印制电路板PCB的制作及检验

　　所谓沉铜就是化学镀铜。它是一种自催化氧化还原反应，在化学镀铜过程中Cu2+得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。其反应实质和电解过程是相同的，只是得失电子的过程是在短路状态下进行的，在外部看不到电流的流通。因此化学镀是一种非常节能高效的电解过程，它没有外接电源，电解时没有电阻压降损耗。化学镀铜时可以一次浸入到化学镀铜液中进行镀铜，而用电镀法是无法做到的。化学镀铜可以在任何非导电的基体上进行沉积，利用这一特点在印制板制造中得到了广泛的应用。应用最多的是进行孔金属化。
　　金属化孔的工艺流程如下：
　　钻孔板→去毛刺→去钻污→清洁调整处理→水洗→粗化→水洗→预浸→活化处理→水洗→加速处理→水洗→化学镀铜→二级逆流漂洗→水洗→浸酸→电镀铜加厚→水洗→干燥。
　　由于化学镀铜溶液中的甲醛对生态环境有危害，并且有致癌的潜在危险，同时化学镀铜溶液中的络合剂（如EDTA等）不易进行生物降解，废水处理困难。因而直接电镀威廉希尔官方网站 近年来得到了迅速的发展和应用。
　　（6）金属涂覆
　　金属涂覆就是采用化学镀和电镀的方法，在PCB的铜箔上进行表面涂覆，以提高印制电路的可焊性、导电性、耐磨性、装饰性及延长PCB的使用寿命，提高电气可靠性。涂覆工艺主要应用在表面贴装双面、多层印制电路板上。常用的涂覆层材料有金、银、铜和铅锡合金等。
　　1）镀铜
　　镀铜是PCB制造的基础威廉希尔官方网站 之一，镀铜分为全板电镀（化学镀铜后加厚铜）和图形电镀，其中全板镀铜是紧跟在化学镀铜之后进行，而图形电镀是在图相转移之后进行的。
　　①全板电镀方法可用于制造宽度和间距要求不太严格的印制电路板。全板电镀的工艺流程如下：
　　化学镀铜→活化→电镀铜→防氧化处理→水冲洗→干燥→刷板→印制负相抗蚀图象→修版→电镀抗蚀金属→水冲洗→去除抗蚀剂→水冲→蚀刻。
　　②图形电镀是对导电图像进行选择性的电镀。一般有两种情况：一种方法是先用化学镀提供0.5～1.0μm的导电铜层，然后全板电镀铜，使其镀层厚度达到5μm左右。
　　图形电镀铜是在图像转移后进行的，一般是作为铅锡或锡镀层的底层，也可作为低应力镍层的底层。在自动线生产中，图形电镀铜与电镀锡铅合金（或锡）连在一条生产线上。其工艺过程如下：
　　图像转移后印制板→修板／或不修→清洁处理→喷淋／水洗→粗化处理→喷淋／水洗→活化→图形电镀铜→喷淋／水洗→活化→电镀锡铅合金
　　└→镀低应力镍→镀金
　　2）镀镍／金
　　为了提高耐磨性（插拔时），减低接触电阻，防止氧化（铜）和提高连接可靠性。通常在PCB插头（俗称“金手指”） 和某些特殊部位镀耐磨的Au-Co或Au-Ni。插头电镀镍与金一般由自动生产线来完成。其工艺流程如下：
　　上板→清洗→微蚀→刷洗→活化→漂洗→电镀→低应力镍→漂洗→活化→漂洗→电镀金→金回收（用）→漂洗→烘干→下板。
　　还可以用浸镀和化学镀的方法进行镀镍和金。
　　3）电镀锡/铅合金
　　电镀锡/铅合金大多是在与电镀铜组成的自动生产线上来进行的。锡/铅合金层除了作耐碱抗蚀剂外，还用作可焊层（经热油热熔或红外热熔后）。由于经过热油和红外热熔的Sn／Pb合金层厚度较厚，易形成龟背现象，因而不适用于表面安装威廉希尔官方网站 ，目前电镀锡/铅合金层主要是用来作耐碱抗蚀剂。
　　4）化学镀锡
　　为达到良好的焊接性能，适应环保的需要，消除锡铅合金中铅的含量，通常单独使用化学镀锡的工艺。
　　锡具有良好的导电性和钎焊性。在铜基体上化学浸锡，就是使表面铜层与锡液中锡离子发生置换反应。当锡层形成后，反应立即停止。
　　（7）涂助焊剂与阻焊剂
　　PCB经过图形转移、蚀刻、去膜和表面金属涂覆后，在装配元器件之前，应根据不同需要进行助焊或阻焊处理。涂助焊剂可提高可焊性；而在高密度铅锡合金板上，为使板面得到保护，确保焊接的准确性，可在板面上加阻焊剂，使焊盘裸露，其他部位均在阻焊层下。
　　助焊剂在焊接过程中，能与基金属表面及焊料表面的各种化合物发生化学反应，生成可溶（熔）性的化合物。在这一过程中，助焊剂起到了净化基金属与焊料表面并防止空气再次对金属表面氧化的作用。
　　阻焊是指将焊盘和焊接部分以外的其余部分（包括图形导线和基片）全部都涂一层阻焊保护印料。这层保护印料在装配好的印制电路板进行“波峰焊’’时，可防止导线间发生“桥连”现象，能有效地提高焊接质量，降低废品率。同时又可节省焊料，减轻印制电路板的重量，降低成本。阻焊印料是永久性的涂料，焊接后不需去除，对印制电路起到永久性的保护作用。
　　阻焊涂料按固化条件分热固化型和光固化型两种，色泽为深绿或浅绿色。PCB上还有表示各元器件的位置、名称等的文字及符号，一般是采用丝网漏印的方法印上去的，常见的为白色。
　　（8）热熔铅锡
　　印制电路板电镀锡铅后，镀层和铜箔结合并不牢固，电路图形外面的Sn-Pb合金镀层为薄片状和颗粒状，为多孔状结构，外观呈暗灰色。它在加工过程及以后的焊接工艺中，易氧化变色，而影响其可焊性。为此，它必须进行热处理。把它加热到Sn-Pb合金镀层的熔点以上，使这一镀层的合金再熔化，促进熔融状态的合金与基体金属合金化，同时使镀层变为致密、光亮、无针孔的结构。这一过程通常称为“热熔”。
　　印制电路板热熔的方法有红外热熔、热油热熔、蒸汽冷凝热熔、热空气热熔四种。目前生产上广泛采用的是红外热熔和热油热熔。通过红外线或甘油浴使铅锡合金在190℃～220℃温度下熔化，充分润湿铜箔而形成牢固结合层后再冷却。
　　（9）热风整平
　　热风整平威廉希尔官方网站 近年来发展很快，它实际上是将浸焊和热风整平二者结合起来了，热风整平时，先把清洁好的印制电路板浸上助焊剂，随后浸在熔融的焊料里浸涂焊料，然后使印制电路板从两个风刀之间通过，用风刀的热压缩空气使锡铅合金熔化，并把印制电路板上的多余焊料吹掉。同时排除金属化孔里的多余焊料，使印制导线表面上没有焊料堆积，也不堵孔，从而得到一个光亮、平整、均匀的的焊料涂覆层。
　　（10）清洗
　　印制电路板在制造及装焊过程中，由于各种污染因素的存在，导致印制导线和元器件引线的腐蚀、造成短路等现象，严重影响印制电路的可靠性。因此，必须对各种印制电路及印制电路组件（PCA）进行严格的清洗，以除掉助焊剂残渣、防氧化油、焊料污染物和其他各种污染物，特别是助焊剂残渣等。一般来说，印制电路板清洗后其清洁程度应满足MIL-P-28809标准。
　　常用的洗涤剂是氟碳清洗剂，主要工艺方法是：气洗-喷洗-气洗-干燥。
　　由于氟碳溶剂对臭氧层的危害，目前各国正考虑用新材料和新威廉希尔官方网站 来替代氟碳溶剂的清洗。同时免清洗威廉希尔官方网站 也逐步推广开来。实现免清洗工艺可采用两种方法：一种是采用低固态焊剂，另一种是在惰性气体中焊接。
　　3.印制电路板质量检测
　　在完成机械加工后，应对印制电路板进行质量检验。检验的主要项目包括：目视检验、连通性试验、绝缘电阻的检测、可焊性检测等。
　　（1）目视检验
　　目视检验是指用肉眼检验所能见到的一些情况。通常目检能发现一些包括导线是否完整、焊盘的大小是否合适、焊孔是否在焊盘中间等明显的表面缺陷。
　　（2）连通性试验
　　对多层电路板要进行连通性试验，以查明印制电路图形是否是连通的。这种试验可借助于万用表来进行。
　　（3）绝缘电阻的检测
　　测量印制电路板绝缘部件对外加直流电压所呈现出的电阻即为绝缘电阻。
　　在印制板电路中，此试验既可以在同一层上的各条导线之间来进行，也可以在两个不同层之间来进行。
　　（4）可焊性检测
　　可焊性检测是用来测量元器件连接到印制板上时，焊锡对印制图形的附作能力。一般用附作、半附作、不附作来表示其可焊性。



原作者：机工电气