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PCB線路�
閱讀�7012時間�2011-02-17 14:51:14

  PCB線路板又�印刷電路�,英文全名為Print Circuit Board,簡稱PCB。PCB線路板是指用來插立電子零組件并已有連接�(dǎo)線的電路基板。它是電子產(chǎn)品不可或缺的基本�(gòu)成要�,它的使用則大大減少布線和裝配的差錯,提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動�。目前,PCB線路板的使用范圍廣范,涵蓋了家電、產(chǎn)�(yè)機器、車輛、航�、船�、太空、兵器等層面�

背景

  PCB線路板的沿革,可追溯至電晶體尚未實用化前,主要的零件為真空管,當(dāng)時的組裝方式系用電線將設(shè)于底板上的零件予以焊接配線連接,這種連接方式不僅造成誤接或接觸不良等人為疏失,并需投入大量的人�,大大減低了�(chǎn)品的可靠�,故追求高確�、低成本且適合大量生�(chǎn)的制造方�,成為各方努力研�(fā)的焦��

  1936年英國P. Eisler 利用金屬箔的蝕刻加工,用個問世的PCB線路板組裝收音機,開啟了PCB線路板的�(yīng)用先�(qū)。同年,日本宮田喜之助亦�(fā)明了「噴鍍法/噴附配線法�,應(yīng)用于收音機的制作上�1953年單面PCB線路板開始生�(chǎn)�1960年通孔電鍍法的雙面板生�(chǎn)技�(shù)亦告完成�1962年以后開始多層板的生�(chǎn),經(jīng)�1936-1970年間的演進,PCB線路板的生產(chǎn)架構(gòu)方形成雛��1980年后由于積體電路的興起,及電腦輔助工具日新月�,促進了PCB線路板的制造改善,更加速今日高密度化與高多層板化的實現(xiàn)�

分類

  1、單面板

  2、雙面板

  3、多層板

制作

  一� 溶液濃度計算方法

  在印制電路板制造技�(shù),各種溶液占了很大的比重,對印制電路板的最終產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。無論是選購或者自配都必須進行科學(xué)計算。正確的計算才能確保各種溶液的成分在工藝范圍�(nèi),對確保�(chǎn)品質(zhì)量起到重要的作用。根�(jù)印制電路板生�(chǎn)的特�,提供六種計算方法供同行選用�

  1.體積比例濃度計算: 定義:是指溶�(zhì)(或濃溶液)體積與溶劑體積之比�� 舉例�1�5硫酸溶液就是一體積濃硫酸與五體積水配制而成�

  2.克升濃度計算: 定義:一升溶液里所含溶�(zhì)的克�(shù)� 舉例�100克硫酸銅溶于水溶�10升,問一升濃度是多少?   100/10=10�/�

  3.重量百分比濃度計算 (1)定義:用溶質(zhì)的重量占全部溶液重理的百分比表示� (2)舉例:試�3克碳酸鈉溶解�100克水中所得溶�(zhì)重量百分比濃�?

  4.克分子濃度計算 定義:一升中�1克分子溶�(zhì)的克分子�(shù)表示。符號:M、n表示溶質(zhì)的克分子�(shù)、V表示溶液的體�?! ∪纾?升中�1克分子溶�(zhì)的溶�,它的克分子濃度�1M;含1�10克分子濃度為0.1M,依次類推� 舉例:將100克氫氧化鈉用水溶�,配�500毫升溶液,問這種溶液的克分子濃度是多�?   解:首先求出氫氧化鈉的克分子�(shù)�

  5. �(dāng)量濃度計� 定義:一升溶液中所含溶�(zhì)的克�(dāng)量數(shù)。符號:N(克當(dāng)量/�)� �(dāng)量的意義:化合價:反映元素當(dāng)量的�(nèi)在聯(lián)系互相化合所得失電子�(shù)或共同的電子對數(shù)。這完全屬于自然規(guī)律。它們之間如化合�、原子量和元素的�(dāng)量構(gòu)成相表關(guān)��   元素=原子�/化合� 舉例� 鈉的�(dāng)量=23/1=23;鐵的當(dāng)量=55.9/3=18.6 �、堿、鹽的當(dāng)量計算法� A 酸的�(dāng)量=酸的分子�/酸分子中被金屬置換的氫原子數(shù) B 堿的�(dāng)量=堿的分子�/堿分子中所含氫氧根�(shù) C 鹽的�(dāng)量=鹽的分子�/鹽分子中金屬原子�(shù)金屬價數(shù)

  6.比重計� 定義:物體單位體積所有的重量(單位:克/厘米3)� 測定方法:比重計� 舉例� A.求�100毫升比重�1�42含量�69%的濃硝酸溶液中含硝酸的克數(shù)?   解:由比重得�1毫升濃硝酸重1�42�;在1�42克中69%是硝酸的重�,因�1毫升濃硝酸中 硝酸的重量=1.42×(60/100)=0.98(�) B.設(shè)需配制25克/升硫酸溶�50�,問�(yīng)量取比量1�84含量�98%硫酸多少體�?   解:�(shè)需配制�50升溶液中硫酸的重量為W,則W�25克/� 50�1250克由比重和百分濃度所��1毫升濃硫酸中硫酸的重量為:1.84×(98/100)�18(�);則�(yīng)量取濃硫酸的體積1250/18�69�4(毫升) 波美度與比重換算方法� A.波美度= 144.3-(144.3/比重); B�144.3/(144.3-波美�)

  �� 電鍍常用的計算方�

  在電鍍過程中,涉及到很多參數(shù)的計算如電鍍的厚�、電鍍時�、電流密度、電流效率的計算。當(dāng)然電鍍面積計算也是非常重要的,為了能確保印制電路板表面與孔內(nèi)鍍層的均勻性和一致�,必須比較精確的計算所有的被鍍面積。目前所采用的面積積分儀(對底片的板面積進行計算)和計算機計算軟件的開�(fā),使印制電路板表面與孔內(nèi)面積更加精確。但有時還必須采用手工計算方�,下例公式就用得上� 鍍層厚度的計算公式:(厚度代號:d、單位:微米)d=(C×Dk×t×ηk)/60r 電鍍時間計算公式:(時間代號:t、單位:分鐘)t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk) 陰極電流密度計算公式:(代號�、單位:�/分米2)ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk) 陰極電流以效率計算公式:Dk=(60×r×d)/(C×t×Dk)

  �� 沉銅�(zhì)量控制方�

  化學(xué)鍍銅(Electroless Plating Copper)俗稱沉銅。印制電路板孔金屬化技�(shù)是印制電路板制造技�(shù)的關(guān)鍵之一。嚴格控制孔金屬化質(zhì)量是確保最終產(chǎn)品質(zhì)量的前提,而控制沉銅層的質(zhì)量卻是關(guān)�。日常用的試驗控制方法如下:

  1.化�(xué)沉銅速率的測定:

  使用化學(xué)沉銅鍍液,對沉銅速率有一定的技�(shù)要求。速率太慢就有可能引起孔壁�(chǎn)生空洞或針孔;而沉銅速率太快,將�(chǎn)生鍍層粗�。為�,科�(xué)的測定沉銅速率是控制沉銅質(zhì)量的手段之一。以先靈提供的化�(xué)鍍薄銅為�,簡介沉銅速率測定方法�

  (1)材料:采用蝕銅后的環(huán)氧基材,尺寸�100×100(mm)�

  (2)測定步驟� A. 將試樣在120-140℃烘1小時,然后使用分析天平稱重W1(g)� B. �350-370克/升鉻酐和208-228毫升/升硫酸混合液(溫度65℃)中腐�10分鐘,清水洗�� C.在除鉻的廢液中處理(溫度30-40�)3-5分鐘,洗干凈� D. 按工藝條件規(guī)定進行�(yù)�、活化、還原液中處�� E. 在沉銅液�(溫度25�)沉銅半小時,清洗干凈� F. 試件�120-140℃烘1小時至恒�,稱重W2(g)�

  (3) 沉銅速率計算:速率�(W2-W1)104�8�93×10×10×0�5×2(μm)

  (4) 比較與判斷:把測定結(jié)果與工藝資料提供的數(shù)�(jù)進行比較和判斷�

  2.蝕刻液蝕刻速率測定方法

  通孔鍍前,對銅箔進行微蝕處理,使微觀粗化,以增加與沉銅層的結(jié)合力。為確保蝕刻液的�(wěn)定性和對銅箔蝕刻的均勻性,需進行蝕刻速率的測定,以確保在工藝�(guī)定的范圍�(nèi)�

  (1)材料�0�3mm覆銅箔板,除�、刷板,并切�100×100(mm)�

  (2)測定程序� A.試樣在雙氧�(80-100克/�)和硫�(160-210克/�)、溫�30℃腐�2分鐘,清�、去離子水清洗干�� B.在120-140℃烘1小時,恒重后稱重W2(g),試樣在腐蝕前也按此條件恒重稱重W1(g)�

  (3)蝕刻速率計算速率�(W1-W2)104�2×8�933T(μm/min) 式中:s-試樣面積(cm2) T-蝕刻時間(min�

  (4)判斷�1-2μm/min腐蝕速率為宜�(1.5-5分鐘蝕銅270-540mg)�

  3.玻璃布試驗方法

  在孔金屬化過程中,活�、沉銅是化學(xué)鍍的�(guān)鍵工�。盡管定性、定量分析離子鈀和還原液可以反映活化還原性能,但可靠性比不上玻璃布試�。在玻璃布沉銅條件最苛刻,最能顯示活�、還原及沉銅液的性能?,F(xiàn)簡介如下�

  (1)材料:將玻璃布在10%氫氧化鈉溶液里進行脫漿處理。并剪成50×50(mm),四周末端除去一些玻璃絲,使玻璃絲散開�

  (2)試驗步驟� A.將試樣按沉銅工藝程序進行處理� B. 置入沉銅液中�10秒鐘后玻璃布端頭�(yīng)沉銅完全,呈黑色或黑褐色�2分鐘后全部沉��3分鐘后銅色加�;對沉厚��10秒鐘后玻璃布端頭必須沉銅完全�30-40秒后,全部沉上銅� C.判斷:如達到以上沉銅效�,說明活化、還原及沉銅性能�,反則差�

  �� 半固化片�(zhì)量檢測方�

  �(yù)浸漬材料是由樹脂和載體構(gòu)成的的一種片狀材料。其中樹脂處于B-階段,溫度和壓力作用�,具有流動性并能迅速地固化和完成粘�(jié)過程,并與載體一起構(gòu)成絕緣層。俗稱半固化片或粘結(jié)片。為確保多層印制電路板的高可靠性及�(zhì)量的�(wěn)定�,必須對半固片特性進行�(zhì)量檢測(試層壓法�。半固化片特性包含層壓前的特性和層壓后特性兩部分。層壓前的特性主要指:樹脂含量%、流動性%、揮�(fā)物含量%和凝膠時�(S)。層壓后的特性是指:電氣性能、熱沖擊性能和可燃性等。為此,為確保多層印制電路板的高可靠姓和層壓工藝參數(shù)的穩(wěn)定�,檢測層壓前半固化片的特性是非常重要的�

  1.樹脂含�(�)測定�

  (1)試片的制作:按半固化片纖維方向:�45°角切�100×100(mm)小試��

  (2)稱重:使用精確度�0�001克天平稱重Wl(�)�

  (3)加熱:在溫度�566�14℃加熱燒60分鐘,冷卻后再進行稱量W2(�)�

  (4)計算� W1-W2 樹脂含量(%�=(W1-W2) /W1×100

  2. 樹脂流量(�)測定�

  (1)試片制作:按半固化片纖維方向,以45°角切�100×100(mm)�(shù)塊約20� 試片�

  (2)稱重:使用精確度�0�001克天平準(zhǔn)確稱重W1(�)�

  (3)加熱加壓:按壓床加熱板的溫度�(diào)整到171±3�,當(dāng)試片置入加熱板內(nèi),施加壓力為14±2Kg/cm2以上,加熱加�5分鐘,將流出膠切除并進行 稱量W2(克��

  (4)計算:樹脂流量(%�=(W1-W2) /W1×100

  3. 凝膠時間測定�

  (1)試片制作:按半固化片纖維方向,以45°角切�50×50(mm)�(shù)�(每塊�15�)�

  (2)加熱加壓:調(diào)整加熱板溫度�171±3℃、壓力為35Kg/cm2加壓時間15��

  (3)測定:試片從加壓開始時間到固化時間至是測定的�(jié)果�

  4.揮�(fā)物含量側(cè)定:

  (1)試片制作:按半固化片纖維方向,以45°角切�100×100(mm)1��

  (2)稱量:使用精確度�0�001克天平稱重W1(�)�

  (3)加熱:使用空氣循�(huán)式恒溫槽,在163±3℃加�15分鐘然后再用天平稱重W2(�)�

  (4)計算:揮�(fā)分(%�=(W1-W2) /W1×100

  �� 常見電性與特性名稱解�

  在印制電路板制造技�(shù)方面,涉及到的很多專用名詞和金屬性能,其中包括物�、化�(xué).機械等?,F(xiàn)只介紹常用的有關(guān)電氣與物�,機械性能和相�(guān)方面的專用名詞解��

  常用金屬電化�(dāng)量專用名詞解釋:

  (1)鍍層硬度:是指鍍層對外力所引起的局部表面變形的抵抗強度�

  (2)鍍層�(nèi)�(yīng)力:電鍍�,鍍層產(chǎn)生的�(nèi)�(yīng)力使陰極薄片向陽極彎曲(張應(yīng)力)或背向陽極彎�(壓應(yīng)�)�

  (3)鍍層延展性:金屬或其它材料受到外力作用不�(fā)生裂紋所表現(xiàn)的彈性或塑性形變的能力稱之�

  (4)鍍層可焊性:在一定條件下,鍍層易于被熔融焊料所潤濕的特��

  (5)模數(shù):就是單位應(yīng)變的能力,具有高系數(shù)的模�(shù)常為堅硬而延伸率極低的物�(zhì)�

噴錫

  噴錫是將線路板浸泡到溶融的錫鉛中,當(dāng)線路板表面占附足夠的錫鉛�,再利用熱空氣加壓將多余的錫鉛刮�。錫鉛冷卻后PCB板焊接的區(qū)域就會沾上一層適�(dāng)厚度的錫�,這就是噴錫制程的概略程序�

  一般噴錫機會利用的溶液有兩個部�,一個部分是在噴錫前線路板會事先涂布一層助焊劑,主要的功能在幫助錫鉛沾附至PCB表面,另外一個似乎不該稱為溶�,而概稱為�,我們在�(yè)界泛稱它為防氧化��

  主要的功能是促使線路板表面的傳熱均勻,同時防止PCB止焊漆區(qū)域上殘錫。另外它兼具有減緩錫鉛氧化的功能�

系列

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