印制电路板的制作论文

印制电路板的制作论文（精选10篇）

印制电路板的制作论文 篇1

近年来, 我国因市场潜力与生产成本低的优势, 使印制电路板产业在几年时间里快速增长, 现在已成为全球最大的印制电路板生产国。印制电路板的品种也在不断丰富和更新, 从原有的单面到双面, 从四到二十四层的多层板, 技术水平也在不断的进步, 印制电路板的制作流程也各不相同, 各种制版工艺根据针对的功能不同, 性能也各有差异。

1印制电路板概述

在电子设备当中几乎都会出现印制电路板, 大小、功能、复杂程度都各不相同, 随着电子设备越来越复杂, 所要求的零件及线路也在板子上越来越密集。而印制电路板是以原理图为依据, 实现电路设计者所需要的各种功能为前提。

印制电路板的设计制作过程主要就是指板图的设计, 在设计制作过程中考虑外部连接布局、内部电子器件优化布局、金属连线和过孔的优化布局、电磁干扰、散热等各种因素。成功的电路板要有良好的电路及散热性能。

2印制电路板分类

根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。

单面板是最基本的印制电路板, 电子器件在板子的一面上, 另一面放置连接的导线。由于只有一面有导线, 这种板子称为单面板。这是早期的板子, 在使用过程中会产生很多严格限制, 功能也受到局限。

双面板是两面都布置有导线, 由于板子两面的导线要互相作用, 所以这种板子都有过孔来作为桥梁。两面都布线也就比单面板的功能面积扩大了一倍, 导线也纵横交错, 所以双面板功能更多, 可用在复杂电路上。

多层板是用了更多的双面布线, 并在每层间放进绝缘材料压合而成。有几层板子就代表有几层各自独立的布线层, 多是偶数层, 并包含最外面的两层。大部分板子都是4到8层的结构, 不过技术上可以做到近100层, 但现在超多层板已逐渐淘汰。

3基本制作工艺

批量印制电路板的工艺大致为:绘图→照相制版→感丝网→落料→图形转移→蚀刻→钻孔→刻板→孔化→抛光→镀金镀银→阻焊→助焊→修边→印字符图→出厂检验等15道工序。

现分别简介如下:

1) 照相制版将提供的印制电路板导电图形图制成照相底片 (照相底片也称工作底片, 是用来把导电图形转印到印制电路板或丝网板的正片或负片) 。

2) 感丝网, 对用户提供的助焊图及字符图做网架, 为对印制电路板做助焊、阻焊处理和印制字符图做准备。

3) 落料根据图纸提供的印制电路板外形尺寸备板。

4) 图形转移将导电图形由照相底片转移到印制电路板上。一般由感光机完成, 将导电图形感光到已落好料的敷铜板上。

5) 蚀刻, 将感光好的敷铜板置于三氯化铁 (Fe Cl3) 溶液或其他蚀刻液中腐蚀掉不需要的铜箔。

6) 整板去毛刺, 整形, 开异形孔, 初检。

7) 刻板将未腐蚀干净的导电条、工艺线等用手工法除去。

8) 孔化, 全称引线孔金属孔化。即在双面板或多层板引线孔和过孔内壁和基板两面上用电化学方法沉积金属, 实现两个外层电路和内外层电路之间的电气连接。

9) 抛光烘干后的表面处理, 去除表面氧化层。

10) 镀金镀银根据用户要求, 采用电或化学镀金或镀银, 再抛光两次, 清洗烘干。

11) 阻焊采用丝网印制法, 将阻焊剂涂覆在除焊盘和过孔盘以外的区域上。

12) 助焊采用丝网印制法, 在焊盘和过孔盘上上助焊剂。

13) 印字符图采用丝网印制法, 在印制电路板元件面上印上字符图。

14) 修边, 将制好的印制电路板对外轮廓按尺寸进行加工。

15) 检验对印制电路板进行目视检验、印制图形连通性检验、绝缘电阻测量、可焊性试验、电镀层检验和粘合强度检验等。

以上印制电路板的制作工艺属于厂家生产使用最多最广泛的方法, 该方法优点多, 适合精密电路板的制作, 一般线宽间距能达到0.12mm, 适合企业大批量生产, 成本不高。缺点主要是:

1) 工艺复杂, 购买设备的成本非常高;

2) 工艺操作非常复杂, 需要非常专业和有经验的人员操作使用;

3) 需要用到非常多的有毒有害物质, 如甲醛、EDTA、重金属等;

4) 需要特殊的工作场地, 如干膜保存需要冷库、贴膜需要净化的空间和黄光环境、底片制作需要暗室等等;

5) 对于不连续生产和使用来说, 成本非常高。如化学镀铜的药水稳定性差, 干膜的保存期非常短, 如不连续使用, 制作电路板的成本会很高;

6) 需要配备专业的废水处理车间;需要配备专业的化学分析实验室。

在这种情况下机械制板工艺的出现解决了这个问题。目前, 出于节能、环保和高效的理念, 无论是化学制板工艺还是机械制板工艺都在不断进行改进。其中机械制板中就引入了激光切割机, 可以利用激光束来雕刻出不同的线路图形。在不久的将来, 人们可能会研制出更完善的方法应用于印制电路板的制作与生产。

印制电路板的制作论文 篇2

手捧着自己的劳动成果，一点点喜悦不会留给我们太多的记忆，更深刻的是这段令人难忘的经历，尤同苟子一名言：求之而后得，为之而后成，积之而后富，尽之而后圣。短短的两周时间，我们从理论走上了实践的光辉大道。我们学到了不仅仅是书本上学不到的知识，更重要的是毅造了我们一种精神，一种耐力，一种创新，一种挑战！

一、实习目的: 掌握电子技术应用过程中的一些基本技能。巩固、扩大已获得的理论知识。了解电子设备制作、装调的全过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方法。培养学生综合运用所学的理论知识和基本技能的能力，尤其是培养学生独立分析和解决问题的能力。

二、实习内容: 电子技术基本技能基础实训和电子技术基本技能综合实训。电子技术基本技能实训是对电子技术基础理论教学的补充和巩固

三、实习过程

实习目的：

七、对印制电路板图的设计实习的感受

焊接挑战我得动手能力，那么印制电路板图的设计则是挑战我的快速接受新知识的能力。在我过去一直没有接触过印制电路板图的前提下，用一个下午的时间去接受、消化老师讲的内容，不能不说是对我的一个极大的挑战。在这过程中主要是锻炼了我与我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。因为我对电路知识不是很清楚，可以说是模糊。但是当我有什么不明白的地方去向其他同学请教时，即使他们正在忙于思考，也会停下来帮助我，消除我得盲点。当我有什么想法告诉他们的时候，他们会不因为我得无知而不采纳我得建议。在这个实习整个过程中，我虽然只是一个配角，但我深深的感受到了同学之间友谊的真挚。在实习过程中，我熟悉了印制电路板的工艺流程、设计步骤和方法。可是我未能独立完成印制电路板图的设计，不能不说是一种遗憾。这个实习迫使我相信自己的知识尚不健全，动手设计能力有待提高。

九、总结

总的来说，我对这门课是热情高涨的。第一，我从小就对这种小制作很感兴趣，那时不懂焊接，却喜欢把东西给拆来装去，但这样一来，这东西就给废了。现在电工电子实习课正是学习如何把东西“装回去”。每次完成一个步骤，我都像孩子那样高兴，并且很有“成就感”。第二，电工电子实习，是以学生自己动手，掌握一定操作技能并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将基本技能训练，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实践能力和创新精神。作为信息时代的大学生，作为国家重点培育的高技能人才，仅会操作鼠标是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。

一、实习内容：(1)学习识别简单的电子元件与电子线路；(2)学习并掌握收音机的工作原理；(3)按照图纸焊接元件，组装一台收音机，并掌握其调试方法。

二、实习器材及介绍：(1)电烙铁：由于焊接的元件多，所以使用的是外热式电烙铁，功率为30 w，烙铁头是铜制。(2)螺丝刀、镊子等必备工具。(3)松香和锡，由于锡它的熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观。(4)两节5号电池。

三、原理简述：

四、实习目的：

通过一个星期的电子实习，使我对电子元件及收音机的装机与调试有一定的感性和理性认识，打好了日后学习电子技术课的入门基础。同时实习使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能，培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。最主要的是培养了我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。具体

如下：

1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。

2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。

3.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。4能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字万用表。5了解电子产品的焊接、调试与维修方法。

五、实习步骤：

六、实习小结及心得：

我一直对这门课程有着浓厚的兴趣，尤其是在这次实习以后。当我捧着自己亲手做的收音机，听着它里面传出来的声音，有一种说不出的“成就感”。

通过一个星期的学习，我觉得自己在以下几个方面与有收获：

一、对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、收音机的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。

二、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，增进专业知识的强化。

个人实习总结

通过对一台数显多功能、多波段收音机的安装、焊接及调试，让我了解了电子产品的装配过程；掌握了电子元器件的识别及质量检验；学习到了整机的装配工艺；以及培养了我的动手能力和严谨的工作作风

四、对生产实习的意见和建议 实习过程中对其流程的前一部分（装焊元器件）并没有达到很熟练的程度，建议在以后的生产实习过程中能够将实习时间适当延长以便对整个流程都能达到很熟悉的程度

2.由于系领导的高度重视、实习单位的积极支持和实习师生的共同努力，2006届本科毕业生实习进行得很顺利，取得了较好的成绩，同时也反映出一些问题。本届毕业实习全面落实

了实习计划，使实习管理得到了规范，实习教学质量得到了提高，并得出一些建设性的建议。

一、实习基本情况1.实习时间2006年3月22日—2006年5月9日，共七周。2.实习地点实习地点32个。在自治区内25个实习点，区外7个实习点。具体实习地点详见附件一，2006届本科毕业生实习情况统计表。3.实习内容实习内容可以概括为两大类。一类是本专业范围内的工作，另外也有个别4.实习人数（1）实习学生。2006届三个毕业班的131名学生全部参加了实习。（2）实习指导教师。共17人。由于实习点多，地点分散，系领导、教研室主任和本学期任课教师及相关行政人员全部参加了实习指导工作。5.实习形式根据学院教务处的要求，采取集中实习和分散实习两种形式。分散实习学生自己联系实习单位，都出具了三方签名的书面材料（个人申请书、家长同意书和实习单位接受实习的证明书）。集中实习学生的实习单位由系里联系。所有实习单位都有专业教师指导。实习类型有毕业实习和毕业设计两种，毕业实习学生107人（31个实习点），毕业设计24人（1个实习点）。根据学生个人意愿和特点选拔毕业设计学生，其他学生参加毕业设计。6.实习成果数据统计（1）收到32个实习点每个点一份实习鉴定（实习单位盖章有效）。鉴定对每个实习学生做出了评价，131名学生单位实习鉴定成绩全部合格。（2）收到学生实习报告112份。其中毕业实习学生每人一份，共107份；毕业设计每组1份，共5份。实习报告全部

合格。（3）收到实习教师每人一份实习总结报告，共17份。报告内容包括三部分。一是对学生在实习过程中的表现、能力、纪律情况和基础知识掌握程度的评价。二是结合实习单位的意见，对自己指导的每个学生给出综合实习成绩。三是就毕业实习过程中反映出来的教学存在的问题提出改进意见或建议等。全体学生综合实习成绩全部合格。

二、实习表现与效果达到了毕业实习的预期目的。在学校与社会这个承前启后的实习环节，同学们对自己、对工作有了更具体的认识和客观的评价。本次实习采取分散形式。原则上以就业实习为主，同时与毕业论文选题相结合。本届实习的单位覆盖面很广，企业总体水平也比较高。实习收获主要体现在两方面。1.工作能力。在实习过程中，绝大多数同学积极肯干，虚心好学、工作认真负责，主动参与企业市场调查、产品销售、外贸谈判、行政管理、财务管理、生产运作管理、人力资源管理等工作，同时认真完成实习日记、撰写实习报告，成绩良好。实习单位的反馈情况表明，我们的学生具有较强的适应能力，具备了一定的组织能力和沟通能力，普遍受到实习单位的好评。大多数学生能胜任单位所交给的工作。在毕业设计单位和有些企业，实习学生提出了许多合理化建议，做了许多实际工作，为企业的效益和发展做出了贡献。

2.实习方式。实习单位指定指导人员师傅带徒弟式的带学生，指导学生的日常实习。学生在实习单位，以双重身份完成了学习与工作两重任务。他们向单位员工一样上下班，完成单位工作；又以学生身份虚心学习，努力汲取实践知识。同学们认真的工作态度、较强的工作能力和勤奋好学的精神受到了实习单位及其 指导人员的一致好评。3.实习收获。主要有四个方面。一是通过直接参与企业的运作过程，学到了实践知识，同时进一步加深了对理论知识的理解，使理论与实践知识都有所提高，圆满地完成了本科教学的实践任务。二是提高了实际工作能力，为就业和将来的工作取得了一些宝贵的实践经验。三是一些学生在实习单位受到认可并促成就业。四是为毕业论文积累了素材和资料。4.组织管理。实习领导小组成员亲自到实习单位，检查和指导实习工作，协调解决实习中遇到的问题，总结、交流工作经验。指导老师们在整个实习过程中尽职尽责，对保证实习质量起到了重要作用。实习开始时，老师们深入学生和实习单位，阐明实习大纲及实习计划内容，明确实习目的和要求。实习过程中，结合实习单位的具体情况，帮助学生学会具体地分析问题、解决问题，学会深化专业知识，用专业知识指导实践，指导学生做好具体工作；在业务不多的实习点，引导学生“找事做”，挖掘他们的实践经验；检查学生实习工作日记，掌握实习情况，指导工作及时有效；督促学生认真完成实习报告。实习结束后，老师们认真做好学生的实习成绩考核及评定工作，参加实习交流会，完成实习总结报告。指导老师平均每周与每个学生交流一次。指导方式有电话、电子邮件、下点、面谈等。基本达到了及时发现问题，解决问题，提高实习质量的目的。实习单位的指导老师认真负责。不仅指导具体工作，还无私的介绍自己的工作与社会经验。5.校企关系。实习前后系领导带领实习老师专门拜访、答谢实习单位，实习结束时系里向实习单位发出统一格式的感谢信。实习学生积极配合企业工作，他们的精神风貌和实际工作绩效对企业工作起到了良好的促进作用。使校企关系得到了进一步巩固和发展。6.总结交流。返校后召开了各种形式的交流会，内容丰富、气氛热烈，同学们积极发言谈经历，谈体会，谈感想，论题丰富，论据翔实。实习指导老师亲临交流会，既肯定了同学们的成绩，又指出了实习中的不足，并对同学们的观点或体会进行了点评。对就业应聘以及将来工作具有很大的指导意义。

三、实习改进建议1.增加实践环节。学生们共同的体会之一是“书到用时方恨少”。从销售终端的商品管理、价格确定，到渠道控制、广告投放、新品开发及至市场调研，都需要宽泛的理论知识支撑。有的单位工作专业性较强，学生下班回来找书找老师求教，其他实习点的同学也主动参与出谋划策。极大的激发了大家的学习积极性，许多同学遗憾学习时不够努力刻苦。一个普遍反映的问题是同学们希望都能参加一次实际营销策划活动，以系统地了解企业运作过程，增强实践能力。在我们的教学计划中，虽然有二年级的社会调查实习，但专业性不强，投入不足。如果三年级设一次短期专业性社会实践，会促进

学生学习，进一步增加实践知识。如果增加实际营销策划内容，会加大教师工作量。但是，增加社会实践环节，确实是实现营销专业人才培养目标的重要途径，尤其有助于学生就业。我们初步计划增加营销策划实践工作项目，使目前学生的参与人数从5%增加到10%。建议学校把专业性社会实践纳入教学计划。2.承认教师指导社会实践的工作量。目前教师指导社会调查实习、毕业实习都没有计入教学工作量，所以不能调动教师积极性，也出现了上面三番五次强调但总是难以见效的实际情况。包括毕业论文也存在这样的问题。指导社会实践和毕业论文需要教师投入一定的时间和精力，才能收到效果。总结经验可知，无论社会调查实习、毕业论文的撰写，还是策划活动，每个好成绩的取得，都投入了指导教师大量的工作甚至个人的研究成果。所以，在进一步规范社会实践和毕业论文的同时，应该肯定教师的工作量，才能激励教师投入，才不会流于形式，真正达到实践目的。而承认教师工作量最有效和透明的办法之一就是把指导社会实践和毕业论文工作计入教学工作量。3.加大教学改革力度。以社会需求为导向，调整课程设置。实习中了解到，目前社会需要大量的市场营销人才，可是，我们的学生却难以找到合适的岗位。客观表现为企业一般招聘有几年工作经验的人。其实企业的真正需要的是人才，这里折射出来的是：应届毕业生不算是人才。我们不能改变招聘条件，只能使自己成为人才。学生怎样才能成为人才，是我们面临的迫切问题。首先，要研究营销人才的内涵，然后以此调整培养目标、课程设置、教学目标、教学计划、学生知识和素质要求等。要加强就业指导工作，重视就业率，就业率是学院生存的重要基础。3．济南春皓电子有限公司始建于1993年，地处济南市历城区开源路，交通便利，环境优美，是山东省成立较早的印制板生产厂家之一。2004年被授予济南市“高新技术企业”。我公司现有固定资产约一千万元，拥有现代化的厂房和完善的加工、检测设备，如激光光绘机、大功率曝光机、印制板通用测试机、全自动数控钻床、铣床等50余台。工艺手段齐全，产品质量优良，快速及时为顾客服务，赢得了广大顾客的良好信誉。

我公司的主要产品是印制板系列产品，公司员工精湛的技术，丰富的经验，较强的质量意识是生产优质产品的可靠保障。到目前为止，我公司的产品已销往省内外300多个厂家，质量信誉和经济效益逐年提高。

我公司的主要产品是印制板系列产品，公司员工精湛的技术，丰富的经验，较强的质量意识是生产优质产品的可靠保障。到目前为止，我公司的产品已销往省内外300多个厂家，质量信誉和经济效益逐年提高。为提高市场知名度扩大影响，先后到深圳、上海等地参加电子产品展览会。

企业以“质量求生存，科技求发展”为纲领，严格贯彻“为顾客提供满意产品”的质量方针，力图在市场上打响“春皓”牌单双面印制线路板的品牌。

我公司以优质的产品，满意的服务，合理的价格而赢得良好的市场信誉。竭诚欢迎各界人士真诚的合作!

产品展示：单面板：单面异形槽工艺线路板 单层面板 黑氧化喷锡板

双面板：双面铅锡异形工艺线路板 双面镀金高密线金手指工艺线路板 双面铅锡异形V槽工艺线路板双面镀金电路板双面喷锡电路板镀镍金板镀金板

4.PCB（印刷电路板）的原料是玻璃纤维，这种材料我们在日常生活中出处可见，比如防火布、防火毡的核心就是玻璃纤维，玻璃纤维很容易和树脂相结合，我们把结构紧密、强度高的玻纤布浸入树脂中，硬化就得到了隔热绝缘、不易弯曲的PCB基板了--如果把PCB板折断，边缘是发白分层，足以证明材质为树脂玻纤。

光是绝缘板我们不可能传递电信号，于是需要在表面覆铜。所以我们把PCB板也称之为覆铜基板。在工厂里，常见覆铜基板的代号是FR-4，这个在各家板卡厂商里面一般没有区别，所以我们可以认为大家都处于同一起跑线上，当然，如果是高频板卡，最好用成本较高的覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。

覆铜工艺很简单，一般可以用压延与电解的办法制造，所谓压延就是将高纯度（>99.98％）的铜用碾压法贴在PCB基板上--因为环氧树脂与铜箔有极好的粘合性，铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在260℃的熔锡中浸焊而无起泡。

这个过程颇像擀饺子皮，最薄可以小于1mil（工业单位：密耳，即千分之一英寸，相当于0.0254mm）。如果饺子皮这么薄的话，下锅肯定漏馅！所谓电解铜这个在初中化学已经学过，CuSO4电解液能不断制造一层层的“铜箔”，这样容易控制厚度，时间越长铜箔越厚！通常厂里对铜箔的厚度有很严格的要求，一般在0.3mil和3mil之间，有专用的铜箔厚度测试仪检验其品质。像古老的收音机和业余爱好者用的PCB上覆铜特别厚，比起电脑板卡工厂里品质差了很远。

控制铜箔的薄度主要是基于两个理由：一个是均匀的铜箔可以有非常均匀的电阻温度系数，介电常数低，这样能让信号传输损失更小，这和电容要求不同，电容要求介电常数高，这样才能在有限体积下容纳更高的容量，电阻为什么比电容个头要小，归根结底是介电常数高啊！、其次，薄铜箔通过大电流情况下温升较小，这对于散热和元件寿命都是有很大好处的，数字集成电路中铜线宽度最好小于0.3cm也是这个道理。制作精良的PCB成品板非常均匀，光泽柔和（因为表面刷上阻焊剂），这个用肉眼能看出来，但要光看覆铜基板能看出好坏的人却不多，除非你是厂里经验丰富的品检。

对于一块全身包裹了铜箔的PCB基板，我们如何才能在上面安放元件，实现元件--元件间的信号导通而非整块板的导通呢？板上弯弯绕绕的铜线，就是用来实现电信号的传递的，因此，我们只要把铜箔蚀掉不用的部分，留下铜线部分就可以了。

如何实现这一步，首先，我们需要了解一个概念，那就是“线路底片”或者称之为“线路菲林”，我们将板卡的线路设计用光刻机印成胶片，然后把一种主要成分对特定光谱敏感而发生化学反应的感光干膜覆盖在基板上，干膜分两种，光聚合型和光分解型，光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化，从水溶性物质变成水不溶性而光分解型则正好相反。

这里我们就用光聚合型感光干膜先盖在基板上，上面再盖一层线路胶片让其曝光，曝光的地方呈黑色不透光，反之则是透明的（线路部分）。光线通过胶片照射到感光干膜上--结果怎么样了？凡是胶片上透明通光的地方干膜颜色变深开始硬化，紧紧包裹住基板表面的铜箔，就像把线路图印在基板上一样，接下来我们经过显影步骤(使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜)，让不需要干膜保护的铜箔露出来，这称作脱膜（Stripping）工序。接下来我们再使用蚀铜液(腐蚀铜的化学药品)对基板进行蚀刻，没有干膜保护的铜全军覆没，硬化干膜下的线路图就这么在基板上呈现出来。这整个过程有个叫法叫“影像转移”，它在PCB制造过程中占非常重要的地位。

接着是制作多层板，按照上述步骤制作只是单面板，即使两面加工也是双面板而已，但是我们常常可以发现自己手中的板卡是四层板或者六层板（甚至有8层板）。

有了上面的基础，我们明白其实不难，做两块双面板“粘”起来就行啦！比如我们做一块典型的四层板（按照顺序分1~4层，其中1/4是外层，信号层，2/3是内层，接地和电源层），先呢分别做好1/2和3/4（同一块基板），然后把两块基板粘一块不就OK了？不过这个粘结剂可不是普通的胶水，而是软化状态下的树脂材料，它首先是绝缘的，其次很薄，与基板粘合性良好。我们称之为PP材料，它的规格是厚度与含胶（树脂）量。当然，一般四层板和六层板我们是看不出来的，因为六层板的基板厚度比较薄，即使要用两层PP三块双面基板，也未见得比一层PP两块双面基板的四层板能增加多少厚度--板卡的厚度都有一定规范，否则就插不进各种卡槽中了。说到这里，读者又会产生疑问，那个多层板之间信号不是要导通吗？现在PP是绝缘材料，如何实现层与层之间的互联？别急，我们在粘结多层板之前还需要钻孔！

钻了孔可以将电路板上下位置相应铜线对起来，然后让孔壁带铜，那么不是相当于导线将电路串联起来了吗？

这种孔我们称之为导通孔（Plating hole，简称PT孔。这些孔需要钻孔机钻出来，现代钻孔机能钻出很小很小的孔和很浅的孔，一块主板上有成百上千个大小迥异深浅不一的孔，我们用高速钻孔机起码要钻一个多小时才能钻完。钻完孔后，我们再进行孔电镀（该技术称之为镀通孔技术，Plated-Through-Hole technology，PTH），让孔导通。孔也钻了，里外层都通了，多层板粘好了，是不是完事了呢？我们的回答是No，因为主板生产需要大量进行焊接，如果直接焊接，会产生两个严重后果：

一、板卡表面铜线氧化，焊不上；

二、搭焊现象严重--因为线与线之间的间距实在太小了啊！所以我们必须在整个PCB基板外面再包上一层装甲--这就是防焊漆，也就是俗称阻焊剂的的东东，它对液态的焊锡不具有亲和力，并且在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化，这个特性和干膜类似，我们看到的板卡颜色，其实就是防焊漆的颜色，如果防焊漆是绿色，那么板卡就是绿色。

最后大家不要忘了网印、金手指镀金（对于显卡或者PCI等插卡来说）和质检，测试PCB是否有短路或是断路的状况，可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷，电子测试则通常用飞针探测仪（Flying-Probe）来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确，不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。

印制电路板的制作论文 篇3

关键词：印制电路板设计；校企合作；教学改革

【分类号】TN41-4；G712

一、引言

随着我国制造业的转型升级，电子制造业逐步成为支柱产业，各类电子产品不断更新换代，在庞大的电子领域中，PCB以无可取代的位置引领着电子行业的发展。目前，全球PCB产业产值占电子产业总产值的四分之一以上，产业规模达400亿美元，已经成为当代电子产业中最活跃的部分。PCB的制造品质是电子产品可靠性的基础，它直接影响电子产品整体质量和竞争力。我国作为电子制造业的大国，已经成为世界第二大PCB产出国，随着电子产品向微型化、集成化的不断发展，在对PCB工艺上和可制造性上要求越来越高。因此，培养大批具有较高PCB设计应用能力和PCB制造工艺水平的高级应用型人才，是高校电子专业目前所面临的一项艰巨任务[1]。

二、目前高校PCB设计课程存在的问题

虽然目前不少高校开设了有关PCB设计的课程，积极探索PCB设计的教学改革，近年来出了不少的研究成果，但是在PCB设计教学研究中还是存在比较多的问题，其中包括如下几个问题：

（1）PCB设计课程改革研究较少

PCB设计工程师是近年来新兴的职业，这些PCB设计工程师活跃在PCB设计的前沿工作，同时也产生出了较新的PCB设计技术类的研究成果。但与此相对比的是，在高校PCB设计的课程却还处于落后阶段，有些甚至没有开设此类课程。不少老师认为学生可以通过自学学习PCB设计，但是PCB设计的项目非常多，专业知识要求全面，不仅要有数模电路的基础，而且还要知道电子设计布线规则、信号完整性分析等布板知识。这些都必须通过教学系统地学习，在边学边练中积累提高PCB设计的专业知识。

（2）教学内容与生产脱节

目前高校PCB设计课程内容落后，有些还停在十几年前的EDA软件“Protel 99se”的教学上，教授的也只是简单的单面板、双面板的制作。但是现在大部分企业PCB设计使用的软件是日本Candence公司出产allegro软件或者是Altium Design软件，设计的PCB从四层板到几十层板，设计所需要的相关专业知识多，实践动手能力要求高。如果教学内容不能紧贴市场的话，企业招聘后还要进行时间较长的专业培训，在一定程度上影响了人才供给的及时性。

（3）教学方法落后

PCB设计是一门技术性、实操性特别强的课程，在教学方法上有别于普通的理论教学方法。要想提高教学质量，必须结合目前较为流行的实验教学法，理实一体化教学法等。

三、改革主要思路与理念

（1）协同创新PCB课程建设，产与教相结合

实施校企合作，建立了校外PCB设计开发实习基地，与企业合作可分如下三个阶段：

第一阶段：与企业合作，搭建PCB人才培养平台，形成校外PCB设计开发实习基地，以及校内PCB设计开发实训基地。制定相关的基地管理制度、运行机制与开放共享机制、质量监控体系等。

第二阶段：与企业共同制定PCB人才培养方案，方案包括：实习基地的建设，能够每年吸收部分学生到企业顶岗实习，2-3名教师到企业实践、学习；其次企业参与校内PCB设计开发实训基地建设，聘请有丰富经验的PCB设计专业人员到学校任兼职教师，开设专业课堂、讲座等。实施“双导师”模式，由学院教师和企业兼职教师共同指导学生实习、实训，双方共同制定实训计划，并“交互指导”学生实习。

第三阶段：在校内开设PCB设计课程，对课程设置、教学内容和教学方法进行改革。组织课题组成员开展专业研讨，确定教学方法，编写教學手册、学生练习册、课件等教学资源。确定了课程内容之后，根据PCB人才培养的特性，组织专业教学团队的教师和企业PCB专业人员采用专业研讨，选择适合学校教学的实训项目内容，对实训项目按照简单到复杂，单一到综合，新手到专家的认知学习规律进行设计。在教学过程中，通过访谈、调查问卷等方法对学生开展教学反馈活动，及时更新完善课程的设计和实践过程[2]。

（2）利用移动终端研究教学方法

传统的教学局限于教室中，教师只是握着书本枯燥无味地授课。PCB设计课程是一门实操性课程，传统的教学已不太适合。在移动终端例如手机等创建具有自身特色的移动学习平台，结合目前国内非常流行的微课、微信等，把PCB设计课程中难点、重点知识、实验操作演示等在移动平台上分享。学生可通过移动终端在网络上参与一系列的学习活动，可以有效地提高学生学习的主动性。在如此功能强大的学习平台上如何开展师生双向交互学习，如何对现行的教学方式进行改革是本课题需要研究的问题。

（3）利用移动学习模式提高学习过程体验，增添教学的趣味性

在搭建好的PCB设计学习平台中引入“移动学习模式”，把在移动环境中会形成真实而具体的学习记录下来，研究如何改变PCB设计教学中的弊端，客观而全面地对教学成果和问题进行评估和解决。

四、以工作项目为载体构建理实一体化课程内容

在课程内容设计中，通过对典型工作任务的分析，选择典型电子产品为实施项目，将专业知识、技能、职业素质有机地整合到一起，并将其转换成学习内容 ，构建了理实一体化课程内容。在项目内容选取上，首先由企业提供相关案例，课程团队充分考虑项目的典型性、实用性、可操作性及可拓展性。其次项目的选取要有层次关系，由简单到复杂，项目的难易度要结合相关知识及技能，要考虑学生的实际学习基础，并充分发挥学生的自主意识和创新能力。同时整个项目的必备知识和技能要分散到项目设计中的不同环节。本课程的项目具有基础性、设计性、综合性和创新性等特点，尝试采用开放式实践教学，以提高学生的综合实践能力和创新能力[3，4]。

五、遵循实施理实一体化教学模式

本课程教学过程采用“做中学、学中做”的理实一体化教学模式，充分体现实践性。以工作过程为导向，把工作项目引入到教学中，用工作任务引领的方式将相关知识点融人到完成工作任务所必备的项目中，突出工作任务与知识的联系，使学生掌握必要的基本理论知识，能独立地制定计划、实施计划和评估计划，突出了项目式教学工程性和技术性的特征，使学生的实践能力、职业技能、分析问题和解决问题的能力不断提高。 教学中学生通过项目资讯、项目计划、项目实施、项目检查与成果展示、项目评估与总结来完成工作任务，每一个阶段都体现了丰富的实践活动及其要达到的学习目标，让学生思考问题、研究问题、解决问题 ，进行动态学习。教师给出项目工作任务书，让学生通过项目方案设计与论证、电路设计与调试、项目总结报告的完成，逐步提高综合设计能力。教学中以学生为主体，以教师为引导，充分调动学生学习的主动性、积极性。在整个教学过程 中培养学生专业能力、方法能力、社会能力和创新精神，使学生具备综合职业素质核心岗位竞争力[5，6]。

六、结束语

《印制电路板设计》是一门操作性非常强的课程。其内容不仅包括在计算机房利用制板软件设计出合理印制电路板图，还包括后续利用制板设备把设计对应的电路板做出来，并进行焊接调试，来检验设计的合理性。实践表明，教学改革需要校企合作，打破常规，实施与深化，不仅有利于学生个人职业素质的发展，而且有利于课程体系的深层次融合和宽范围整合。

参考文献

[1]陈强.《多层印制电路板的设计与制造》课程改革与实践[J].科技信息，2012（6）.

[2]赵玖香.校企合作 发展历程及研究现状概述[J].齐齐哈尔工程学院学报，2011，（2）.

[3]刘燕妮.浅谈高职电子线路板设计与制作课程教学改革与实践[J].电子制作，2013（8）.

[4]高锐.张静.高职《印制电路板设计与制作》课程改革探索与实践[J].科技创新导报，2010（9）.

[5]冯永芳.Protel教学实践探索[J].科技创新导报，2012

印制电路板的手工制作工艺 篇4

手工制作印制电路板需要准备一些必要的材料和工具, 如覆铜板、钢锯、沙纸、锉刀、虫胶、装饰纸、复写纸、描图笔 (圆珠笔, 鸭嘴笔等) 、腐蚀液 (三氯化铁溶液或双氧水) 、容器 (搪瓷, 塑料或陶瓷类的) 、打孔机、小刀等。

二、印制电路图的手工设计

印制电路图是在各印制电路板上根据电原理图绘制印制电路, 一般有手工描制、计算机辅助设计等方法。印制板图设计的是否合理, 直接影响着印制板电气性能的好坏。对于初学者学会单面板的手工设计和绘制十分必要。下面我们重点介绍手工制图的方法。

1. 绘制要求

(1) 焊盘的形状及尺寸

印制电路的焊盘一般情况下是一个与印制导线相连接的圆环, 圆环的内径比导线孔的直径大0.1~0.4mm, 线孔直径一般比引线的直径大0.2~0.3mm。 (焊盘外径形状可以是多边形、岛形、钳形、泪滴式、椭圆等) 。

(2) 印制导线的形状与信号的传输有关。印制导线均应简洁和美观, 不应出现尖角, 印制导线与焊盘的连接应平滑过渡。以下情况是不允许的: (信号学的的角度分析) 宽度不一;尖角;宽度变更;小于90°;间距不合适;曲率不一;圆直混用等。归纳如下:以短为佳, 走线平滑, 过渡自然, 少尖角。

(3) 印制导线的间距与电压有关。在高频电路中, 线间距离将影响分布电容和电感的大小, 从而影响到信号的损耗电路的稳定性以及引起信号的干扰等。在高速开关中, 导线的间距将影响到信号的传输时间及波形的质量。在高电压工作时, 容易出现击穿现象等。印制导线间的最小距离应大于或等于0.5mm, 当导线间的电压超过300V时, 其间距应不小于1.5mm。

(4) 印制导线的宽度与电流有关。在同一印制电路板上, 除地线外, 其它印制导线的宽度应尽可能一致。印制导线的宽度主要与通过该导线的电流有关。因为导线的截面积过小, 通过电流时导线就会发热, 温度过高, 导线就会从基板上剥落或起翘。因此, 导线的宽度不能过小, 一般均大于0.4mm。实习组要求每位同学的宽度≥1mm。

2. 布线的方法

在一张纸上画出印制电路板所有的准确尺寸, 并按实物排列方案画出印制板电路接线图, 这时最好用铅笔勾勒, 便于不断地修改。印制电路中各元件之间的接线安排方式如下:

(1) 印制电路不允许有交叉电路;对于可能交叉的线条, 一般可用“钻”与“绕”两种办法解决。即让某引线从别的电阻、电容、三极管等元器件脚下的空隙处“钻”过去, 或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去。在特殊情况下如果电路很复杂, 为了简化设计也允许用导线跨接, 解决交叉问题。

(2) 电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”、“卧式”两种安装方式, 对于这两种方式上的元器件孔距是不一样的。对于可变电容器、中频变压器、振荡线圈等元器件不仅引脚几何尺寸是固定的, 还有极性的区别。应查明接脚的性质, 并用铅笔在纸上点出各接脚的准确位置连线。

(3) 同一级电路的接地点应尽量靠近, 并且本级电路的电源滤波电容也应该接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远, 否则因两个接地间铜箔太长会引起过热与自激。用这样“一点接地法”的电路, 工作起来较稳定, 不易自激。

(4) 总接地线必须严格按高频-中频-低频的顺序排列, 切不可随便乱接。级与级之间宁可长些, 也要遵循这一规定。高频头等高放电路用大面积包围式地线, 以保证有良好的屏蔽效果, 否则就会产生自激以至无法工作。

(5) 阻抗高的走线尽量短, 阻抗低的走线尽量长些, 因为阻抗高的走线容易发射和吸收信号, 引起电路不稳定。电源线、地线、无反馈元件的基极走线、发射极引线等均属于低阻抗走线。发射极跟随器的基极走线、放大器集电极走线均属于高阻抗走线。

3. 元器件排列和有关尺寸

(1) 元器件的排列有不规则排列、坐标排列和网格排列三种。不规则排列:多用于分立元件为主的印制板中。特点:连线合理, 板面利用率高, 分布参数小, 元件排列没有章法。坐标排列:多用于板面宽裕的电路 (如低频电路) 。特点:横平竖直, 美观整齐, 走线较长。元器件轴线方向与印制板边缘垂直或平行。网格排列:在坐标排列的基础上, 加入了网格, 且安装孔均设计在正方形网格交点上, 栅格间距与集成电路、多位开关, 继电器等元器件引脚尺寸成整数倍关系。国际通用标准。EDA、CAD软件中多采用, 应用面最广。

(2) 元件尺寸与安装孔距

在设计硬尺寸元器件孔距时, 必须提高精度, 避免重新打孔或无法安装的情况发生。软尺寸元件:指那些具有较长且可以折弯的引脚的元器件, 如普通的电阻器, 电容器等。这些软尺寸元件, 在老师没有给定尺寸要求或你留的间距不够时, 才可以考虑实际需要, 做灵活的调整使用。安装孔距:引线孔具有电气连接和机械固定的双重作用, 其尺寸主要由引线剖面大小决定。孔径过小, 插装困难, 并且焊接时不易浸润[2]。

三、图形转移

1. 漆涂法

将漆片 (即虫胶, 化工原料店有售) 溶于无水酒精中, 并适当搅拌, 待其全部溶解后, 滴上几滴医用紫药水 (龙胆紫) , 使其呈现一定的颜色, 搅拌均匀后, 即可作为保护漆用来描绘电路板。先用细砂纸把敷铜板擦亮, 然后对照印制电路图采用绘图仪器中的鸭嘴笔 (或圆规上用来画图形的墨水鸭嘴笔) , 进行描绘, 鸭嘴笔上有调整笔划粗细的螺母, 笔划粗细可调, 并可借用直尺、三角尺描绘出很细的直线, 且描绘出的线条光滑、均匀, 无边缘锯齿, 给人以顺畅、流利的感觉;同时, 还可以在电路板的空闲处写上汉字、英语、拼音或符号描绘出的线条, 若向周围浸润, 则是浓度太小, 可以加一点漆片;若是拖不开笔, 则是太稠了, 需滴上几滴无水酒精。万一描错了也没关系, 只要用一小棍 (火柴杆) , 做一个小棉签, 蘸上一点无水酒精, 即可方便地擦掉, 然后重新描绘即可。

2. 贴纸法

对照印制电路图, 裁出一块相应大小的装饰纸, 将装饰纸平整的贴在覆铜板的铜箔一面。再在上面盖一张复写纸, 然后将画好的电路板图盖在复写纸上, 再用圆珠笔在纸上重描一次, 让线路显示在装饰纸上, 再用刻刀沿导电带边缘刻透贴面层, 形成所需电路, 揭去非电路部分, 留下的就是所需导电带部分。刻完后应对照印制电路图检查有无镂刻或多刻现象。检查无误后用橡皮擦除去撕装饰纸留下的部分粘胶后即可腐蚀。

四、腐蚀

漆涂法和贴纸法进行图形转移后都可以用三氯化铁溶液进行腐蚀。用漆涂法时, 电路板图绘好晾干后, 即可在三氯化铁溶液中腐蚀。电路板腐蚀好后, 去漆也很方便, 用棉球蘸上无水酒精, 就可以将保护漆擦掉, 晾干即可。由于酒精挥发快, 配制好的保护漆应放在小瓶中 (如墨水瓶) 密封保存, 用完后别忘了盖上瓶盖, 若在下次使用时, 发现浓度变稠了, 只要加上适量无水酒精即可。用三氯化铁溶液腐蚀或电流电解法都可以制作出较理想的电路板。腐蚀温度可在55℃左右进行, 腐蚀速度较快。贴纸法腐蚀好的电路板用清水冲洗干净, 揭去电路上的装饰纸, 擦干净即可。

五、打孔

打孔是印刷线路板的重要组成部分之一。打孔前要先打定位孔, 即先给待打孔的印刷板上打一个小点, 然后用打孔机向那个小点打去, 防止打孔时打歪。打孔时要注意拿稳打孔机, 打孔机的针孔要与印制板面垂直, 孔打出来了先不要急着取出打孔机, 要待打孔机转速变慢或停止转动再取出。打孔是为了安装和固定元器件, 所以应根据元件引脚大小选择钻头, 在焊盘中心打孔。

六、涂助焊剂

助焊剂一般可分为无机助焊剂、有机助焊剂和树脂助焊剂, 能溶解去处金属表面的氧化物, 并在焊接加热时包围金属的表面, 使之和空气隔绝, 防止金属在加热时氧化;可降低熔融焊锡的表面张力, 有利于焊锡的湿润。松香是一种助焊剂, 可以帮助焊接。松香可以直接用, 也可以配置成松香溶液, 就是把松香碾碎, 放入小瓶中, 再加入酒精或香蕉水搅匀。注意酒精和香蕉水易挥发, 用完后记得把瓶盖拧紧。瓶里可以放一小块棉花, 用时就用镊子夹出来均匀的涂在印刷板上或元器件上即可。

七、结束语

制作电路板几乎是每一个电子爱好者电子制作中必不可少的一步, 同时制作电路板也是职业教育中电子类专业学生的必备技能。制作电路板的手工方法有很多, 本文主要介绍了漆涂法和贴纸法两种, 有兴趣的读者可以阅读参考。

参考文献

[1]金仁贵.电工电子基本技能实训.北京:北京大学出版社.2006.9

[2]王健石.印制电路板技术标准手册.北京:中国标准出版社.2007.4

印制电路板的制作论文 篇5

ＣＰＣＡ副秘书长

摘要

文章叙述印制电路板制造业清洁生产标准的作用及对标准中有关指标要求和考核方法的理解。

关键词

清洁生产标准；印制板制造业；理解

中图分类号：ＴＮ４１，Ｘ６５

文献标识码：Ａ

文章编号：１００９－００９６（２００９）３－００４５－０５

Come to Understand Cleaner Production Standard-------PCB Manufacturing GONG Yong-Lin Abstract The paper writing that the function of cleaner production standard for PCB,and understand to targetand check method for the standard.Key words cleaner production standard;PCB manufacturing;understanding 本行业期待的《清洁生产标准 印制电路板制造

业》（ＨＪ４５０－２００８）标准，由政府环境保护部在 ２００８年１１月正式发布，定于２００９年２月１日起实施。标准的贯彻实施首先需要学习与理解，在此谈一些

本人的理解与看法。１

认识清洁生产的重要意义 １．１

清洁生产的定义

ＨＪ４５０－２００８标准中定义：清洁生产是指不断采 取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的 工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从 源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免 生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排 放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。（引自《清洁生产促进法》）

由定义可见，清洁生产是一个系统工程，一方面它提倡通过工艺改造、设备更新、废弃物回收利用等途径，实现“节能、降耗、减污、增效”，从而降低生产成本，提高企业的综合效益，另一方面它强调提高企业的管理水平，提高所有员工在经济观念、环境意识、参与管理意识、技术水平、职业道德等方面的素质。１．２

清洁生产的意义（１）开展清洁生产是减轻末端治理的负担，控制环境污染的有效手段。末端治理的手段，为保护环境起到了重要的作用。然而末端治理模式有种种弊端：治理设施投资大、运行费用高；存在污染物转移等问题，不能彻底解决环境污染；未涉及资源的有效利用，资源浪费大。清洁生产通过全过程控制，减少甚至消除污染物的产生和排放，大大减轻了企业的负担。质量与标准Ｑｕａｌｉｔｙ ＆ Ｓｔａｎｄａｒｄ

Printed Circuit Information 印制电路信息２００９ Ｎｏ．３………

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国内同行业清洁生产先进水平；三级要求：基本达

到国内同行业清洁生产水平。同时所有企业的污染物通过治理措施后必须达到相关排放标准。

ＨＪ４５０－２００８标准中，三个等级指标要求设定考虑 了国内外的现有技术水准和管理水平，广泛征求行业 内企业意见而定。指标数值确定是相对而言的，一 级指标数值并不是国际上印制电路板企业最低值，而 是国际先进的平均估计值，国内已有少数企业达到此 水平了。二级指标数值是国内印制电路板企业先进的平均估计值，只要有一定的清洁生产措施是可以达到 的。三级指标数值是针对现状中生产技术水平偏低的 企业，经改进提高的是能达到的。

目前大批量生产印制板的企业规模和技术水平

已经与国外先进水平相当，因此许多一级与二级的 指标要求是相同的。

在标准制定过程中得到约５０家ＰＣＢ企业数据，包括了单面、双面、多层、ＨＤＩ和挠性各类印制 电路板产品，包括了年销售额数十亿元、亿元和千 万元的大、中、小规模不同企业，包括了外资与 港台、国有股份制、民营等不同所有制及不同技术 水平的企业。所采集数据是具有代表性，确定的三

级指标是三个水平的反映。３．３

清洁生产的五类指标行业清洁生产标准要求应从生产工艺与装备、资源能源利用、产品、废物回收处理、污染物和环境管理等六个方面来考虑。对印制板制造行业其产品（印制板）是由客户设计，许多指标并非能由制造方控制，因此未列入ＨＪ４５０－２００８标准中。（１）生产工艺与装备要求的确定。印制板制造工艺目前主要是以覆铜板为主要材料，采取化学蚀刻法（减去法）技术，清洁生产标准要求依此为基础。其它新的工艺方法，如半加成法和加成法工艺，应该比减去法更清洁、环保，是清洁生产的发展方向。印制板制造行业生产工艺基本相同的，但各企业的生产设备差异很大。多数大型企业装备较先进，自动化程度高，过程封闭性强和环境清洁度高，属于国际或国内先进水平。而中小型企业基本以半自动或手工作业设备为主，可能清洁生产条件差些。印制板制造过程按工艺大类分机械加工、线路与阻焊图形形成、板面清洗、蚀刻、电镀与化学镀，针对各工序特点分别提出要求。这类指标只能定性要求，希望向先进的工艺技术和装备转变。（２）资源能源利用指标的确定。印制板生产资源能源利用指标主要突出水、电和覆铜板三项。其它辅助类化学品材料不再另列。有关资源能源利用的单耗指标，是以生产每平方米（ｍ２）产品为单位计，而不以万元产值计。印制板的价格是随市场需求与经营成本变动而经常变化的，而印制板行业习惯

上以平方米统计产量，每平方米产量与消耗水、电及原材料量有着相应关系，便于统计及监测。由于印制板种类不同，生产过程有差异，因此对单面、双面、多层、ＨＤＩ和挠性各类印制电路板的要求指标作了区别。另外生产批量大小也会影响资源单耗，给予系数补偿。耗用水、电量指标数据包括印制板的直接生产用水、电与间接生产用水、电，但不包括生活（食堂、宿舍）和工厂建设（改造、扩建时）等部分。覆铜板附有金属铜，是印制板的主要原材料，因此要规定覆铜板消耗指标。本标准所确定覆铜板消耗指标是以投入产出比来统计。覆铜板消耗包括了工艺损耗（产品外围之工艺区、开料产生之边角料）和废品损耗（报废品）。

（３）污染物产生指标的确定。

污染物产生指标是直接与清洁生产、环境保护 的成效有关。印制板生产过程有废水、废气、噪 声和废固体物产生，本标准重点抓废水中铜和ＣＯＤ 指标。有关废水中铜和ＣＯＤ数据确定来源于行业调 查及《第一次全国污染源普查 电子行业产排污系数 手册》中印制板制造行业产排污系数。①废水产生量。所列废水产生量指在废水处理 后的排放量，其基础是新鲜水的用量。虽然生产 过程中有重复用水，但不损耗总水量。从水平衡 来看，废水产生量（排放量）相当于新鲜水的用 量，只有蒸发，或者清洗场地等其它使用引起水 量减少。

②废水末端处理前污染物产生量。废水末端处 理前指标，是反映污染物的源头情况。印制板废水 是生产过程清洗水，包括含金属废水、含有机物废 水。废水污染物控制指标重点是铜、ＣＯＤ含量。铜和ＣＯＤ污染物控制指标在末端处理前很难确 定。如产生含铜废水的工序有板面清洗、蚀刻、化 学镀铜、电镀铜等多处，并且各处的废水中含铜量

Printed Circuit Information 印制电路信息２００９ Ｎｏ．３……………………………………………………

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（废板、废溶液、粉尘、泥渣）中铜含有量，再与实际回收的铜量作比较。铜回收可以是本企业自行进行，或交专业回收单位处理，回收的铜量都计算在内。

（２）定性指标是原则的基本要求，考核需要ＰＣＢ行业技术专门人员在现场察看，并需查看相关管理文件与记录。４．３

标准考核分析ＨＪ４５０－２０

０８标准制定过程中，对数十家印制板生产企业数据分析，一些企业的某些指标能达到一级，而有些指标只有二级水平；同样，有些企业的某些指标能达到二级，而有些指标只有三级水平。标准要求企业的各项指标都达到一级时才称得上一级清洁生产企业，或全部指标在二级水平以上时才称得上二级清洁生产企业。因此清洁生产要求企业全面、全过程地开展，不能“顾此及彼”。标准正式实施前现状估计，全行业约仅５０％的印制板制造企业是可以达到本标准的三级及以上清洁生产要求。有很大一部分企业要达到本标准的清洁生产要求，是需要采取改进、提高措施的。５

清洁生产标准实施与其它规范关系（１）清洁生产标准实施主管部门。《清洁生产促进法》规定：国务院经贸主管部门负责组织、协调清洁生产促进工作。国务院环保和质监等主管部门，负责有关的清洁生产促进工作。ＨＪ４５０－２００８标准规定：清洁生产标准由各级人民政府环境保护行政主管部门负责监督实施。清洁生产的政府主管负责是经贸部门，清洁生产标准是政府环保部门监督实施，实施的主体是印制板制造企业。行业协会（ＣＰＣＡ）应该宣传、推动清洁生产标准的实施，既可以组织专家帮助、指导企业开展清洁生产；又可以协助政府环保部门监督、审核企业清洁生产标准执行。（２）清洁生产审核是实施清洁生产标准的有效途径。《清洁生产促进法》规定：企业应当对生产过程中的资源消耗以及废物的产生情况进行监测，并根据需要对生产实施清洁生产审核。使用有毒、有害原料进行生产或者排放有毒、有害物质的企业，应当定期实施清洁生产审核，并将审核结果报告所在地政府环保部门和经济贸易部门。ＨＪ４５０－２００８标准是对印制板制造企业清洁生产审核的依据之一，本标准的实施也需要与清洁生产审核相结合。而开展清洁生产审核若仅有行业清洁生产标准是不够的，需要进行清洁生产审核的指南或规范，细化本标准中指标的考核方法，使本标准切实执行。ＣＰＣＡ已经向政府主管部门申请制定“印制电路工业清洁生产评价指标体系”和“印制电路工业清洁生产审核指南”等标准，这时印制板制造企业清洁生产审核才完全规范化。

现在有印制板制造企业已通过或正在进行清洁生产审核，它们的清洁生产依据（衡量标准）是工业生产的基本要求或套用电镀行业要求，缺乏印制板制造业特

点。而清洁生产审核所请“清洁生产审核中心”的专家不懂、不了解印制板制造过程，照样签名认可。

（３）行业清洁生产标准与污染物排放标准。最近政府主管部门正在制定ＧＢ《电子行业污染排放标准——电子元件》（含印制板）标准，这将不再执行原有的ＧＢ８９７８－１９９６《污水综合排放标准》。该标准是规定废水、废气处理后排出的允许指标，ＨＪ４５０－２００８行业清洁生产标准所规定的污染物产生量是末端处理前的指标，切莫把两者混淆。

（４）清洁生产与ＩＳＯ１４０００环境管理体系的关系。清洁生产是一种创造性的、高层次的，包含性极大的环境战略措施。采取一系列技术改进措施与管理强化措施，全方位改善企业的环境面貌，也给企业带来直接的经济效益。

ＩＳＯ１４０００环境管理体系是企业向外界表明自己的承诺和良好的环境形象，减少环境污染，选择的一个管理性措施。

从技术内涵看企业清洁生产比较广泛，从无毒原料替代，工艺与设备改进，企业管理与员工素质等方面进行全程核查，提出经济可行的方案，以不断实行节能、降耗、减污、提质、增效为目标的持续清洁生产。而ＩＳＯ１４０００环境管理体系的技术内涵一般表现在环境因素的管理方面，其核心就是建立符合国际标准的环境管理体系。

通过ＩＳＯ１４０００认证的企业也不能认为符合清洁生产标准了，实施清洁生产标准需要贯彻ＩＳＯ１４０００标准，两者可以相互依托并轨实施，但不能替代。

印制电路板的地线设计 篇6

一、模拟电路的地线设计——单点接地

1. 理论计算

例如:印制板上宽度为1.5mm, 长50mm的地线铜箔, 若铜箔厚度为0.05mm, 则可根据公式R=ρL/S, 该段导线电阻为0.013Ω, 若流过这段地线电流为2A, 则这段地线两端电位差为26mV, 在微弱信号电路中, 这26mV足以干扰信号正常工作。

可见, 对印制板设计者来说, 地线只要有一定长度, 就不是一个处处为零的等电位点。地线不仅是必不可少的电路公共通道, 又是产生干扰的一个渠道。如同修筑一条道路带来交通便利的同时也带来污染一样。

2. 应用举例

在一个由传感器、运算放大器、功率放放大器、伺服电机及直流稳压电源等组成的工控系统中, 对每一级来说都有接地问题, 这里所说的“地”并非大地, 可以理解为等电位点, 即电路或系统的基准零电位点。在由若干级运放串接组成的低频或直流放大器中, 每一级都有自己的基准地电位。其输入、输出信号的大小和极性也都是相对这个基准地电位而言的。因此, 当放大器前后级之间以及放大器与传感器相连时, 它们的基准地都应该连在一起, 即应是等电位的。而这些放大器与传感器又都由各自的直流电源供电, 所以这些电源的地也应与放大器的地连接在一起。在大多数工控系统中, 来自传感器的信号经电压放大、功率放大后去控制执行机构, 在有些情况下伺服电机控制绕组的一端也需要接地。这样, 当另一端来的是正信号时, 控制电流经电枢流入地使电机正转;负信号时则电机反转。所以电机控制绕组的一端也应与放大器有一个公用的等电位基准地。

在单电源供电时, 由于各级电路中的所有电流最终都要流回到电源负端, 通常我们也是把它作为“地”电位的基准。在图2中每级放大器都采用一点接地、各级放大器之间通过地线接到电源负端, 由于各级放大器的工作点电流和信号电流幅度是逐级增大的。因而流过最后一段地线的电流包括前三极的信号电流, 其中第三级信号电流已经包括自己在内的前三级放大, 因而电流最大, 在此段地线上的电压降U3也最大;根据同样的道理U1最小。

3. 基本原则——一点接地

如果能将电路中所有的接地点全部接在一个点上, 即“一点接地”, 也就不存在地线阻抗 (此时地线阻抗极低) , 那么地线干扰也就不存在了。但是实际应用中, 真正的一点接地是很难做到的, 所以我们只能尽量的减小地线阻抗。我们可以在实际布线时, 尽量缩短地线的长度并且使其具有足够的宽度, 或者可以进行镀银处理 (汇流条设计) , 通过这样的设计, 我们可以将地线干扰尽量降低。

通过上面的应用我们还可以发现, 同样的一点接地, 如果适当改变其接地点的位置, 还能够进一步的减小线路干扰, 提高工作精度和稳定性。

当然如果电路是一个多单元、多板电路, 需要连接的元器件, 单元电路较多时, 应将这些接地元器件尽可能就近接到公共地线的一段或一个区域, 也可以接到一个分支地线上。

二、高频电路的地线设计——就近多点接地

1. 理论计算

在高频电路中 (几十兆以上频率) 导线不公有电阻, 还有电感, 以平均自感量为0.8uH/m计算, 50mm长的地线上自感为0.04uH, 若电路工作频率为60MHz, 则感抗为16Ω, 在这段地线上流过10mA电流时即可产生0.16V的干扰电压。这足以将有用信号淹没。

2. 解决措施

通过计算我们可以发现, 在高频电路中, 频率越高, 地线阻抗越大。为了尽量降低地线阻抗, 我们可以采用就近多点接地的方法, 且地线设计成大面积接地。这种布线方式元器件一般都采用不规则排列并按信号流向依次布设, 以求最短的传输线和最大面积接地, 注意在高频电路中是不能采用分地线设计的。

在上述是模拟电路和高频电路地线设计我们都可以认为这是运用了一点接地的基本原则, 所不同的是模拟电路大多采用单点接地, 而高频电路采用的是就近多点接地。而这个地就是一点接地的“点”, 所以, 一点接地中的“点”并非是几何意义上的点, 在印制电路板地线设计当中, 也无法真正做到几何意义上的一点, 这里所说的点是忽略电阻的几何导线图形, 它可以是汇流排, 粗导线、或大面积接地等。

三、混合接地

混合接地和单点接地、就近多点接地的地线设计大不一样。混合接地是在地线系统内使用电感、电容连接, 利用电感、电容器件在不同频率下有不同阻抗的特性, 使地线系统在不同的频率具有不同的接地结构这样接地设计在普通的电路设计当中应用并不太多。

当然, 在电路设计过程中, 印制板电路不可能是单纯的线性电路, 有可能既有线性电路, 又有高速数字电路等等, 这样的地线设计需要注意:不同类型电路根据信号特性将地线进行分组, 将相互不会产生干扰的电路放在一组采用串联单点接地, 不同组的采用并联单点接地, 结合分地线的原理进行地线设计, 这样即能解决公共阻抗耦合的问题, 又能避免地线过多。如图1。

印制电路板的质量控制与检验 篇7

印制电路板 (PCB, Printed Circuit Board, 简称印制板) 是各类电子设备中用得最多也是最基本的组装单元。设备的各项功能和性能指标主要是通过印制板来实现的, 可以说印制板是电子设备的心脏, 其质量优劣、可靠性的高低直接影响到设备的质量与可靠性。随着电子设备的智能化、小型化, 印制板的尺寸越来越小, 结构越来越复杂。实践证明, 即使电原理图设计正确, 如果印制板的设计、制作不当, 质量检验把关不严, 也会给后续的组装、调试等工作带来许多不利影响。因此, 加强对印制板从设计到制作全过程的质量控制及最后的检验工作显得尤为重要。

2质量控制

印制板的质量控制工作主要针对印制板的设计、加工和检验过程进行有效管理以及监视和测量工作。

2.1设计阶段的质量控制

设计阶段的质量控制工作主要包括以下内容。

(1) 项目负责人要对印制板的设计文档进行审核并履行相关审批程序, 确保设计文档合法有效。依据该文档制作的印制板能满足设备的功能及性能要求, 否则设计再优秀也是废纸一堆。

(2) 项目负责人和工艺师要对印制板制作的工艺要求进行把关, 确保印制板的可制造性。工艺要求如果简单可以直接在设计图纸上列出, 如果内容较多则单独成文。工艺要求不管是简单还是复杂, 都应该准确、清晰、条理地表明加工工艺要求。经审核的工艺要求应既能满足当时的生产工艺水平, 经济实惠, 性价比高且方便后续装配、调试、检验等工序的开展。

(3) 标准化师对印制板的测试点、结构形式、外形尺寸、印制线布局、焊盘、过孔、字符等设计进行规范性审查以确保印制板的可测试性和规范性, 尽可能满足有关国家标准、国家军用标准以及行业标准的要求。

2.2加工阶段的质量控制

加工阶段的质量控制工作主要包括以下内容。

(1) 质量部门会同采购部门对印制板的生产厂家的资质、生产能力等进行实地考察并认证, 确保生产厂家有能力完成生产任务。

(2) 设计师要对厂家生产用的图纸上进行再审核。由于印制板的设计往往都不是一次成功的, 需要多次改版。厂家手里会有多个版本的加工图纸, 因此有必要对最终的加工图纸进行再确认, 确保加工的印制板是符合最终版本的要求。

(3) 对印制板生产中的关键工序应重点关注。其质量好坏对印制板的性能和可靠性的影响非常大, 应加强质量管控。监督并审查生产厂家制定的关键过程工艺规程, 如蚀刻、孔金属化等工序, 确保印制线和焊盘无毛刺、缺口、搭桥缺陷, 过孔无结瘤和空洞。多层印制板的“层压”也应重点质量管控, 确保印制板的厚度、粘结强度和定位精度。高频板和微带板通常需要镀金, 应制定专门的镀金工艺作业指导书, 确保镀层的厚度与纯度。

2.3检验阶段的质量控制

检验阶段的质量控制工作就是严格按照检验依据, 通过目测或采用专门的工装和仪器, 对印制板进行监视和测量, 并保存记录。如有特殊要求, 则应制定专门的验收检验细则。

3质量检验

印制板分为刚性印制板和柔性印制板两类, 刚性印制板又分为单面板、双面板和多层板等三种。印制板通常分为一级、二级、三级三个质量等级, 三级要求最高。印制板的质量等级不同, 其复杂程度以及测试和检验方面的要求亦不同。目前, 各类电子设备中使用比较广泛的是刚性双面板和多层板, 某些特殊场合会使用柔性板, 因此, 文章重点讨论二、三级刚性双面板和多层板的质量检验问题。印制板制作完成后, 其质量能否满足设计要求, 必须先经过检验把关, 质量检验是产品质量以及后续工序顺利开展的重要保证。

3.1检验依据

印制板的检验依据主要有:国家标准GB/T4677.1-22;国家军用标准GJB179A、GJB 362B、GJB 2082A、GJB4896;行业标准SJ/T10309、ANSI/J-STD-003;各装备承制单位制定的《印制板检验操作指导书》以及印制板设计图纸上的技术要求。如果该印制板被确定为关键件或重要件, 除按常规检验外, 还应重点检验那些关键 (重要) 特性参数指标, 且100%检验。

3.2检验内容

无论哪种印制板, 其质量检验的方法和内容都是相似的, 根据检验方法, 印制板的检验内容通常分包含以下几部分。

3.2.1目测检验

目测检验简单易行, 借助直尺、游标卡尺、放大镜等, 主要内容包括: (1) 板厚、板面平整度和翘曲度。 (2) 外形尺寸和安装尺寸, 特别是与电连接器和导轨的配合安装尺寸。 (3) 导电图形是否完整、清晰, 有无桥接短路和断路、毛刺、缺口等; (4) 表面质量, 印制线和焊盘上有无凹坑、划伤、针孔、表面是否露织物、显布纹。 (5) 焊盘孔及其它孔的位置, 有无漏打或打偏, 孔径尺寸是否符合要求, 过孔有无结瘤和空洞。 (6) 焊盘镀层质量, 是否牢固、平整、光亮, 无凸起缺陷。 (7) 涂层质量, 阻焊剂是否均匀牢固, 位置准确;助焊剂是否均匀, 颜色是否满足要求。 (8) 字符标记质量, 是否牢固、清晰、干净、无划伤、渗透和断线。

3.2.2一般电气性能检验

主要包括印制板的连通性能和绝缘性能检验。 (1) 连通性能。一般使用万用表对导电图形的连通性能进行检验, 重点是双面板的金属化孔和多层板的连通性能, 这项内容制板厂家会在出厂前采用专门工装或仪器进行检验。 (2) 绝缘性能。主要测试同层或不同层之间的绝缘电阻, 确认印制板的绝缘性能。

3.2.3一般工艺性能检验

主要包括可焊性和镀层附着力检验。 (1) 可焊性。检验焊料对导电图形的润湿性能。 (2) 镀层附着力。采用胶带试验法检验镀层附着力, 用质量比较好的透明胶带粘到要测试的镀层上, 用力均匀按压后迅速掀起胶带, 观测镀层有无脱落。另外, 印制板的铜箔抗剥离强度、金属化孔抗拉强度等指标可根据实际需要选择检验。

3.2.4金属化孔检验

金属化孔的质量对双面板和多层板来说至关重要, 电路模块乃至整个设备的许多故障都是因为金属化孔的质量问题。因此对金属化孔的检验应给予高度重视。检验的内容主要包括: (1) 外观。孔壁金属层应完整、光滑、无空洞、无结瘤; (2) 电性能。金属化孔镀层与焊盘的短路与开路, 孔与导线间的电阻值; (3) 孔的电阻变化率。环境试验后不得超过5%~10%; (4) 机械强度 (拉脱强度) 。即金属化孔壁与焊盘之间的结合强度; (5) 金相剖析试验。检查孔的镀层质量、厚度与均匀性、镀层与铜箔之间的结合强度。金属化孔的检验通常采用目测和设备检验相结合的方法。目测就是将印制板对着灯光看, 凡是孔内壁完整光滑的孔, 都能均匀反射灯光, 呈现一个光亮的环, 而有结瘤和空洞等缺陷的孔都明显不够亮。大批量生产时, 应采用在线检测仪进行检验, 如飞针检测仪。

多层印制板由于其结构比较复杂, 在后续的单元模块装配调试过程中一旦发现问题, 很难快速故障定位, 因此对其质量和可靠性的检验必须十分严格。检验的内容除了上述的常规检验内容外, 还应包括以下内容:导体电阻;金属化孔电阻;内层短路与开路;同层级各层线路之间的绝缘电阻;镀层结合强度;粘结强度;耐热冲击;耐机械振动冲击以及耐压、电流强度等多项指标, 各项指标均要使用专用仪器及专门手段进行检验。多层印制板的检验通常是委托方结合制板厂家的出厂检验一并进行。

检验结束后, 检验师填写《外购 (协) 件检验报告单》, 检验合格的印制板入库, 不合格的印制板按各装备承制单位制定的《不合格品控制程序》执行。

4检验中的常见质量缺陷及影响分析

印制板的检验过程中, 会发现很多缺陷, 如何判别?其造成的影响如何?下面就常见的质量缺陷及其影响进行分析。

(1) 毛刺, 板边缘有缺损和毛刺以及印制线边沿粗糙有毛刺, 电装后会造成电路短路。 (2) 印制线松动, 甚至脱离, 印制线与基板间附着不牢, 尤其是导线拐弯和连接处, 电装后会造成电路工作不正常, 极大地影响设备的可靠性。 (3) 印制线有缺口或变窄, 边缘粗糙有缺口或者边沿不平行变窄, 使得印制线横截面减小, 不能满足设计的电流要求, 设备工作时易导致印制线熔断。 (4) 安装孔破损, 孔形边缘开裂或只有圆孔的一部分, 电装时会造成虚接。 (5) 安装孔歪斜, 电装时会增加期间焊腿与其间的应力, 长时间工作或受机械应力的作用导致期间损坏。 (6) 安装孔偏离, 孔不在焊盘中央, 容易导致虚焊或位置偏移。 (7) 金属化孔不符合要求, 孔壁有空洞或结瘤, 容易导致虚焊, 如果结瘤过大, 导致无法焊接。 (8) 多余导体, 板清洗不干净, 导致有残余金属残留, 会使导体间距变小甚至造成短路。 (9) 无焊盘或焊盘缺损或焊盘小于印制板规定的最小尺寸, 会导致漏焊或虚焊。 (10) 印制板缺损, 如裂缝、缺口或凸起, 会降低板的强度, 导致设备耐机械振动和冲击的能力差。 (11) 金属材料被去除, 未充分消化图纸要求, 去除了印制板表面的金属导电层, 导致印制板的接地面积减少, 影响设备的电磁兼容性和散热能力。 (12) 印制板触片和焊盘缺陷, 有针孔或露铜或不润浸, 印制板的可焊性差, 容易产生虚焊;有结瘤, 焊接时, 容易导致器件位置偏移;附着力差, 起翘甚至与基体分离, 导致设备的可靠性和耐机械环境的能力差。 (13) 印制板变形或扭曲, 如变形或扭曲超过1%, 容易造成器件的疲劳破坏。 (14) 安装孔间隙太小, 孔间距小于标准规定的最小值, 易损坏孔间的绝缘材料, 导致两孔贯穿或击穿, 最终导致器件损坏, 电路的耐高压性能差。 (15) 安装孔不符合要求, 孔过大会影响印制板的紧固, 过小会破坏孔内壁, 影响电路的接地性能。 (16) 印制板表面划痕和压痕, 如划痕或压痕过大、过深, 容易导致印制线断裂, 造成开路。 (17) 印制线有修补, 修补不仅影响外观, 而且修补的导体不容易和原始导线融合, 在经过温度冲击后易造成开路。 (18) 测试点不规范, 位置偏差或不符合有关标准规定要求, 测试环 (柱、针) 不符合规定要求, 测试时可能会造成短路。 (19) 尺寸不符合图纸要求, 包括外形尺寸、安装孔的中心距等, 影响最终的安装。 (20) 焊盘污染, 印制板清洗不干净, 包装不规范, 造成焊盘上有多余非金属物质、阻焊膜或其他污物, 最终影响印制板的可焊性。 (21) 标记缺陷, 如字符和图形缺损、变形、位置偏离、模糊不清等, 可能导致器件装配错误, 增加调试的难度。

5结束语

印制板的质量直接关系到电路单元的装配质量、调试时间, 以及设备的技术指标和使用维修性能。随着微电子技术的飞速发展及广泛应用, 电子设备的体积越来越小, 电路布线密度和难度越来越大, 对印制板的设计和制作技术、制造工艺和精度等不断提出新要求, 产品设计师和工艺师应积极跟踪印制板设计、制作的最新技术及动态, 提高印制板的设计质量和制作工艺性。从事产品质量控制的质量师和检验师应加强印制板制作技术、工艺知识的学习, 充分了解印制板的制作设备、方法及工艺流程, 积极探讨与之相适应的质量控制手段及检验手段, 提高自身产品质量控制水平和检验水平, 严控印制板的检验质量和效率, 确保用于后续装配的印制板都是合格产品。

摘要：分析了印制板在设计、加工和检验阶段的质量控制工作, 讨论了印制板的检验依据和详细检验内容, 总结了印制板检验过程中常见的质量缺陷及其影响, 可供从事产品质量控制的质量师和检验师参考。

关键词：印制电路板,质量控制,质量检验

参考文献

[1]总参通信部军事代表办事处.总参通信部驻厂军事代表工作手册——工艺知识[M].电子工业出版社, 1990.

[2]王卫平.电子工艺基础[M].电子工业出版社, 2012.

[3]GJB362B-2012.刚性印制板通用规范[S].

[4]GJB2082A-2012.电子设备工艺缺陷和机械缺陷分类[S].

印制电路板的制作论文 篇8

本文综述了酸性蚀刻废液的污染处理现状,全面介绍了酸性蚀刻废液回收利用的方法,讨论了各种方法的优缺点,指出了酸性蚀刻废液处理的研究发展方向。

1 酸性蚀刻废液的污染处理现状

酸性蚀刻废液的主要成分为氯化铜、氯化氢、氯化氨或氯化钠等,其中铜质量浓度为100~145 g/L,氯化氢浓度为1~4 mol/L,密度为(1.2~1.4)×103 g/L。对于酸性蚀刻废液的回收利用,美国采用自中和法制备高附加值的碱式氯化铜,或进行电解再生,实现循环使用;而国内只进行铁屑置换提铜,或利用中和酸溶法制备硫酸铜,其他有价值的资源未得到有效利用,且铜回收率不高,还导致严重的二次污染。

2 酸性蚀刻废液回收利用的方法

酸性蚀刻废液回收利用的方法包括两类:一类是金属铜或铜盐的回收,包括铜、氧化铜、氧化亚铜、硫酸铜、氯化亚铜和碱式氯化铜等的回收;另一类是采用电解法对酸性再生液的回收。

2.1 回收铜

2.1.1 金属置换法

金属置换法是基于金属活泼性的差异,将铁粉或铝粉加入到酸性蚀刻废液中,铜氯络离子解离并被还原为海绵铜[1]。一般海绵铜纯度为70%,回收率为85%。该法早期排放的污染物含有铁、铜或铝、铜等,后来将置换铜后的残液进行聚合,改性为聚合硫酸铁[2],或适度碱化得到聚合氯化铝等高效净水剂[1,3]。

该方法比较简单,投资少,但回收的铜纯度低、回收率低。另外,金属置换及析氢副反应的显著热效应使回收过程不稳定。人们一直努力通过设备的改进,包括处理槽的串并联[4],以提高该方法的稳定性。

2.1.2 水合肼还原法

水合肼还原法[5]是将氨水加入稀释后的酸性蚀刻废液中,用氢氧化钠溶液调节废液的酸度,然后用水合肼溶液还原出粒径为60 nm的铜粉。该方法是对金属置换法的改进,得到的纳米铜粉因可制备导电涂料和电磁屏蔽材料而具有更高的附加值,因此该方法受到人们的广泛关注。该方法的不足之处是还原剂水合肼溶液具有一定的毒性,且价格较高。

2.1.3 电解还原法

该方法是基于电化学原理,即酸性蚀刻废液中的铜氯络离子在阴极得到电子还原为铜。电解铜为块状、片状和密实的粒状,纯度为99%,回收率为99%。电解还原法包括常规电解法[6]和膜电解法[7]。前者阳极区析出氯气,污染环境,虽然可采用碱液吸收或收集的方法,但对电解设备的密封提出更高要求,另外不便于铜片从溶液中取出;后者则因采用了陶瓷膜、离子膜等,使阳极溶液中的电解质为不含氯的化合物,这样避免了析出氯气,但电解设备结构较复杂。

2.1.4 萃取法

Kyuchoukov等[8]提出了一种简单的萃取方法,即首先用萃取剂以铜氯配合物的形式将铜从酸性蚀刻废液中萃取出来,相分离后得到萃余液。用水、氨水或硫酸铵溶液洗脱含铜有机相中的氯离子,然后用硫酸反萃取含铜有机相,得到硫酸铜溶液。用含氯离子的水溶液再生有机相,再返回萃取段进行萃取。电解酸性硫酸铜溶液,得到金属铜。采用该方法得到的铜为板状,纯度达99.95%,经济价值高,但设备投资大、氨水消耗量大。

2.2 回收氧化铜

2.2.1 中和法

中和法是在预热后的酸性蚀刻废液中加入预热的碱液,使铜离子转化为棕黑色氧化铜沉淀。如果酸性蚀刻废液中氨根离子较多,则逸出氨气,该气体由稀酸吸收。处理后的酸性蚀剂废液调整为碱性蚀刻废液[9]。该方法比较简单,但消耗大量的碱,且氧化铜沉淀为片状,过滤分离比较困难。针对这一问题,Seo等[10]进行了改进,在低温时加碱中和,高温烧结氢氧化铜泥浆,使之转化为易于过滤的针状氧化铜。但该方法能耗高,产生大量废水,不适宜大规模生产。

2.2.2 喷雾焙烧法

酸性蚀刻废液经加压喷嘴喷出,以雾状方式分散在550 ℃的焙烧炉中,分解形成氯化氢、氧化铜。氧化铜微粒由集尘设备收集,氯化氢气体经由吸收塔水洗,回收质量分数为16%~18%的再生盐酸[1]。该方法适宜大规模生产,但生产过程复杂,且生产成本及设备操作费用高。

2.3 回收氧化亚铜

采用中和法可从酸性蚀刻废液中回收微米级氧化亚铜。将葡萄糖加入酸性蚀刻废液中,加入氢氧化钠溶液调节酸度,然后进行还原反应,过滤后得到氧化亚铜粉体[11]。所得氧化亚铜的纯度为99.34%,铜回收率为99.7%。该方法操作简便,所需设备简单,易于控制,产品的附加值高,但消耗大量的碱。

2.4 回收硫酸铜

2.4.1 中和—酸溶法

该方法是在中和法制备氧化铜的基础上,加入硫酸溶解、冷冻结晶,制得硫酸铜晶体。硫酸铜纯度为70%,铜回收率为85%[12]。与制备氧化铜相比,该方法制备的硫酸铜应用更广泛,但铜回收率低,碱消耗量大。

2.4.2 硫酸置换法

硫酸置换法是将硫酸加到酸性蚀刻废液中进行置换反应,反应后导入真空蒸馏装置中,使氯化氢气体蒸馏排出,经水吸收,回收质量分数为22%~32%的盐酸,在罐底回收硫酸铜晶体[13]。该方法简单,但设备需要防腐,投资较大,另外硫酸溶解热较大,反应过程不易控制。

2.5 回收氯化亚铜

向酸性蚀刻废液中加入盐酸、氯化钠调整废液pH,然后加入铜粉,水解,得到氯化亚铜[14,15]。李建华等[16]对上述方法进行了改进,用氢氧化钠或碳酸钠调节酸性蚀刻废液的pH为3,加亚硫酸钠生成亚铜氯配离子,然后将其倒入大量水中,经水解得到氯化亚铜。氯化亚铜的纯度为96.2%,回收率为96%。该方法操作简便,工艺条件容易控制,产品质量好,但消耗大量的碱。

2.6 回收碱式氯化铜

Steward [17]提出碱式氯化铜的制备方法,即先向酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液中加入氯化钙、氯化镁除砷,然后检测蚀刻废液的酸碱度、铜及痕量金属杂质的含量和密度,将两种蚀刻废液进行自中和,静置沉降,含铜泥浆经过滤、干燥、筛分得到碱式氯化铜。上清液用金属净化剂除杂,得到氯化铵溶液,若通入氨气、二氧化碳等气体,则得到碱性蚀刻废液。整个过程只排出清洗水。

该方法制得的碱式氯化铜结晶细小,可作为动物用营养添加剂。与作为木材、纸张防腐剂的硫酸铜相比,该法产物的回收价值更高,所以该方法是回收酸性蚀刻废液、碱性蚀刻废液的最优方法。该方法的不足之处是整个反应过程需要严格控制。

2.7 电解再生法

酸性蚀刻废液的在线电解再生法不仅可使酸性蚀刻废液恢复原有的蚀刻效能,而且产出具有商业价值的铜。该方法无需加入物料,几乎不排出废液和废气,是印制电路板制造企业实现清洁生产的首选方法。产出的铜可为印制电路板制造企业增加额外的销售收入。酸性蚀刻废液电解再生方法主要包括常规电解法、离子膜电解法和隔膜电解法等。

2.7.1 常规电解法

常规电解法电解液为酸性蚀刻废液,阳极液与阴极液的组成及浓度均相同。最早商业化的酸性蚀刻废液电解池阳极为板状石墨,阴极由一束圆柱石墨杆构成。浸入电解液的阳极面积与阴极面积比为(5~6) ∶1。Ott等[18]在前人的基础上改进了电解池,将阴极设计为一个细长的旋转辊,辊边为塑料,外面为钛条,阳极为贵金属氧化物涂层电极,阳极与阴极的面积比为7.5 ∶1。电解再生时,阴极辊在半圆形的电解槽中缓慢旋转,当钛条表面处在电解液外面时剥离铜。常规电解法为了避免阴极区的Cu+迁移到阳极区,重新氧化成Cu2+,采用小阴极大阳极配置,但在操作中不甚方便。

2.7.2 离子膜电解法

离子膜电解采用离子膜作为物理隔离材料,阳极液为酸性蚀刻废液,阴极液为酸性蚀刻废液稀释10倍后的溶液,利用阳极液与阴极液浓度的差异,可容易地越过Cu2+转变为Cu+的极限电流,直接得到铜粉。

Hillis[19]描述了一种离子膜电解装置,在此装置中通过阳离子或阴离子交换膜将阳极液与阴极液隔开。阳极液、阴极液各自通过管道构成闭路循环。通常,在阴极沉积出铜粉,并通过刮粉机将其从阴极刮下。该法工作电压较高,产生大量的热,须通水冷却。另外,电流效率仅为84.3 %,析氯、析氢的可能性较大。

Wu等[20]采用先进的氧化技术,以掺硼类金刚石薄膜电极为阳极,不锈钢为阴极,两极中间加耐酸的导电膜,利用高电压产生氢氧自由基、超氧自由基,将Cu+快速氧化为Cu2+,同时在阴极得到铜,阴极电流效率为91.2%。该法工作电压较高,须通水冷却。

笔者认为,酸性蚀刻废液的再生首先需考虑的是蚀刻废液的高效氧化再生,即阳极电流效率及Cu+氧化反应速率高,然后才是铜的高效提取,即阴极电流效率及铜的纯度高。为此,笔者提出高效离子膜电解方案,该方案采用小型电解池通过管道与较大的缓冲槽相连,控制电极表面电解液的流速、传质,减小浓差极化;采用高级氧化技术结合特种提铜技术实现酸性蚀刻废液的再生,预计再生效率将提高到95%。另外,氯气和氢气析出量将降到最低。

2.7.3 隔膜电解法

离子膜电解装置存在一些缺陷,如降温能耗高、粉末形貌不佳、电流效率低等。Oxley等[21]提出陶瓷隔膜电解再生方法。该装置包括两个电解槽,在第一个电解槽中将酸性蚀刻废液中的Cu2+大部分转变为Cu+;在第二个电解槽中从含有Cu+的溶液中沉积出片状铜。电解槽隔膜为亲水性陶瓷膜。在该电解工艺中,获得均匀、片状无枝状结晶铜的关键是制备含有大量Cu+、少量Cu2+的溶液。

该方法的优点是操作电压低、效率高及可靠性好,产品铜为片状。另外,可间歇操作,在停机时不需从电解液中提出阴极,这对小型印制电路板制造企业尤为重要。但是,该方法中的两个电解槽必须采用氮气密封,以防止Cu+氧化为Cu2+。

3 结语

将酸性蚀刻废液回收利用具有较高的经济价值。各国的研究者根据目标产品铜、铜盐及再生液在本国的市场前景,提出各种回收方法,这些方法均存在一定的不足。金属置换法提铜、中和—酸溶法制备硫酸铜因方法简单、投资少,在小企业中应用较多;酸性蚀刻废液、碱性蚀刻废液自中和法制备碱式氯化铜经济、高效,可大规模应用,已成为当前大型印制电路板制造企业回收利用蚀刻废液的优选方法。电解再生法,不仅使蚀刻废液恢复原有的蚀刻效能,而且产出具有商业价值的铜,成为印制电路板制造企业的首选方法。高效离子膜电解方法为清洁生产,可降低生产成本、增加企业效益,将会成为酸性蚀刻废液回收利用的研究热点。

摘要：综述了酸性蚀刻废液的污染危害及处理现状,全面介绍了酸性蚀刻废液回收利用的方法。金属置换法、中和酸溶法方法简便、投资少;酸性蚀刻废液、碱性蚀刻废液自中和法制备碱式氯化铜经济、高效,是大型印制电路板制造企业回收利用蚀刻废液的优选方法;电解再生法不仅使蚀刻废液恢复原有的蚀刻效能,而且产出具有商业价值的铜,成为印制电路板制造企业的首选方法。

高速印制电路板设计 篇9

随着微电子技术的发展, 速度已成为许多系统设计中需要考虑的最重要因素之一。对于高速系统的设计, 无论是数字电路还是模拟电路, 噪声是一个最值得关注的问题。高频信号会由于辐射而产生干扰, 亦会导致振铃、反射以及串扰等, 如果不加以控制, 会严重降低系统性能。

本文将就高速信号反射控制、串扰控制、电磁干扰控制以及叠层设计等方面讨论高速印制电路板设计中需要注意的几个噪声控制问题。

2 高速印制电路板设计的难点

对于高速印制电路板设计, 最重要也是最难的是如何保证信号的完整性和对电磁干扰的控制。对于信号完整性的分析, 主要包括对反射、串扰及电源完整性的分析等。串扰可以使信号中增加干扰频率成分, 导致信号质量变差, 严重时接收端将无法接收信号。电磁干扰是指系统通过传导或辐射的方式发射电磁波影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。它会影响本系统及其他系统的正常运行, 也应该进行严格的控制。

3 信号的完整性保证与电磁干扰控制

3.1 信号反射控制

反射是指由于阻抗不匹配而造成信号能量不完全吸收的现象。当信号在不同媒介传播时, 由于不同媒介的阻抗不同, 导致信号在不同媒介交界处部分能量不能通过, 情况严重时, 还会引起信号在媒介两端不停地反射, 随之产生一系列的信号完整性问题。但是, 在实际设计中, 并不能完全保证传输线阻抗的恒定不变, 只能尽量控制。在设计过程中, 采取以下措施来控制阻抗:

(1) 对于驱动端与接收端的阻抗不一致现象, 采用Thevenin等效阻抗进行匹配。采用这种阻抗匹配方式能够平衡高低电平, 提高电路的扇出能力, 减小由于占空比失调引起的能量消耗。

(2) 严格控制高速信号传输线的特性阻抗。通过调整线宽、线距、叠层厚度等PCB参数尽量将传输线特性阻抗控制在一个固定值 (如50Ω) 。设计中信号走线采用表面微带传输线, 它的特性阻抗计算公式如式 (1) 和式 (2) 。

其中, Z0表示传输线的特性阻抗, 单位为Ω;W表示信号走线的宽度;T表示信号走线的厚度;H表示信号走线与参考平面的距离;表示介质的相对介电常数。W、T和H这三者的单位要一致;1mil=0.0254mm。

一般情况下高速信号均采用差分格式, 此时表面微带差分传输线的特性阻抗的计算公式如式 (3) 。

式中, D表示两差分走线边沿的距离, 单位要与H的单位保持一致;Z差分表示差分传输线的特性阻抗, 单位为Ω;

例如, 在设计中, 如果要把差分微带传输线的特性阻抗控制在100Ω, 为此, 兼顾其他方面的要求, 可以确定各参数值如下:

将以上数值代入式2和式3, 计算得差分阻抗Z差分=100.1Ω。当然, 以上的计算并不精确, 因为公式中本身就忽略了一些参数, 如表面覆盖的绿漆厚度以及它的介电常数等, 再加上在实际制板过程中, 由于工艺上的误差可能导致各个参数值的差异, 实际PCB板上的差分特性阻抗并不完全等于100Ω。为此可以用专门的软件进一步计算这个特性阻抗, 但最终的匹配阻抗值则需要在最后的调试阶段进行阻值调整, 以达到完全匹配。用目前较为流行的计算特性阻抗的软件Polar Si8000计算上例中的差分特性阻抗, 得到Z差分=109.77Ω, 这个值是综合考虑了表面绿漆及工艺误差等因素得出的, 最后的调试结果证明了这个差分阻抗能够实现较好的信号质量。其界面如图1所示。

(3) 严格进行差分线上的阻抗连续性控制。为了达到使用差分传输线的最佳效果, 必须进行阻抗连续性控制, 否则信号就会在阻抗不连续的地方产生反射。为此, 要尽量做到两差分线“等长等距”平行走线, 信号离开器件引脚后, 要尽量靠近, 保持两差分线距离为0.2mm;尽量不使用过孔, 必须使用过孔时要保持两差分线上的过孔数目相等;尽量使用圆弧折线, 避免使用或折线, 以减少阻抗不连续发生的可能性。

3.2 信号串扰控制

串扰是指当信号在传输线上传播时, 因电磁耦合对相邻的传输线产生不期望的电压噪声干扰[5]。这种干扰是由于传输线之间的互感和互容引起的, 所以对串扰的控制也就应该从减小传输线间的互感和互容入手。在设计中, 可以从以下三个方面来减小串扰:

(1) 使用差分信号格式。在设计初期选择器件时就优先选择具有差分信号接口的器件。由于数字信号在差分线上传输时, 正负两路信号的相位相差, 即信号是以“差模”的方式传输, 而噪声是以“共模”的方式在一对差分线上耦合出现。在接收端, 正负两路信号相减就可以得到信号, 消除噪声, 所以采用差分传输线可以有效地减小串扰。

(2) 低速信号与高速信号分层布线。将电平幅度较大的低速信号 (如TTL电平信号) 远离高速差分信号, 尽可能将它们布在不同层面上, 以减小低速信号对高速信号的影响。

(3) 尽量减小地平面与传输线之间的距离, 将它控制在0.2mm, 使信号回流面积最小。

3.3 电磁干扰控制

电磁干扰 (EMI) 是电子设计过程中不可避免的一个问题。特别是在高速电路的PCB设计过程中, 如果不对EMI进行有效控制, 就很难达到设计目的。控制EMI的主要措施有三种:屏蔽、滤波和接地。它们之间的相互关联的, 接地的好坏直接影响设备对屏蔽和滤波的要求, 而屏蔽的优劣也影响着对滤波器的要求。此外, 采用差分对走线也能起到抑制EMI的效果。

(1) 滤波。一般在设计中采用去耦电容、EMI滤波器和磁性元件等器件来实现滤波。通常的做法是用电容值比较高的电容去滤除低频噪声, 用电容值比较小的电容去滤除高频噪声。在设计中, 每个电源输入处各放置一个47μF和一个100μF的钽电容, 来抑制电源低频成分。在器件的每个电源输入引脚处尽可能多地放置一些去耦电容来滤除高频部分, 容值为0.001μF和0.01μF, 电容位置尽可能靠近器件。电容之间使用多个过孔到地, 电容的过孔尽量靠近焊盘, 这样可以获得最佳的滤波效果。此外, 磁性元件用于电源滤波的效果非常好。在设计中, 在每个电源的输入端可以串连一个磁珠, 这样可以有效加强对EMI的控制。

(2) 屏蔽。通过空间传播的电磁干扰可以通过屏蔽进行有效地抑制。屏蔽不仅可以避免本系统给其他系统造成影响, 而且可以防止外界电磁辐射干扰本系统。

(3) 接地。接地方式有很多种, 其中多点接地是指电路中的接地点都直接接到离它最近的地, 以使得各个接地线的长度最小。

4 PCB叠层设计

从前面的分析可以看到, 保证信号到参考平面的低阻抗在抑制EMI中起着重要的作用, 因而在进行叠层设计时, 应该特别注重参考平面层的安排。理想的分层结构应该是接地层紧挨着信号层两边, 而且保证电源层与接地层相邻, 二者距离尽可能的小。随着信号频率的不断提高, 一般只有6层以上的PCB板才能起到良好的EMI抑制效果。

以6层板为例, 其叠层结构设计如图2所示。

在图2中, 与顶层高速信号层和底层低速信号层相邻的都是地层, 距离为0.2mm。两个电源层分别与地层近距离相邻, 距离为0.2mm。由于系统需要6个电源电压, 如果在一个电源层上分割困难, 则采用双电源层设计。

参考文献

[1]SI仿真小组.高速PCB基础理论及内存仿真技术[R].2002-10-252002-10-25.上海:ATP华腾微电子 (上海) , 2002

[2] (美) Mark I.Montrose.电磁兼容和印刷电路板理论、设计和布线[M]. (刘元安等译) .北京:人民邮电出版社, 2003:151~154

[3]江思敏.PCB和电磁兼容设计[M].北京:机械工业出版社.2006.176~183

[4] (美) V.Prasad Kodali.Engineering Electromagnetic Compatibility[M]. (陈淑凤等译) .北京:人民邮电出版社, 2006.210~218

印制电路板的制作论文 篇10

原理图设计是整个PCB工程的开始, 是PCB文档设计与最后制版的基础。一般设计程序首先要根据实物的大小, 电路的难易复杂程度来确定设计图纸的大小, 建立工作界面的尺寸;之后从软件提供的元器件库中提取所需要的元器件放置到工作界面中并在提取元器件的时一并设置好元器件的参数, 例如编号、元件封装定义等。如果软件所提供的元器件库中没有需要的元器件型号规格, 就需要加载元件库亦或自己根据实物的具体大小和规格建立元器件库。在这些都准备妥当后, 根据Protel DXP2004提供的界面, 用指令连接各个元器件的电气连接点, 并对整个电路进行完整性信号分析, 以此来确保整个电路原理图正确无误。1、电路板布局与规划。电路板的布局与规划主要目的就是确定电路板的层次结构, 根据电路的复杂程度确定电路板的层数, 内部电源层、接地层, 信号层, 丝印层颜色等。通过执行菜单命令DesignBoard Layers, 在打开的对话框中可以控制各层的显示和各层颜色属性的设置。Protel DXP 2004中的PCB生成向导可以快捷的生成电路板文件, 在逐步的设置过程中, 定义PCB板的外形、尺寸 (选择公制单位英制单位) , 最后在PCB项目中将默认生成PCB设计文件。在绘制或修改电路时, 需要单击工作窗口底部层标签, 在禁止布线层上绘制一个封闭的多边形, 大小根据实际印制电路板大小而定。2、元器件选择。元器件的选择要根据设计要求, Protel DXP 2004软件之中的常用软件和连接插件都分布在两个常用的软件安装目录中:Library之下Miscellaneous Device Intlib和Miscellaneous Connectors Intlib两个元件库中。其他的元件按照元器件生产厂商进行了分类并提供丰富的原件集成库。3、元器件的布局。Protel DXP 2004提供了强大的自动布局功能, 从原理图直接导进PCB文件的元器件通过放置元件菜单命令中的自动布局命令后, 元件会按照分组布局和统计式布局来自动布局。其中统计式布局适用于元器件较多, 连接比较复杂的布局式样, 自动布局可以较快的将元器件放置到PCB板的合适位置, 但从生产工艺来说此类方法并不是最佳的解决方案, 大多数仍需要手动来布局。4、元器件之间的布线。PCB上元器件的连线讲究布线原则和技巧, 元器件之间的连线应追求短而美观。绘制原理图时尽量做到细致的连接好每一个电气连接点。为了使自动布线时相对位置保持不变, 完成布线后需要对原理图布线位置设置锁定, 在菜单栏打开编辑栏, 找到要锁定对象。5、填充和覆铜。填充具有导线功能和连接焊盘, 在任何工作层面放置, 填充后增加通过电流, 增加焊盘牢固性, 对散热量大的元器件可以起到加速散热作用。在菜单栏执行“放置”“矩形填充”命令可以完成填充。经过编辑操作调整填充区域, 之后经过覆铜作业, 提高电路板抗干扰能力和加强电路板的机械强度。

二、电路的仿真

仿真就是在计算机上通过软件来模拟具体电路的实际工作情况, 并由此计算出给定条件下电路中各关键点的输出波形。电路的仿真成功与否取决于电路原理图、元器件模型的仿真属性、电路的网络表及其仿真设置因素。仿真时首先通过Analyses setup对话框设置仿真方式并指定要显示的数据。设置好仿真环境后单机OK按钮, 系统自动进行电路仿真并显示分析结果。通过对仿真结果的分析设计者可以对电路进行合理的调整直到完全满意。最后将设计好的原理图通过打印输出以供制版使用。

三、印制电路板的工艺流程

1、单面制板流程。创建电路板项目→原理图绘制→生成PCB图→覆铜板下料→表面处理→打印电路图→热转印→补缺→腐蚀刻板→去膜→涂抹助焊剂、防氧化剂→打孔→焊接元件→检查调试→检验包装→成品。2、双面制板流程。创建电路板项目→原理图绘制→生成PCB图→双面覆铜板下料→裁剪→打孔→检验、去毛刺刷洗→电镀镀铜→检验刷洗→网印负性电路图形→固化→检验修板→线路图形电镀→电镀锡→感光膜→腐刻铜→褪锡→清洁刷洗→网印阻焊图形常用热固化绿漆→清洗→干燥→网印标记字符图形、固化→外形加工→清洗→电气通断检查→检验包装→成品。

四、结束语

在集成电路发展的当代, 计算机辅助技术CAD突飞猛进, 熟练掌握Protel DXP 2004软件将会极大的提高电子线路的设计效率和质量, 要设计出一块优良的印制电路板需要不断学习和掌握软件的使用技巧。

参考文献

[1]杨旭方.Protel DXP实训教程.电子工业出版社.2007

[2]李精华.用P rotel DXP设计电路板的原理和方法.清华大学出版社.2008

[3]王正勇.Protel DXP实用教程.高等教育出版社.2009