基于PCB印制线路板流程及品质管理                                                               

基于PCB印制线路板流程及品质管理                                                               

邓金甫

杭州升达电子有限公司    杭州    311324      

摘要：随着通信行业、计算机行业、消费电子行业等的快速发展，直接带动了印制电路板（PCB）行业的快速发展。所谓的印制电路板，也就是PCB（Printed  Circuit  Board的简称），作为最活跃产业存在于电子工业领域。从近些年的实践发展来看，印制电路板的设计与制造逐渐朝着高密度、多层数、高性能的方向发展，这就使得印制电路板的设计和品质管理面临着巨大的挑战。因此，生产企业需要加强对PCB印制线路板流程及品质管理的重视，并探寻有效的实施路径。

关键词：PCB印制线路板；设计流程；设计要素；品质管理

在当前很多的电子产品中，其中一个重要的组成部分就是PCB印制线路板。其的质量和性能直接影响着电子系统的稳定性和可靠性。绝缘基材上建立元器件间的电气连接靠PCB印制线路板实现，导电图形和印制线路由此生成。生产PCB时候，PCB印制线路板发挥着关键性作用，作用主要体现在两个方面，分别是集成电路电子元器件和电气互联。

一、简述PCB印制线路板

（一）简单介绍PCB印制线路板

制造PCB印制线路板所使用的原材料通常为铜箔基板（基板）。这是一种两面都有铜质材料的树脂板，常用到的是FR-4型号。在当前市面上所使用电子产品中，PCB印制线路板是不可或缺的，对板材具有较高的要求。其一，FR-4属于耐燃性板材，即使处于高温环境，也不易点燃，但会伴有软化现象。其二，具备Tg点。其三，介电常数十分显著。其中，Tg点还有一个别称，即“玻璃态转化温度点”，其中的温度点和电常数有所关联，支持物质电特性量的描述。换言之，基板材料必然与高频线路中信号的节制损失有关，往往介质损失的升高，意味着吸收高频信号并转变热作用的能力逐步增强。

（二）PCB印制线路板的基板设计要求

实际情况是，有很多材质都符合用于PCB印制线路板基板的标准，镀金板、化金板、化银板等都属于常见和常用的材质。在熟知的这些材质中，在制作成本方面就不得不提到镀金板，其稳定性能也十分优越，可谓名列前茅，主要应用无铅之制成技术流程，作为基板会应用于性能高、价值高的及电子产品中。就其中的OSP板而言，成本低、操作便捷是其典型特点，有必要调整设备制造流程条件和重工性内容。实际应用中，也要在高温环境中进行处理，即覆盖PAD保护膜，目的是避免焊锡性能下降。若对基板做二次回焊处理，则要配备相应的DIP制程，为的是将DIP端焊接问题妥善解决。化银板实际应用中，体现出较为显著的强迁移特性，若漏电情况出现，便会出现“沉镀银”现象，更好达成无铅制程要求，与OSP板相比，可焊接性年限更长。

二、简述PCB印制线路板的设计制作

设计制作PCB印制线路板是一项复杂而精细的工作，它涉及众多专业知识和技能，包括“飞线”、“焊盘”、“层”、“过孔”等基本概念。在设计和制作过程中，各个环节都需要严谨对待，以确保最终产品的质量和性能。

首先，我们来了解一下“层”的概念。在PCB设计中，“层”是指在印制线路板上的不同平面，它们通常与多种软件融合，以生成实际存在的合成层。为了满足防干扰和布线要求，我们通常会使用大量的铜箔层。这些铜箔层不仅能够提高电路的导电性能，还能有效地防止电磁干扰，从而保证电路的稳定性和可靠性。

在设计过程中，我们会遇到“多层焊盘”和“布线层设置”等概念。多层焊盘用于连接不同层次的电路，提高复杂度并简化布线。布线层设置则通过设定多个布线层并关闭未使用的层来优化布线效果。此外，自动布线技术能自动调整元件位置，提高效率，但仍需手工补偿。联合导线接通网络确保自动化生产的稳定性和可靠性。飞线可视为0欧阻值的导线，需严格控制焊盘间距以满足电阻元件设计要求，确保电路性能和稳定性。

总之，在设计制作PCB印制线路板的过程中，我们需要掌握各个环节的知识和技能，充分了解并运用“飞线”、“焊盘”、“层”、“过孔”等概念。通过多层次的设计和布线，我们可以提高电路的复杂度和稳定性，满足大批量自动化生产的需求。同时，自动布线技术和手工补偿的结合，使得我们在保证效率的同时，还能兼顾电路的性能和可靠性。在设计和制作过程中，我们必须严谨对待每一个环节，以确保最终产品的质量和性能。

三、分析PCB印制线路板的设计流程

客观来讲，PCB印制线路板的设计制作流程包含的环节较多，首先是下料环节，在计算分析铜箔板后，需要对加工的尺寸等进行适当的调整，将那些面积较大的板材料进行切割，使得切割完成的小块儿板材料符合不同规格的要求。在这个环节中，所采用的工艺流程主要是围绕大料开料机台、开料、圆角、洗板、下工序等。其次，在技术操作环节中，需要依据实际的设定尺寸来规范操作开料机，防止发生开错料的情况发生。对内层板开料后加标记内容进行调整，防止混乱的问题发生。最后，是搬运环节，一定要小心，不能发生碰撞或者剐蹭问题，避免出现面板擦花或者变形等情况，同时也要避免出现氧化的情况。需要特别注意的一点，在焗炉开机之前，一定要对温度的设定进行核查，保证温度设定的准确性。

1.PCB印制线路板的设计阶段

在这个阶段，设计师需要运用专业的PCB设计软件啊你，依据产品的功能需求和电路原理图，设计PCB的布局和布线。布局设计需要重点考虑元件的摆放、信号走线的最短路径、电磁兼容性等因素。布线设计则要确保信号的完整性和阻抗匹配。

2.PCB印制线路板的制造阶段

PCB印制线路板的制造过程包括基板材料的选择、光刻、蚀刻、钻孔、镀铜等一系列工艺。其中，基板材料的质量直接影响着PCB印制线路板的性能，常用的基本材料有FR-4\CEM-1等。光刻和蚀刻工艺决定了线路的精度和清晰度，钻孔和镀铜工艺则影响导通性能。

钻孔制作涉及双面板和多层板，完成钻通孔或盲孔操作构建通道，机台设置便于检查工序和设备优化。解决钻机线路板钻孔问题，确保钻阻正确，避免污染。注意线路板完整性，规范沉洞操作，优化孔内非导体部分无电镀方式，配合电镀方式加厚孔，便利内层压板、化学操作。一次铜机构设计可用全板电镀，导电铜厚度0.2--0.6毫米。补足铜孔及面铜线路厚度，提升电镀铜附着力，控制粗糙度，顺利电镀。去除氧化膜后，再镀铜增加厚度。

在进行绿漆操作过程中，此项操作的主要目的就是对线路板上的线路起到保护作用，避免出现意外的刮伤、蹭伤，从而产生短路和短路的问题。在实际操作中，就是在电路板上涂上一层保护膜，也就是所谓的防焊绿漆。其处理的过程包括很多操作步骤，比如印刷、曝光、显影、热烘等，通常是将印制过的绿漆电路板进入到熔锡之中，同时采用高速热风将空中填锡有效吹出，同时保留孔壁、板面上的一层焊锡。

在对PCB印制线路板的外形进行加工的时候，需要针对多片进行排版，依照客户的实际规格要求进行实际操作，最后进行E-Test电测试，检查班内是否存在短路、断路的问题，对那些不合格的线路板进行分区摆放并及时处理。在最终的出货之前，也需要进行检验，确保人员检验的准确性，保证产品属于合格品，能够进入市场进行流通出售。

3.PCB印制线路板组件安装阶段

在完成了PCB印制线路板的制造环节后，需要将各种电子元件，如芯片、电阻、电容等安装到PCB印制线路板上。在此过程中，通常采用表面贴装技术（SMT）或者通孔插装技术（THT）。这两种技术在应用上各有优势，表面贴装技术具有高密度、高效率的优势，而通孔插装技术的最大优势就是适用于一些特殊元件或者较大尺寸的元件。

4.PCB印制线路板的测试阶段

    在实践中，为了保证PCB印制线路板的质量和功能，需要进行一系列的实际测试，比如常见的导通测试、绝缘测试、信号完整性测试等。这些测试的开展，很大程度上能够帮助测试者及时发现存在的潜在问题，从而进行必要的修复和更换，保证每一块PCB印制线路板都是高品质的合格产品。

四、PCB印制线路板品质管理的有效措施

（一）严格筛选原材料

     PCB作为电子产品的重要组成部分，其品质的好坏直接关系到产品的性能和可靠性。要想有效保证PCB印制线路板的高品质，首先关键的一点是从原材料抓起。选择优质的基板、铜箔、油墨等材料，是确保PCB品质的重要基础。因此，在原材料的采购环节中，一定要严把质量关，不仅要对原材料的样品进行严格的检测和核查，同时也要注重对原材料供应商的资质、诚信度、生产能力、社会口碑等方面进行全面的考察，然后依据掌握的可靠信息资源再进行严格的评估和筛选，最终确定优质的原材料供应商，最大程度地确保原材料质量的稳定性和可靠性。

（二）采用先进的生产工艺

     PCB印制线路板的生产工艺对线路板的品质产生着重要影响。在实践生产中，生产企业一定要注重采用先进的生产工艺，比如运用先进的光刻、蚀刻、钻孔等工艺，不仅可以有效地提升线路精度和清晰度，同时也能够保证PCB印制线路板导通的良好性能。除此之外，生产企业也要对生产过程中的关键工艺参数进行严格控制，进一步提升工艺的一致性和稳定性。

（三）进行全面的品质检测

    为了确保PCB印制线路板的品质，生产企业需要进行全面的品质检测，包括外观检查、尺寸测量、导通测试、绝缘测试等。在生产过程中，对于一些高品质要求的产品，企业也需要进行更严格的环境测试和可靠性测试。只有通过了这些严格的检测，PCB印制线路板才算合格的产品，才允许包装出厂并进入到市场进行销售，在社会生活的相关行业中得以应用，发挥积极的作用。

（四）做好统计过程控制

     采集、整理、分析和控制生产数据过程中，优先应用统计过程控制这一方法，该方法比较科学且是典型的质量管理方法，从而发现异常并采取有效的应对措施，从而保证产品质量的稳定。在PCB印制线路板生产过程中，应用统计过程控制可以有效地控制各项工艺参数，从而进一步提升产品的品质和合格率。

（五）强化员工的培训和管理工作

    在实践发展中，员工是PCB印制线路板品质管理中的重要一环。员工的专业素养和工作态度直接影响着工作的效率和产品的质量。因此，在日常生产过程中，企业要重视对员工的管理和培训，提供他们更新和丰富专业知识和技能的机会，促使他们不断提升自身的专业素养和工作能力，提升他们的技能水平和质量意识。此外，生产企业也要高度重视自身的管理工作，建立起科学的管理制度，不仅要强化对员工的规范管理，同时也要注重提升对员工的激励，增强员工工作的积极性和主动性，促使他们愿意参与和配合品质管理工作，从而极大增强企业PCB印制线路板品质管理的实效。

（六）保持品质管理的持续性

     PCB印制线路板的品质管理是一个持续的、不断完善的过程，因此，在发展中需要树立起持续改进的理念。通过不断地优化生产工艺、提高检测水平、加强管理等措施，不断提升PCB印制线路板的品质。首先，我们需要加强员工的品质意识培训。员工是生产过程中的重要一环，他们的品质意识直接关系到产品的品质。因此，我们需要定期组织品质意识培训，使员工充分认识到品质的重要性，了解品质管理的相关知识，提高员工在生产过程中的品质意识。其次，我们应引入先进的生产技术和设备。随着科技的不断进步，新的生产技术和设备不断涌现，这些技术和设备能够更好地满足PCB印制线路板的生产需求，提高产品的品质。因此，我们需要及时关注行业动态，引进先进的生产技术和设备，提升生产效率的同时，也提高产品的品质。

五、结束语

PCB印制线路板的流程及品质管理是一个复杂而关键的过程，需要在设计、制造、测试等各个环节严格把控。通过加强品质管理。可以提高PCB印制线路板的质量，提升PCB印制线路板的稳定性和可靠性，大大降低生产的成本，提高生产的效率。此外，随着电子技术的快速发展，PCB印制线路板行业也处于不断地创新和进步之中，我们需要加强学习，更好地学习和适应新技术，满足新要求，为市场提供更优质的PCB印制线路板产品。

参考文献

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