嘉立创电路板制作过程全流程详解四:阻焊、字符、喷锡或沉金

科技老顽童 2020-08-24 00:00


第1篇文章,点击这里:嘉立创电路板制作过程全流程详解(一):MI、钻孔


第2篇文章,点击这里:嘉立创电路板制作过程全流程详解二:沉铜、线路


第3篇文章,点击这里:嘉立创电路板制作过程全流程详解三:图电、AOI


这篇文章,我们要了解的是第7、8、9道工序:阻焊、字符、喷锡。


第7道工序:阻焊


经过了前面几道工序,电路板已经成了一个半成品了。接下来的的这道工序,叫做:阻焊!


如图7-1所示,是嘉立创的一条阻焊印刷线。我们可以在图的左边看到正在等待进行阻焊的电路板,电路板的线路部分,现在全部都是裸露的铜。


图7-1


这些裸露的铜,很容易和空气中的氧气发生氧化,发生氧化后影响电路板的性能,甚至缩短电路板的使用寿命,所以需要我们接下来的这道工序:阻焊。


阻焊的目的,就是给电路板表面涂一层油,保护铜。最常见的是绿油,此外,还有蓝、黑、白、红、黄、紫等颜色。目前,嘉立创针对不同颜色的阻焊工艺,全部免费。


阻焊的过程,特别类似前面已经经历过的“线路”。线路工序,分为压膜、曝光和显影3个环节。这里的“阻焊”工序,分为印阻焊油、曝光和显影3个环节。


印阻焊油


在印阻焊油之前,需要先对板子进行酸洗、磨板,和多道水洗等前处理,这些都是通过化学反应实现的。电路板上的线路铜,从裸露出来到现在,已经在空气中停留了一段时间,表面一定会有氧化,所以这里通过酸洗这个环节,来去除氧化,另外还会去除油污等杂质。磨板的目的,是为了稍后让感光油墨更好的与板子结合。


如图7-2所示,是印阻焊油设备上的网板,很明显,它给电路板涂的感光油墨,是绿色的。在网板的底下,已经放了一张电路板,这张电路板,已经完成了刚才的一些前处理环节,自动进入了网板的下方。


图7-2


经过了一道绿油印刷,电路板的一面就铺了一层绿色。电路板继续往前滑动,进入翻板机,把电路板翻转,然后进入下一个网板下面,再涂一层绿油。这样,电路板的两面,就都有了绿油。然后,电路板会进入多道已经设定好温度的高温烘烤设备,经过一定的时间,绿油就贴合在电路板上了。


曝光


刚才,我们把电路板的正反两面整张都涂了绿油,在不需要绿油覆盖的地方,也有了绿油,比如焊盘等需要开窗的地方。为了去除这些地方的阻焊油,就需要经过曝光和显影。


如图7-3所示,是嘉立创的一条阻焊自动曝光线,图中左边,是正在等待曝光的电路板。


图7-3


曝光需要用到阻焊菲林,在菲林上,需要开窗的地方是黑色的,其它地方是透明的。经过曝光以后,透明的地方就进行了充分的曝光,黑色的地方没有被曝光,就是需要开窗的地方,没有被曝光。


显影


显影的过程,也是一个化学反应的过程,显影液只对未曝光的地方起反应,所以,需要开窗的地方,就裸露出了焊盘。如图7-4所示,是经过了显影后的电路板,我们可以看到它的焊盘部分已经裸露,而且是铜色的。


图7-4


第8道工序:字符


字符工序,就是要完成电路板设计时丝印层上的内容,即把那些元器件编号、元器件外形等内容打印到电路板上,一般使用白色。对于白色的电路板,一般使用黑色。


嘉立创的字符设备有两种,一种是传统的字符丝印机,另外一种是激光字符丝印机。


如图8-1所示,是嘉立创的一条全自动字符印刷线。在这条生产线上,有两台字符丝印机,分别用来印刷电路板的顶面和底面。


图8-1


如图8-2所示,丝印机正在给一张电路板刷白油。这里也有一张网板,我们看到它是白色的,说明它在刷白油。这张网板,和“阻焊”工序时的网板原材料是一样的,它们的区别是,阻焊用的网板,是“全通”的,会给整张电路板刷上绿油,而字符这里的网板,只有在需要印刷字符的地方,才是“通”的。


图8-2


同样,印刷字符,也需要翻板,也需要印刷两次白油。印刷好以后,会被送到高温烤箱烘烤,以确保字符油墨很好的固定在电路板上。


如图8-3所示,是一台激光字符打印机,它的优点是无需制作网板,制作出的字符丝印也更加清晰,缺点是速度没有传统的字符印刷机快。一般样板制作,会使用激光字符打印机,批量生产,会使用传统的字符印刷机。


图8-3


第9道工序:喷锡或沉金


字符工序完成后,就该喷锡或沉金了。这道工序,在专业人士那里也叫做“表面处理”。


我们在嘉立创下单PCB的时候,会在焊盘喷镀那一栏选择“喷锡”还是“沉金”。喷锡后的焊盘,被上了一层锡,是银色的;沉金后的焊盘,被镀了一层金,是金色的。


如图9-1所示,左边是沉金的焊盘,右边是喷锡后的焊盘。


图9-1


不管是喷锡还是沉金,主要目的有两个,第一个是防止铜在空气中被氧化,第二个是让元器件更加容易焊接到电路板上。


喷锡一共分为3个环节:前处理,热风整平(喷锡),后处理。


如图9-2所示,是嘉立创的喷锡生产车间,从图中可以看到,电路板已经放到了前处理生产线的最前端。


图9-2


如图9-3所示,就是电路板进入的前处理部分。前处理包括微蚀、磨板、清水洗、镀松香等。


图9-3


其中,微蚀的目的是清除电路板表面的污垢。微蚀完以后是清水洗,会把微蚀工序的药水洗干净。然后是磨板(一般的工厂在喷锡线这里是没有磨板的),这里用到磨砂带是1000目的,属于非常细的磨砂,用来给电路板进行轻磨,不会损伤电路板表面,会把电路板表面的一些粘连物去掉。磨板之后又是一个水洗,然后再有一个烘干带,烘干以后,会浸入松香里面,也是我们说的助焊剂里面。


(这里插播一个小知识点,刚才提到的磨砂带1000目,这里的“目”,指的是1平方英寸面积里面筛网的孔数,目数越大,磨料就越细,800目以上就属于非常细的磨砂了。)


前处理完成后,就可以进行喷锡处理了,喷锡,也叫做“热风整平”,如图9-4所示,就是嘉立创的热风整平设备。

图9-4


电路板进入锡炉停留几秒钟后出来,锡炉的温度在230~250摄氏度之间。电路板出来以后,会伴随着一股强劲的风,我们把这股风叫做风刀,风刀主要用来在焊锡没有凝固之前吹平液态的焊锡。喷锡完了之后,我们就看到原来是黄色的铜焊盘,现在已经变成了银色的锡焊盘。不过,还没有完,还需要进行后处理。


如图9-5所示,是嘉立创的喷锡后处理产线。


图9-5


后处理主要是热水洗、磨板、冷板、干板等处理。喷锡完之后的电路板,是从200多度的锡炉里面出来的,电路板本身的温度还是很高的。它首先会行走在一个气浮床上,气浮床就是一个正常的流水线,从底下一直吹气,电路板半浮在了空中,就好像人拿了一个刚出炉的烤红薯一样,会对着它吹气用来降温,这里的气浮床就起到一个冷却的作用。经过了气浮床后,会进行一次热水洗,为什么是热水洗?因为这时候的电路板温度还没有完全降下来,如果用冷水洗的话,板子就可能会发生变形、表面起水雾等现象。热水洗之后,再经过磨板,把表面的一些锡渣等杂质处理掉。再到清水洗,烘干,出板,后处理就完成了。


后处理完成之后,电路板的表面就非常的干净了,如图9-6所示,是经过喷锡工艺之后的电路板。


图9-6


到这里,喷锡工艺就完成了。


下一篇文章,也是我们的最后一篇,我们将会介绍:测试、锣边、V-CUT、QC、发货。



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