5.去膜,蚀后冲孔,AOI检查,氧化
去膜的目的是清除蚀刻后板面留存的抗蚀层使下面的铜箔暴露出来。“膜渣”过滤以及废液回收则须妥善处理。如果去膜后的水洗能完全清洗干净,则可以考虑不做酸洗。板面清洗后最后要完全干燥,避免水份残留。
6.叠板-保护膜胶片
进压合机之前,需将各多层板使用原料准备好,以便叠板(Lay-up)作业。除已氧化处理之内层外,尚需保护膜胶片(Prepreg)-环氧树脂浸渍玻璃纤维。叠片的作用是按一定的次序将覆有保护膜的板子叠放以来并置于二层钢板之间。
7.叠板-铜箔和真空层压
铜箔-给目前的内层板材再在两侧都覆盖一层铜箔,然后进行多层加压(在固定的时间内需要测量温度和压力的挤压)完成后冷却到室温,剩下的就是一个多层合在一起的板材了。
8.CNC钻孔
在内层精确的条件下,数控钻孔根据模式钻孔。钻孔精度要求很高,以确保孔是在正确位置。
9.电镀-通孔
为了使通孔能在各层之间导通(使孔壁上之非导体部份之树脂及玻纤束进行金属化),在孔中必须填充铜。第一步是在孔中镀薄薄一层铜,这个过程完全是化学反应。最终镀的铜厚为50英寸的百万分之一。
10.裁板 压膜
11.曝光和显影
12.线路电镀
此次也成为二次镀铜,主要目的是加厚线路铜和通孔铜厚。
13.电镀锡
其主要目的是蚀刻阻剂, 保护其所覆盖的铜导体不会在碱性蚀铜时受到攻击(保护所有铜线路和通孔内部)。
14.去膜
15.蚀刻
16.预硬化 曝光 显影 上阻焊
阻焊层,是为了把焊盘露出来用的,也就是通常说的绿油层,实际上就是在绿油层上挖孔,把焊盘等不需要绿油盖住的地方露出来。适当清洗可以得到合适的表面特征。
17.表面处理
热风整平焊料涂覆HAL(俗称喷锡)过程是先把印制板上浸上助焊剂,随后在熔融焊料里浸涂,然后从两片风刀之间通过,用风刀中的热压缩空气把印制板上的多余焊料吹掉,同时排除金属孔内的多余焊料,从而得到一个光亮、平整、均匀的焊料涂层。
金手指(Gold Finger,或称 Edge Connector)设计的目的,在于藉由connector连接器的插接作为板对外连络的出口,因此须要金手指制程。之所以选择金是因为它优越的导电度及抗氧化性。但因为金的成本极高所以只应用于金手指,局部镀或化学金
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