PCB加工常识(一)

文摘   2023-04-28 01:22   陕西  

注:有关PCB加工的一切问题都可以从板厂得到解答。

注:本文主要关注微波电路PCB的问题,PCB工艺发展成熟,博大精深,只能介绍基础中的基础。


1.电路板的简要制板工艺:


钻孔电镀,在铜层还完整的情况下,把需要的孔先钻出来,然后电镀上铜。


图形转移,把整块铜层蚀刻出所需要的形状。


压层,利用高压高温,把几张电路板通过半固化片粘起来。


这些工艺并不是完全死板的,根据层数,孔的类型不同,许多工艺需要重复非常多次。


2.电路板的材料,包括:


芯板(core),它是电路板的主要支撑材料;


半固化片(pp),它是板间用于粘合的粘合剂,并且绝缘所粘合的上下金属;


铜层(layer),它是用于布置线路的金属。


我们平时所说的RF4,或者罗杰斯4003,5880,指的都是芯板,射频电路的芯板因为介电常数稳定,损耗低,价格远远大于FR4。芯板(基材)出厂时往往上下已经覆盖好了铜层,等待蚀刻图形,所以也称为覆铜板。下图是罗杰斯板材宣传图。



射频电路所使用的pp,常用的为罗杰斯4450F,低频RF4电路则采用一类树脂材料。下图是罗杰斯的某款半固化片,它就是白白的一层介质,受热就会融化(学名叫玻璃化),然后在压力下牢牢黏住上下层电路板。



3.电路的层叠结构一般是是使用好几张芯板堆叠起来,用PP黏住它们,这种在微波设计里常用。就像下面这样:



简要的制作过程是这样,先把几张不同材质的芯板拿出来,然后蚀刻电路内层图形,也就是铜层1-4,然后压成一整张,然后钻头从上到下把孔钻出来一镀,最后把顶层底层铜层的电路蚀刻出来。齐活。


不过可不要觉得铜层必须附着在芯板上,其实也可以附着在pp上,就像下面的层叠图里的外层铜:



4.在PCB中,电路的层数是数铜层。但是天线学术期刊的习惯是数介质层数。比如一张芯板做的板,写论文可以说是单层板,但是PCB设计中称为双层板。


如果你设计的天线,用了两个电路板中间架空,在天线设计里也会称为存在一个空气介质,也算一层。但是这个事没有做严格规定。


5.孔常见的分为通孔(过孔),盲孔,埋孔。意思是孔打不打穿外表面。就像下面这样



做孔要注意三点:


1).孔一般谈直径。小于0.2mm的孔一般做不出来。


2).太厚的板子钻太细的孔容易镀不上铜。有一个标准叫厚径比,指板厚和孔径之比,这个比值一般不允许超过10。比如板厚3mm,0.2mm的孔就不容易做。


3).钻机钻孔的时候,一般是一梭子把板子钻穿。所以通孔是最好做的。


如果你一定要做盲孔或者埋孔。那就意味着要先压一部分的层,当做通孔做,做好以后再和其他层再压,再钻其他类型的孔。所以设计盲埋孔的时候,最好自己脑子里就想好,怎么压,怎么钻,再怎么压,再怎么钻。如果发现比如说有一个孔需要打穿1-4层,而另一个孔需要打穿3-6层,那显然如果先压好1-4层,那3-6层的孔就没法弄了,毕竟你不能把1-4再拆开去压3-6。这种设计就要尽力避免。


还有一种要避免的情况,就是孔不打穿芯板而打穿pp。比如说从上到下一共4层金属,那样1-2能做,3-4能做,1-4能做,但是尽量不设计1-3的孔。因为这个孔的一端它不在芯板上,在pp上,而钻机钻板的时候,pp层还不在呢。放个图便于理解



当然,如果你已经做了这样的设计,并且真的设计上改不了了,也不用太紧张,前面说了,PCB工艺历史悠久,工艺成熟。还可以控深钻,背钻,激光钻,花活多着呢。只要氪金到位,可以解锁相当多的可能性,这就需要设计者和板厂沟(拉)通(扯)了。


题外话:


为什么我要如此关心PCB工艺呢。不仅仅是对专业工作的重视。而且是有许多如下血压拉满的时刻逼出来的。(以下是和不同板厂曾有过的沟通内容)






电磁小技
微波电磁技术中,富有乐趣的小技巧。