PCB線路板的生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用

葉錦華+李鴻光+陳子安+文軍

摘 要：PCB線路板是一種十分重要的設(shè)備，在所有的電子產(chǎn)品中，都是重要的載體。目前，電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是低成本性、高可靠性、高密度性、高功能性，體積也越來越短小、輕薄。因此，PCB線路板也需要更加精密，這就給PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用帶來了更大的困難。PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備需要滿足低成本、高穩(wěn)定、高精、高速等要求，而傳統(tǒng)的設(shè)計制造方法已經(jīng)難以滿足這些要求?；诖?，本文對PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用進行了研究。

關(guān)鍵詞：PCB線路板；生產(chǎn)設(shè)備；研發(fā)及應(yīng)用

前言：PCB是印制電路板，也叫做印刷線路板，是一種非常重要的電子部件，在所有的電子元器件當(dāng)中，都發(fā)揮著重要的承載和支撐作用，同時也是電器元件中實現(xiàn)電氣連接的主要載體。電子設(shè)備中應(yīng)用印制板，能夠發(fā)揮同類印制板一致性的特點，防止了人工接線的錯誤，能夠?qū)崿F(xiàn)電子元器件自動檢測、焊錫、裝貼、插裝，對電子設(shè)備的質(zhì)量保證十分有利，同時有助于降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，提高維修效率等。因此，PCB線路板的生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用就顯得更為重要。

1PCB線路板的應(yīng)用發(fā)展趨勢

隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，在各種電子設(shè)備中，電子元器件正逐漸朝著集成化、小型化、精密化的方向發(fā)展，因此，對于高精密PCB線路板的需求也日益增加。在PCB線路板中，主要包括了導(dǎo)體部分和絕緣材料部分。由于電子產(chǎn)品的小型化和集成化發(fā)展需求，PCB線路板最為電子元器件的重要載體，其發(fā)展趨勢主要包括了IC封裝基板、高密度HDI/BUM板，以及軟硬性板等[1]。其中，HDI板通常具有152.4um以下的孔徑，同時具有0.25mm以下的孔環(huán)環(huán)徑，布線密度在64mm/mm2以上，接點密度也在20/cm2以上，間距、線寬分別在76.2um以下。IC封裝基板則是在HDI/BUM板的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，具有更高的密度化特性。軟硬性板則包括了軟板和硬板兩部分，能夠有效的節(jié)約空間、實現(xiàn)輕量化和高性能化的要求，同時避免了復(fù)雜接線的繁瑣。

2PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展情況

隨著PCB線路板需求量的不斷增加，PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備也面臨著更高的要求。不過，由于PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備的核心技術(shù)始終掌握在一些發(fā)達國家手中，而我國關(guān)于這一方面的研究起步較晚。雖然近年來通過不斷的研發(fā)，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量都得到了較大的提升，但是與發(fā)達國家相比，在加工速度、加工精度、加工能力等方面，依然存在著一定的差距[2]。而在市場容量方面，業(yè)內(nèi)市場中的市場份額占比也比較低，因而進行更加深入的研究和開發(fā)。

3PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用

3.1研發(fā)要領(lǐng)

PCB電路板在使用前，需要合理設(shè)計出基本的路線和PCB的線路板形狀。通常利用PCB電路板的主要目的是確保電路的小型化，設(shè)計出機器的大小和形狀，明確元件的具體位置。如果對設(shè)計出來的電路形狀不滿意，可以結(jié)合自身的實際使用需求，做大幅度的變更調(diào)整，明確零件類位置后，再決定出配線的形狀。電路配線是電路板在應(yīng)用前必要要做好的工作，但是由于電路配線自身的限制性因素較大，如果設(shè)計方法不合理會降低電路板的使用壽命。通常在實際的設(shè)計過程中，會選擇單面機構(gòu)的FPC，如果選擇的FPC線路過于復(fù)雜，需要觀察能不能貫穿孔，防止貫穿孔對電鍍的耐折性造成較大的影響。如果不用貫穿孔的話，曲折部分的貫穿孔不需要做鍍銅處理。需要以單面板PCB另外制作曲折部分，確保雙面的FPC能夠與單面板PCB相互接合。

3.2 PCB電路板的具體應(yīng)用

3.2.1 PCB電路板在生產(chǎn)中的應(yīng)用

在PCB線路板的生產(chǎn)當(dāng)中，激光鉆孔、數(shù)控機械鉆孔等都是主要的生產(chǎn)方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，更為先進的激光鉆孔加工技術(shù)得到了較大的發(fā)展，不過，由于其對于被加工材料適應(yīng)性較為有限，孔壁質(zhì)量較低，設(shè)備成本較高，因而目前并沒有得到廣泛的普及，最為常用的仍然是機械鉆孔技術(shù)。在當(dāng)前大多數(shù)PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備中，采用了六軸鉆孔機設(shè)備，包括了主軸部件、工作臺部件、運動導(dǎo)向部件、橫梁、床身等基礎(chǔ)部件，以及其它的一些功能輔助性部件。在生產(chǎn)過程中，設(shè)備在橫向、縱向、垂直等方向上運動，主軸保持高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，能夠確保PCB線路板不同的生產(chǎn)加工要求[3]。其中，橫梁、床身等部件構(gòu)成框架龍門式結(jié)構(gòu)，對運動部件進行有效的支撐，并對設(shè)備運行中發(fā)生的振動進行吸收，通常的結(jié)構(gòu)類型包括了人造花崗巖、天然花崗巖、鋼板焊接、鑄鐵鑄造等結(jié)構(gòu)。

在橫向方向上，采用了多軸級聯(lián)方式，能夠使設(shè)備成本得以降低，運行效率得以提升。在縱向方向上，主要使對被加工PCB線路板進行承載，并對被加工件進行準確的前后定位固定。在垂直方向上，需確保良好的運動效率和較高的運動精度，以確保被加工件的質(zhì)量和性能。在PCB線路板的生產(chǎn)當(dāng)中，鉆頭是一個重要的部分。由于孔分布密度增加，孔徑減小，因此在研發(fā)中，應(yīng)度刃口粗糙度、鉆頭形狀、剛度、精度、材質(zhì)等進行妥善的設(shè)計，保證鉆頭的良好品質(zhì)，以確保PCB線路板的生產(chǎn)質(zhì)量。吸塵系統(tǒng)能夠在加工過程中，及時的吸走加工產(chǎn)生的碎屑，并對鉆頭進行充分冷卻[4]。在加工過程中，壓腳能夠確保PCB線路板壓平，確保加工過程中，PCB的良好的平板狀態(tài)，防止產(chǎn)生加工偏差。隨著科技的發(fā)展，PCB線路板生產(chǎn)設(shè)備也取得了較大的進步，其研發(fā)樣式不斷增加，應(yīng)用效果也更為理想。

3.2.2 PCB電路板在組裝中的應(yīng)用

PCB電路板的底部填充技術(shù)，主要是基于“毛細流動原理”的流行性和非流動性產(chǎn)生的，主要是通過毛細作用將業(yè)態(tài)的數(shù)值吸入到芯片底部和PCB之間的間隙，通過利用紫外線固化或加熱方法，將被焊接芯片和PCB板固定在一起，對保護焊點，防止焊點出現(xiàn)嚴重的損傷，提高焊點的可靠性具有重要作用。在印制電路板時，主要是利用毛細管底部填充技術(shù)，主要是填充分散芯片，來提高整個印制電路板的可靠性。為了明確印制板印刷焊高的位置，需要將BGA、CSP等表面貼裝芯片貼裝到印刷焊膏位置，確保填充材料能夠在印制電路板和填充芯片中保留一定的孔隙，有助于提高毛細管底部填充的可靠性，需要確保填充材料和應(yīng)用設(shè)備的充足性，確保各項安裝工作的精確性。