2、英文简称PCB(printedcircuitboard)或PWB(printedwiringboard),是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。1印制电路板分为单面印制电路板、双面印制电路板和多层印制电路板。单面板由基板、导线、焊盘和阻焊层组成,单面板只有一面有铜箔,一面为焊接面,另一面为元件面,主要应用于低档电子产品。而双面板两面都有铜箔导线,应用也较为广泛。电子技术的发展要求电路集成度和装配密度不断提高,连接复杂的电路就需要使用多层印制电路板。2 .印制电路板的装配(1)把各种元器件按照产品装配的技术标准进行复检和装配前的预处理,不合
3、格的器件不能使用。(2)对元器件进行整形,使之符合电路板上的位置要求。元器件整形应符合以下要求:所有元器件引脚均不得从根部弯曲,一般应留1.5mm以上。因为制造工艺上的原因,根部容易折断;手工组装的元器件可以弯成直角,但机器组装的元器件弯曲一般不要成死角,圆弧半径应大于引脚直径的12倍;要尽量将有字符的元器件面置于容易观察的位置。(3)将元器件插装到印制电路板上。要求如下:手工插装、焊接,应该先插装那些需要机械固定的元器件,如功率器件的散热器、支架、卡子等,然后再插装需焊接固定的元器件。插装时不要用手直接碰元器件引脚和印制板上铜箔;自动机械设备插装、焊接,就应该先插装那些高度较低的元器件,后安
4、装那些高度较高的元器件,贵重的关键元器件应该放到最后插装,散热器、支架、卡子等的插装,要靠近焊接工序。(4)检查:确保插装好的元器件位置正确,符合要求。3 .印制电路板的焊接在电子产品大批量的生产企业里,印制电路板的焊接主要采用波峰焊接、浸焊。(1)波峰焊波峰焊是指将熔化的软钎焊料(铅锡合金),经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰,亦可通过向焊料池注入氮气来形成,使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰,实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊主要由波峰焊接机(如图1)完成,它主要包括:控制系统、传送系统、助焊剂喷雾装置、预热装置、锡槽和排风冷却系统组成。波峰焊工艺流
5、程图如2所示。电路板生产(波峰焊)工艺流程图图2波峰焊工艺流程图波峰焊焊点成形的原理如图3所示,当印制电路板进入焊料波峰面前端A时,电路板与元器件引脚被加热,并在未离开波峰面B之前,整个印制电路板浸在焊料中,即被焊料所桥连,但在离开波峰尾端B1B2某个瞬间,少量的焊料由于润湿力的作用,粘附在焊盘上,并由于表面张力的原因,会出现以元器件引脚为中心收缩至最小状态,此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间焊料的内聚力。因此会形成饱满,圆整的焊点,离开波峰尾部时印制电路板各焊盘之间的多余焊料,由于重力的原因,回落到锡锅中。2(2)浸焊浸焊分为手工浸焊和自动浸焊。手工浸焊是由专业操作人员手持夹具,夹住已
6、插装好元器件的印制电路板,以一定的角度浸入焊锡槽内来完成的焊接工艺,它能一次完成印制电路板众多焊接点的焊接。自动浸焊是利用自动浸焊机完成,将已插有元器件的待焊印制电路板由传送带送到工位时,焊料槽自动上升,待焊板上的元器件引脚与印制电路板焊盘完全浸入焊料槽,保持足够的时间后,焊料槽下降,脱离焊料,冷却形成焊点完成焊接。由于印制电路板连续传输,在浸入焊料槽的同时,拖拉一段时间与距离,这种引脚焊盘与焊料的相对运动,有利于排除空气与助焊剂挥发气体,增加湿润作用。另外,手工焊接工艺也是电子产品制造必不可少的一门技术。在一些小批量生产和检测机器焊接产品的质量时,都需要用到手工焊接。手工焊接的主要工具是电烙
7、铁,它是根据电流通过加热器件产生热量的原理而制成的。电烙铁主要有普通电烙铁和恒温电烙铁两种。普通电烙铁有内热式和外热式,普通电烙铁只适合焊接要求不高的场合使用。功率一般为20-50WA内热式电烙铁的发热元器件装在烙铁头的内部,从烙铁头内部向外传热,所以被称为内热式电烙铁。它具有发热快,热效率达到8590%Z上,体积小、重量轻和耗电低等特点。恒温电烙铁的重要特点是有一个恒温控制装置,使得焊接温度稳定,变化极小恒温电烙铁可以用来焊接较精细的印制电路板,如手机电路板等。手工焊接的工艺流程如下:准备焊接。清洁焊接部位的积尘及油污、元器件的插装、导线与接线端钩连,为焊接做好前期的预备工作。加热焊接。将沾
8、有少许焊锡的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下印刷板上的元器件,则待烙铁头加热后,用手或银子轻轻拉动元器件,看是否可以取下。清理焊接面。若所焊部位焊锡过多,可将烙铁头上的焊锡甩掉(注意不要烫伤皮肤,也不要甩到印刷电路板上!),然后用烙铁头“沾”些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时,可以用电烙铁头“蘸”些焊锡对焊点进行补焊。检查焊点。看焊点是否圆润、光亮、牢固,是否有与周围元器件连焊的现象。二.表面装配技术1 .简介表面装配技术(SurfaceMountedTechnology,简称SMT。是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。1表面装配技术有很多优点:实现微型化;电气性能大大提高
9、;易于实现自动化、大批量、高效率生产;材料成本、生产成本普遍降低;产品质量提高。2 .封装方式贴片式集成电路按照生装方式可以分为SO封装、QFP封装、PLCC封装等等,如图4。SO(ShortOut-line)封装一一引线比较少的小规模集成电路大多采用这种小型封装。SO封装又分为几种,芯片宽度小于0.15in、电极引脚数目少于18脚的,叫做SOP(ShortOut-linePackage)封装,常用于多路模拟电子开关。其中薄形封装的叫作TSOP封装;0.25in宽的、电极引脚数目在2044以上的,叫做SOL封装;SO封装的引脚大部分采用翼形电极,引脚间距有1.27mm、1.0mm、0.8mm、
10、0.65mm和0.5mm;但SOJ型封装的引脚两边向内钩回,叫做钩形(J形)电极,引脚数目在1248脚。2QFP(QuadFlatPackage封装一一矩形四边都有电极引脚的SMT集成电路叫做QFP封装,其中PQFP(PlasticQFP)封装的芯片四角有突出(角耳)。薄形TQFP封装的厚度已经降到1.0mm或0.5mm。QFP封装的芯片一般都是大规模集成电路,在商品化的QFP芯片中,电极引脚数目最少的有20脚,最多可能达到300脚以上,引脚间距最小的是0.4mm(最小极限是0.3mm),最大的是-21.27mm。PLCC(PlasticLeadedChipCarrie0封装这也是一种集成电路
11、的矩形封装,它的引脚四边向内钩回,呈钩形(J形)电极,电极引脚数目为1684个,间距为1.27mm。图4封装方式止匕外,近十年来又出现一种新兴的封装方式:BGA封装如图5,BGA的全称是BallGridArray(球栅阵列结构的PCB)。BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,BGA技术的优点是I/O引脚数虽然增加了,但引脚间距并没有减小反而增加了,从而提高了组装成品率;虽然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善它的电热性能;厚度和重量都较以前的封装技术有所减少;寄生参数减小,信号传输延迟小,使用频率大大提高;组装可用共面焊接,可靠性高。3.工艺流程
12、SMT生产电子设备主要包括锡膏印刷机、元器件贴片机、再流焊机和自动焊接质量检测装置。(1)涂膏工艺:涂膏工序位于SMT生产线的最前端,利用锡膏印刷机进行涂膏,其作用是将焊膏涂在SMT电路板的焊盘上,为元器件的装贴和焊接做准备。(2)贴装:用贴片机将表面组装元器件准确安装到SMT电路板的固定位置上。(3)固化:具作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与电路板牢固粘接在一起。(4)再流焊接:利用再流焊机进行焊接其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。3(5)清洗:利用乙醇、去离子水或其他有机溶剂进行清洗,其作用是将组装好的电路板上面的对人体有害的焊接残留物(如助焊剂等)除去
13、。(6)检测:其作用是对组装好的电路板进行焊接质量和装配质量的检测。(7)返修:其作用是对检测出现故障的电路板进行返工。三.结语以上介绍的就是当今电子产品制造过程的主要工艺,随着时代的发展,科它将为人们提供更技的进步,电子产品制造工艺必将有广阔的前景和发展空间,大的便利,创造更大的经济和社会效益。参考文献:1. 2. 陈振源,电子产品制造技术,人民邮电出版社,20073. 鲜飞,表面组装技术的发展,烽火通信科技股份有限公司,湖北武汉4300744. ToruIshida,AdvancedSubstrateandPackagingTechnology,DeviceEngineeringDevelopm