多层印制电路板的对位工艺

多层印制电路板的对位工艺*  

李园¹⁺,  邓锐²

¹(广东海洋大学 信息学院软件技术系嵌入1061班，湛江524000)

²(广东海洋大学 信息学院软件技术系，湛江  524000)

The Positioning Technology Of Multi-layer Printed Circuit Board

LI Yuan¹⁺ , DENG Rui²

¹(Class Embedded 1061, Department of Software Technology, School of Information GuanDong Ocean University,

Zhanjiang 524088,China)

²(Department of Software Technology, School of Information GuanDong Ocean University, Zhanjiang 524000, China)

+ Corresponding author: Phone: [phone]，E-mail: [e-mail], http://www.gdou.edu.cn

 

Abstract:   The positioning is very important in the making multi-layer printed circuit board. In this paper has expatiated the setting of positioning hole, the method of drilling, the positioning between the film and each printed circuit board layer and the positioning and fixed in each printed circuit board layer in the simple laboratory environment.Thereby it has achieved the positioning of printed circuit board accurately.

 

Key words:   positioning hole, positioning

摘  要:     多层印制电路板的对位是电路板制作中的一个至关重要的环节。本文详细阐述了在实验室简易环境下多层电路板对位工艺中定位孔的设置、钻孔的方法、菲林与各层电路板的对位以及各层电路板间的对位和固定，从而实现多层PCB的精确定位。

 

关键词:     定位孔 对位

 

1     引言

印制电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒（PaulEisler）于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板，从此开辟了印制电路板的新纪元。面对多层印制电路板的面世更是引领了电子工业的飞速发展，多层电路板的对位仍然是印制电路板制作中的难点与重点。

工业上采用多种电路板定位的解决方案，比如使用CAM（计算机辅助制作）软件与雕刻机配合实现对位的目的。而本文中的对位工艺是针对基于感光干膜制作的PCB^[1]来设计的，并非通过机械的方式来制作PCB，显然上述的方法并不适合。由此本文提出了具有自己特色的，能够适应实验室中简易环境的低成本、高精度的多层PCB定位解决方案。

2     工艺设计流程

2.1    定位孔的设置

定位孔的设置是整个对位工艺的重中之重，关系着工艺的成败与否。

如图1所示，在PCB图设计时，根据工业上PCB对位常用的四孔定位法，孔2、孔4、孔5、孔6在PCB各个边缘居中安放，此时孔2与孔5、孔4与孔6都对称设置。为了使下文中各层电路板间的对位和固定环节中，铆钉能够顺利地插入定位孔，应使孔径略大于铆钉内径。

而不同孔径的孔1和孔3是作为菲林放置的辅助孔。

以四层PCB的定位为例，放置辅助孔的目的在于，孔2、孔4、孔5、孔6并不能严格地居中安放，一定的误差是允许的；同时，TOP层与VCC层的菲林需要镜像打印，而GND层与BOTTOM层则不需要，这时的PCB就需要区分正反两面，若不加上辅助孔的话，菲林与电路板就会产生混乱。这时，不同孔径的孔1和孔3起到了必要的辅助作用，可以在下文中菲林与各层电路板的对位这一环节中快速正确地判断出菲林对应的电路板而避免造成混淆的情况产生。

2.2    钻孔的方法

当定位孔设置完毕，接下来步骤是钻孔。

首先，将菲林与PCB电路板依次排列。以四层PCB的定位为例，如图2所示，菲林位于最上方，TOP层和VCC层位于菲林的下方（同时铜面朝上），GND层和BOTTOM层位于VCC层的下方（同时铜面朝下）。

接着，紧压菲林和各层PCB板，然后用透明胶布贴好边缘部分，以此避免钻孔时，菲林或者PCB板出现偏移而导致最终的失败。

最后进行钻孔，这样可以使定位孔一次成形。

这种方法相对依次各层钻定位孔优点在于，定位精度高，且定位误差小 

 

 

 

 

2.3    菲林与各层电路板的对位

当钻孔完毕，就可以开始制作多层PCB板。

与制作基于感光干膜的单面PCB不同的地方在于，在曝光步骤之前，必须进行菲林与各层PCB对位的操作。

具体步骤如下，如图1所示，由于孔1和孔3的辅助定位作用，可以快速地找出各层菲林对应的PCB板。在安全灯光下，仔细地调整菲林与相对应的PCB板中孔2、孔4、孔5、孔6是否对齐，对齐后可将孔1和孔3作为检查孔，从而最大限度地提高菲林与各层电路板对位的精确度。

 

2.4    各层电路板间的对位和固定

各层PCB板制作完毕后，接下来就是将各层电路板进行对位及其固定。

以四层PCB的定位为例，首先，将四根大头针依次插入TOP层的孔2、孔4、孔5和孔6。

接着在VCC层表面添加粘接介质，而后将穿过TOP层的四根大头针依次插入VCC层相对应的定位孔，这时，就完成了TOP层与VCC层的定位。GND层及BOTTOM层的定位方法如上。

上述的的步骤完成了对各层电路板的定位，然而这样的定位很容易在压合时产生板间的偏移，所以之后必须使用铆钉取代大头针的定位进行各层板之间固定。具体的步骤如下：

取出孔2中的大头针，在保证板间不会偏移的前提下，插入铆钉，并将之钉紧。而孔4、孔5和孔6固定的方法与孔2的一致。

至此，多层印制电路板的对位工艺已经完成。

 

 

  

3    结束语

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3     结束语

 

 

 

 

本文以图文并茂的方式全方位地阐述了多层印制电路板对位的解决方案，包括定位孔的设置、钻孔的方法、菲林与各层电路板的对位以及各层电路板间的对位和固定。

经过实际的测试，由于严格的对位流程，电镀后多层PCB的连通性可靠良好，并未出现不能连通的现象。由此可以证明，本多层印制电路板对位的解决方案有效可行。

 

附中文参考文献:

[1]  李园. 基于感光干膜的PCB制作. 广东海洋大学电子信息学刊, 2009年,第1卷第1期:P23.

 

 

 

 

 

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作者简介: 李园(1986－),男,广东汕头人,本科在读,主要研究领域为多层PCB的实验室制作工艺、嵌入式系统.邓锐(1972－),男,湖北荆州人,硕士,讲师,主要研究领域为嵌入式系统,模式识别.