电子百科 | 双面PCB电路板制造过程
双面PCB电路板制造过程详解双面PCB,顾名思义,是正反两面都布有导电铜层和元器件的印刷电路板。凭借其紧凑的结构和高布线密度,双面PCB在计算机、通信设备、工业控制和消费电子等多种电子产品中得到了广泛应用。本文将深入探讨双面PCB的技术特点、优势、制造过程及组装步骤。
双面PCB的特点与优势
双面PCB的核心技术特点在于其利用通孔(Plated Through Hole, PTH)将电路板两面的电路连接起来。这使得设计者能够跨越平面限制,在更小的空间内实现复杂的电路布局。与单面PCB相比,双面PCB的优势显而易见:
更高的电路密度与功能集成度:双面设计使可用表面积增加了一倍,可以承载更多元器件,从而在不增加产品尺寸的前提下,实现更复杂、更强大的功能。
更灵活的布线:设计师可以利用电路板的两面进行走线,通过通孔在两层之间穿梭,有效避免线路交叉和拥挤,简化了复杂的布线任务。
然而,双面PCB的制造过程也带来了更高的复杂性,例如通孔电镀等额外步骤,这可能导致其初始生产成本和交货时间高于单面PCB。同时,高密度元器件排布也对热管理提出了挑战,需要更精心的设计来确保设备稳定运行。
双面PCB的制造过程
双面PCB的制造是一个精密而复杂的系统工程,主要包括以下几个核心环节:
裁板:将大尺寸覆铜板(通常为FR-4材质)裁剪成适合生产的尺寸。
钻孔:使用高精度数控钻机在板上钻出元件孔、定位孔和重要的通孔。
化学镀铜(PTH):这是双面PCB制造的关键步骤。由于钻孔后的孔壁是绝缘的,需要通过化学反应在其内壁均匀沉积一层薄薄的导电铜,为后续的电镀做准备。
外层图形制作:在板材表面贴上感光干膜,通过曝光和显影,形成电路走线的保护层。
电镀:对板子进行电镀,在孔壁和线路图形上加厚铜层,以确保足够的导电性和机械强度。
蚀刻:使用蚀刻溶液去除未被保护的多余铜箔,形成完整的电路路径。
阻焊:涂覆阻焊油墨,覆盖大部分铜线,只露出需要焊接的焊盘,以防止短路和氧化。
丝印:通过丝网印刷工艺,在板上印上元器件位置、型号等标识,方便组装和维修。
表面处理:在焊盘上进行OSP、沉金(ENIG)或喷锡(HASL)等表面处理,保护焊盘不被氧化,并提高焊接性能。
成型:使用CNC铣床或V-CUT技术,将PCB从大板上切割成独立的小板。
测试:进行开短路测试(如飞针测试)和自动光学检测(AOI),确保电路板的电气性能和外观质量符合要求。
双面PCB的组装过程PCB制造完成后,接下来是组装(PCBA),即在电路板上安装元器件,使其成为一个完整的电子模块。双面PCB的组装需要考虑正反两面的元器件贴装,通常采用以下步骤:
准备与点胶:
准备:根据BOM(物料清单),准备好所有元器件,并进行防潮、防静电处理。
点胶:如果使用波峰焊工艺,在PCB板反面需要贴片的元器件焊盘上点上少许贴片胶,以防止元器件在波峰焊时掉落。
元件贴片:
正面贴片:将PCB板送入**SMT(表面贴装技术)**生产线。自动贴片机根据程序,将元器件精准地贴装到电路板正面的焊盘上。
回流焊:贴片完成后,电路板进入回流焊炉。炉内的高温焊锡膏融化,形成牢固的焊接点。
反面贴片与焊接:
反面贴片:待正面焊接冷却后,对PCB板进行翻转,在反面进行贴片。
波峰焊或回流焊:
对于有引脚通孔元件(如插座)和部分贴片元件,可使用波峰焊。此时,已点胶的贴片元件会被贴片胶固定,而通孔元件的引脚则通过焊接波峰,被焊锡牢固连接。
如果反面只有贴片元件,则可以使用第二次回流焊。
引脚元件焊接:
对于波峰焊后仍需手工焊接的元件,或者对热敏感的元件,会通过手工焊接的方式完成。
清洁与测试:
使用专业清洗剂去除板上多余的助焊剂残留物。
进行功能测试、在线测试(ICT)或烧录测试,确保PCBA板的各项功能正常。
作为一家专注于PCB制造的领军企业,迅得电子深知双面PCB制造的每一个环节都至关重要。我们不仅严格遵循上述所有标准工艺流程,更通过持续的技术创新和自动化升级,确保每一块出厂的双面PCB都具备卓越的品质和可靠性。
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