PCB制造

基材基材普遍是以基板的絕緣部分作分類，常見的原料為電木板、玻璃纖維板，以及各式的塑膠板。而PCB的制造商普遍會以一種以玻璃纖維、不織物料、以及樹脂組成的絕緣部分，再以環(huán)氧樹脂和銅箔壓制成“黏合片”(prepreg)使用。

Xgs游戲機(jī)電路設(shè)計(jì)而常見的基材及主要成份有：FR-1 ──酚醛棉紙，這基材通稱電木板(比FR-2較高經(jīng)濟(jì)性)FR-2 ──酚醛棉紙，F(xiàn)R-3 ──棉紙(Cotton paper)、環(huán)氧樹脂F(xiàn)R-4 ──玻璃布(Woven glass)、環(huán)氧樹脂F(xiàn)R-5 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂F(xiàn)R-6 ──毛面玻璃、聚酯G-10 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂CEM-1 ──棉紙、環(huán)氧樹脂(阻燃)CEM-2 ──棉紙、環(huán)氧樹脂(非阻燃)CEM-3 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂CEM-4 ──玻璃布、環(huán)氧樹脂CEM-5 ──玻璃布、多元酯AIN ──氮化鋁SIC ──碳化硅

金屬涂層金屬涂層除了是基板上的配線外，也就是基板線路跟電子元件焊接的地方。此外，由于不同的金屬價錢不同，因此直接影響生產(chǎn)的成本。另外，每種金屬的可焊性、接觸性，電阻阻值等等不同，這也會直接影響元件的效能。常用的金屬涂層有：銅、錫(厚度通常在5至15μm)、鉛錫合金(或錫銅合金，即焊料，厚度通常在5至25μm，錫含量約在63%)、金(一般只會鍍在接口)、銀(一般只會鍍在接口，或以整體也是銀的合金)。

線路設(shè)計(jì)印制電路板的設(shè)計(jì)是以電路原理圖為藍(lán)本，實(shí)現(xiàn)電路使用者所需要的功能。印刷電路板的設(shè)計(jì)主要指版圖設(shè)計(jì)，需要內(nèi)部電子元件、金屬連線、通孔和外部連接的布局、電磁保護(hù)、熱耗散、串音等各種因素。優(yōu)秀的線路設(shè)計(jì)可以節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設(shè)計(jì)可以用手工實(shí)現(xiàn)，但復(fù)雜的線路設(shè)計(jì)一般也需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)實(shí)現(xiàn)，而著名的設(shè)計(jì)軟件有OrCAD、Pads (也即PowerPCB)、Altium designer (也即Protel)、FreePCB、CAM350等

基本制作根據(jù)不同的技術(shù)可分為消除和增加兩大類過程。減去法減去法(Subtractive)，是利用化學(xué)品或機(jī)械將空白的電路板(即鋪有完整一塊的金屬箔的電路板)上不需要的地方除去，余下的地方便是所需要的電路。絲網(wǎng)印刷：把預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖制成絲網(wǎng)遮罩，絲網(wǎng)上不需要的電路部分會被蠟或者不透水的物料覆蓋，然后把絲網(wǎng)遮罩放到空白線路板上面，再在絲網(wǎng)上油上不會被腐蝕的保護(hù)劑，把線路板放到腐蝕液中，沒有被保護(hù)劑遮住的部份便會被蝕走，最后把保護(hù)劑清理。感光板：把預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖制在透光的膠片遮罩上(最簡單的做法就是用打印機(jī)印出來的投影片)，同理應(yīng)把需要的部份印成不透明的顏色，再在空白線路板上涂上感光顏料，將預(yù)備好的膠片遮罩放在電路板上照射強(qiáng)光數(shù)分鐘，除去遮罩后用顯影劑把電路板上的圖案顯示出來，最后如同用絲網(wǎng)印刷的方法一樣把電路腐蝕?？逃。豪勉姶不蚶咨涞窨虣C(jī)直接把空白線路上不需要的部份除去。加成法加成法(Additive)，現(xiàn)在普遍是在一塊預(yù)先鍍上薄銅的基板上，覆蓋光阻劑(D/F)，經(jīng)紫外光曝光再顯影，把需要的地方露出，然后利用電鍍把線路板上正式線路銅厚增厚到所需要的規(guī)格,再鍍上一層抗蝕刻阻劑-金屬薄錫，最后除去光阻劑(這制程稱為去膜)，再把光阻劑下的銅箔層蝕刻掉。積層法積層法是制作多層印刷電路板的方法之一。是在制作內(nèi)層后才包上外層，再把外層以減去法或加成法所處理。不斷重復(fù)積層法的動作，可以得到再多層的多層印刷電路板則為順序積層法。1.內(nèi)層制作2.積層編成(即黏合不同的層數(shù)的動作)3.積層完成(減去法的外層含金屬箔膜;加成法)4.鉆孔Panel法1.全塊PCB電鍍2.在表面要保留的地方加上阻絕層(resist，防以被蝕刻)3.蝕刻4.去除阻絕層Pattern法1.在表面不要保留的地方加上阻絕層2.電鍍所需表面至一定厚度3.去除阻絕層4.蝕刻至不需要的金屬箔膜消失完全加成法1.在不要導(dǎo)體的地方加上阻絕層2.以無電解銅組成線路部分加成法1.以無電解銅覆蓋整塊PCB2.在不要導(dǎo)體的地方加上阻絕層3.電解鍍銅4.去除阻絕層5.蝕刻至原在阻絕層下無電解銅消失ALIVHALIVH(Any Layer Interstitial Via Hole，Any Layer IVA)是日本松下電器開發(fā)的增層技術(shù)。這是使用芳香族聚酰胺(Aramid)纖維布料為基材。1.把纖維布料浸在環(huán)氧樹脂成為“黏合片”(prepreg)2.雷射鉆孔3.鉆孔中填滿導(dǎo)電膏4.在外層黏上銅箔5.銅箔上以蝕刻的方法制作線路圖案6.把完成第二步驟的半成品黏上在銅箔上7.積層編成8.再不停重復(fù)第五至七的步驟，直至完成B2itB2it(Buried Bump Interconnection Technology)是東芝開發(fā)的增層技術(shù)。1.先制作一塊雙面板或多層板2.在銅箔上印刷圓錐銀膏3.放黏合片在銀膏上，并使銀膏貫穿黏合片4.把上一步的黏合片黏在第一步的板上5.以蝕刻的方法把黏合片的銅箔制成線路圖案6.再不停重復(fù)第二至四的步驟，直至完成

功能測試更密集的PCB、更高的總線速度以及模擬RF電路等等對測試都提出了前所未有的挑戰(zhàn)，這種環(huán)境下的功能測試需要認(rèn)真的設(shè)計(jì)、深思熟慮的測試方法和適當(dāng)?shù)墓ぞ卟拍芴峁┛尚诺臏y試結(jié)果。在同夾具供應(yīng)商打交道時，要記住這些問題，同時還要想到產(chǎn)品將在何處制造，這是一個很多測試工程師會忽略的地方。例如我們假定測試工程師身在美國的加利福尼亞，而產(chǎn)品制造地卻在泰國。測試工程師會認(rèn)為產(chǎn)品需要昂貴的自動化夾具，因?yàn)樵诩又輳S房價格高，要求測試儀盡量少，而且還要用自動化夾具以減少雇用高技術(shù)高工資的操作工。但在泰國，這兩個問題都不存在，讓人工來解決這些問題更加便宜，因?yàn)檫@里的勞動力成本很低，地價也很便宜，大廠房不是一個問題。因此有時候一流設(shè)備在有的國家可能不一定受歡迎。技術(shù)水平在高密度UUT中，如果需要校準(zhǔn)或診斷則很可能需要由人工進(jìn)行探查，這是由于針床接觸受到限制以及測試更快(用探針測試UUT可以迅速采集到數(shù)據(jù)而不是將信息反饋到邊緣連接器上)等原因，所以要求由操作員探查UUT上的測試點(diǎn)。不管在哪里，都應(yīng)確保測試點(diǎn)已清楚地標(biāo)出。探針類型和普通操作工也應(yīng)該注意，需要考慮的問題包括：探針大過測試點(diǎn)嗎?探針有使幾個測試點(diǎn)短路并損壞UUT的危險嗎?對操作工有觸電危害嗎?每個操作工能很快找出測試點(diǎn)并進(jìn)行檢查嗎?測試點(diǎn)是否很大易于辨認(rèn)呢?操作工將探針按在測試點(diǎn)上要多長時間才能得出準(zhǔn)確的讀數(shù)?如果時間太長，在小的測試區(qū)會出現(xiàn)一些麻煩，如操作工的手會因測試時間太長而滑動，所以建議擴(kuò)大測試區(qū)以避免這個問題。考慮上述問題后測試工程師應(yīng)重新評估測試探針的類型，修改測試文件以更好地識別出測試點(diǎn)位置，或者甚至改變對操作工的要求。自動探查在某些情況下會要求使用自動探查，例如在PCB難以用人工探查，或者操作工技術(shù)水平所限而使得測試速度大大降低的時候，這時就應(yīng)考慮用自動化方法。自動探查可以消除人為誤差，降低幾個測試點(diǎn)短路的可能性,并使測試操作加快。但是要知道自動探查也可能存在一些局限，根據(jù)供應(yīng)商的設(shè)計(jì)而各有不同，包括：UUT的大小同步探針的數(shù)量兩個測試點(diǎn)相距有多近?測試探針的定位精度系統(tǒng)能對UUT進(jìn)行兩面探測嗎?探針移至下一個測試點(diǎn)有多快?探針系統(tǒng)要求的實(shí)際間隔是多少?(一般來講它比離線式功能測試系統(tǒng)要大)自動探查通常不用針床夾具接觸其它測試點(diǎn)，而且一般它比生產(chǎn)線速度慢，因此可能需要采取兩種步驟：如果探測儀僅用于診斷，可以考慮在生產(chǎn)線上采用傳統(tǒng)的功能測試系統(tǒng)，而把探測儀作為診斷系統(tǒng)放在生產(chǎn)線邊上;如果探測儀的目的是UUT校準(zhǔn)，那么唯一的真正解決辦法是采用多個系統(tǒng)，要知道這還是比人工操作要快得多。如何整合到生產(chǎn)線上也是必須要研究的一個關(guān)鍵問題，生產(chǎn)線上還有空間嗎?系統(tǒng)能與傳送帶連接嗎?幸好許多新型探測系統(tǒng)都與SMEMA標(biāo)準(zhǔn)兼容，因此它們可以在在線環(huán)境下工作。邊界掃描這項(xiàng)技術(shù)早在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該進(jìn)行討論，因?yàn)樗枰獙ｉT的元器件來執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。在以數(shù)字電路為主的UUT中，可以購買帶有IEEE1194(邊界掃描)支持的器件，這樣只做很少或不用探測就能解決大部分診斷問題。邊界掃描會降低UUT的整體功能性，因?yàn)樗鼤龃竺總€兼容器件的面積(每個芯片增加4～5個引腳以及一些線路)，所以選擇這項(xiàng)技術(shù)的原則，就是所花費(fèi)的成本應(yīng)該能使診斷結(jié)果得到改善。應(yīng)記住邊界掃描可用于對UUT上的閃速存儲器和PLD器件進(jìn)行編程，這也更進(jìn)一步增加了選用該測試方法的理由。如何處理一個有局限的設(shè)計(jì)?如果UUT設(shè)計(jì)已經(jīng)完成并確定下來，此時選擇就很有限。當(dāng)然也可以要求在下次改版或新產(chǎn)品中進(jìn)行修改，但是工藝改善總是需要一定的時間，而你仍然要對目前的狀況進(jìn)行處理。