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在基片上制造厚膜网路的主要工艺是印刷、烧结和调阻。常用的印刷方法是丝网印刷。丝网印刷的工艺过程是先把丝网固定在印刷机框架上,再将模版贴在丝网上;或者在丝网上涂感光胶,直接在上面制造模版,5G陶瓷电阻片,然后在网下放上基片,把厚膜浆料倒在丝网上,用刮板把浆料压入网孔,漏印在基片上,形成所需要的厚膜图形。常用丝网有不锈钢网和尼龙网,有时也用聚四氟乙烯网。在烧结过程中,有机粘合剂完全分解和挥发,固体粉料熔融,分解和化合,形成致密坚固的厚膜。厚膜的质量和性能与烧结过程和环境气氛密切相关,升温速度应当缓慢,以保证在玻璃流动以前有机物完全排除;烧结时间和峰值温度取决于所用浆料和膜层结构。为防止厚膜开裂,还应控制降温速度。常用的烧结炉是隧道窑。为使厚膜网路达到性能,电阻烧成以后要进行调阻。常用调阻方法有喷砂、激光和电压脉冲调整等。
为了提高厚膜电路的精度,必须进行阻值调整。由于厚膜丝网印刷操作固有的不准确性,基板表面的不均匀及烧结条件的不重复性,厚膜电阻常出现正负误差,如果阻值超过标称值将无法修正,但是,一般情况下印刷烧成后阻值低于目标值的大约30%,所以要通过激光调整达到目标值。
厚膜混合集成电路的工艺过程
厚膜混合集成电路通常是运用印刷技术在陶瓷基片上印制图形并经高温烧结形成无源网络。
制造工艺的工序包括:
· 电路图形的平面化设计:逻辑设计、电路转换、电路分割、布图设计、平面元件设计、分立元件选择、高频下寄生效应的考虑、大功率下热性能的考虑、小信号下噪声的考虑。
· 印刷网板的制作:将平面化设计的图形用显影的方法制作在不锈钢或尼龙丝网上。
· 电路基片及浆料的选择:制作厚膜混合集成电路通常选择 96% 的氧化铝陶瓷基片(特殊电路可以选择其它基片),浆料一般选择美国杜邦公司、美国电子实验室、日本田中等公司的导带、介质、电阻等浆料。
· 丝网印刷:使用印刷机将各种浆料通过制作好电路图形的丝网印刷在基片上。
· 高温烧结:将印刷好的基片在高温烧结炉中烧结,陶瓷电阻片厂商,使浆料与基片间形成良好的熔合和网络互连,并使厚膜电阻的阻值稳定。
· 激光调阻:使用厚膜激光调阻机将烧结好的电路基片上印刷厚膜电阻阻值修调到规定的要求。
· 表面贴装:使用自动贴装机将外贴的各种元器件和接插件组装在电路基片上,并经再流焊炉完成焊接,包括焊接引出线等。
· 电路测试:将焊接完好的电路在测试台上进行各种功能和性能参数的测试。
· 电路封装:将测试合格的电路按要求进行适当的封装。
· 成品测试:将封装合格的电路进行复测。
· 入库:将复测合格的电路登记入库。
随着PCB行业的蓬勃发展,越来越多的工程技术人员加入PCB的设计和制造中来,但由于PCB制造涉及的领域较多,且相当一部分PCB设计工程人员(Layout人员)没有从事或参与过PCB的生产制造过程,导致在设计过程中偏重考虑电气性能及产品功能等方面的内容,但下游PCB加工厂在接到订单,实际生产过程中,有很多问题由于设计没有考虑造成产品加工困难,加工周期延长或存在产品隐患,现就此类不利于加工生产的问题做出以下几点分析,供PCB设计和制作工程人员参考:
为便于表达,从开料、钻孔、线路、阻焊、字符、表面处理及成形七个方面分析:
一.
开料主要考虑板厚及铜厚问题:
板料厚度大于0.8MM的板,标准系列为:1.0 1.2
1.6 2.0
3.2 MM,板料厚度小于0.8MM不算标准系列,厚度可以根据需要而定,但经常用到的厚度有:0.1
0.15
0.2 0.3
0.4 0.6MM,这此材料主要用于多层板的内层。
外层设计时板厚选择注意,生产加工需要增加镀铜厚度、阻焊厚度、表面处理(喷锡,镀金等)厚度及字符、碳油等厚度,实际生产板金板将偏厚0.05-0.1MM,锡板将偏厚0.075-0.15MM。例如设计时成品要求板厚2.0 mm时,正常选用2.0mm板料开料时,考虑到板材公差及加工公差,成品板厚将达到2.1-2.3mm之间,如果设计一定要求成品板厚不可大于2.0mm时,板材应选择为1.9mm非常规板料制作,PCB加工厂需要从板材生产商临时订购,交货周期就会变得很长。
内层制作时,可以通过半固化片(PP)的厚度及结构配置调整层压后的厚度,芯板的选择范围可灵活一些,例如成品板厚要求1.6mm,板材(芯板)的选择可以是1.2MM也可以是1.0MM,只要层压出来的板厚控制在一定范围内,即可满足成品板厚要求。
另外就是板厚公差问题,PCB设计人员在考虑产品装配公差的同时要考虑PCB加工后板厚公差,陶瓷电阻片销售,影响成品公差主要是三个方面,板材来料公差、层压公差及外层加厚公差。现提供几种常规板材公差供参考:(0.8-1.0)±0.1
(1.2-1.6)±0.13
2.0±0.18 3.0±0.23 层压公差根据不同层数及板厚,公差控制在±(0.05-0.1)MM 之间。特别是有板边缘连接器的板(如印制插头),需要根据与连接器匹配的要求确定板的厚度和公差。
表面铜厚问题,由于孔铜需要通过化学沉铜及电镀铜完成,如果不做特殊处理,在加厚孔铜时表面铜厚会随着一起加厚。根据IPC-A-600G标准,铜镀层厚度,1、2级为20um ,3级为25um。因此在线路板制作时,如果铜厚要求1OZ(30.9um)铜厚时,开料有时会根据线宽/线距选择HOZ(15.4um)开料,除去2-3um的允许公差,广东陶瓷电阻片,可达33.4um,如果选择1OZ开料,成品铜厚将达到47.9um。其它铜厚计算可依次类推。
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