一种PCB阻抗板的设计方法
技术领域
本发明涉及PCB阻抗板领域,具体公开了一种PCB阻抗板的设计方法。
背景技术
一种好的叠层结构就能够起到对印刷电路板特性阻抗的控制,其走线可形成易控制和可预测的传输线结构叫做阻抗板。传统PCB阻抗板的阻抗值主要通过工程数据设计,设计线宽、间距、铜厚、介质厚度计算得出PCB阻抗板的阻抗值。
PCB阻抗板的实际生产过程中,通过压合控制介质的厚度、电镀控制铜层的厚度、蚀刻控制线宽以及间距,从而控制PCB阻抗板的阻抗值,阻抗值的公差需要控制在±10%内,在蚀刻后,阻值测试超过±10%的PCB阻抗板,一般直接作报废处理,会造成资源浪费、增加生产成本等问题,此外,PCB阻抗板完成防焊加工后,阻值也会发生大小不一的问题,影响达到目标阻值。
发明内容
基于此,有必要针对现有技术问题,提供一种PCB阻抗板的设计方法,考虑到油墨种类和油墨厚度的参数,能够通过完成防焊操作有效调整PCB阻抗板的阻抗值,使最终形成的PCB阻抗板阻抗值达到目标阻抗值,提高产品的良率,同时降低生产成本。
为解决现有技术问题,本发明公开一种PCB阻抗板的设计方法,包括以下步骤:
a、对PCB进行蚀刻,形成传输线路,获得PCB阻抗板;
b、测量PCB阻抗板的阻抗值,筛选出阻抗值超标的PCB阻抗板;
c、对阻抗值超标的PCB阻抗板进行湿膜磨板,湿膜磨板后静止PCB阻抗板15-120min;
d、制作丝网版,选取阻抗值低的油墨,并调配油墨;
e、使用油墨通过丝网版对PCB阻抗板进行印刷,印刷后静止PCB阻抗板30-120min;
f、对PCB阻抗板进行预烤、对位曝光、显影;
g、重复步骤b-f;
h、对步骤f和步骤g中最后获得的合格PCB阻抗板进行后烤。
进一步的,步骤b中,阻抗值的公差大于±10%为超标。
进一步的,步骤c中,湿膜磨板速度为2-3m/min,使用的磨刷为500-800目,磨痕宽度为10-15mm。
进一步的,步骤c中,在湿膜磨板后静止PCB阻抗板之前,进行水洗15s,水洗的压力为2-3kg/cm2。
进一步的,在水洗后静止PCB阻抗板之前,对PCB阻抗板进行烘干,烘干温度为90-100摄氏度。
进一步的,步骤d中,在油墨中添加体积比为3-5%的稀释剂进行搅拌,搅拌时间为15-30min。
进一步的,步骤e中,印刷使用刮刀的硬度为75度、角度为45-75度、宽度为9-11mm,印刷的速度为50-60Hz,印刷压力为5-6kg/cm2。
进一步的,步骤f中,显影速度为3-5m/min,显影压力为1.5-2.5kg/cm2,显影浓度为1±0.2%,pH值为10.6-11.2,显影点50-60%。
进一步的,步骤f中,显影后进行水洗,水洗压力为1.5-2.5kg/cm2,水洗后进行烘干,烘干温度为90-100摄氏度。
进一步的,步骤h中,后烤温度为150摄氏度,后烤时间为1h。
本发明的有益效果为:本发明公开一种PCB阻抗板的设计方法,经过实验得到油墨的种类和油墨的厚度对阻抗值有10-20%的影响,将油墨的种类和油墨的厚度列为PCB阻抗板的影响因素,在PCB阻抗板的线路完成之后,还能够对PCB阻抗板的阻抗值进行调控,显著降低报废处理PCB阻抗板的数量,节约生产成本,同时能够精确控制PCB阻抗板完成防焊操作后的阻抗值达到接近目标阻抗值,此外,油墨越厚,越不容易发生脱落,且防潮、防漏效果更好。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明公开一种PCB阻抗板的设计方法,包括以下步骤:
a、对PCB进行蚀刻,形成传输线路,获得PCB阻抗板;
b、测量PCB阻抗板的阻抗值,筛选出阻抗值超标的PCB阻抗板;
c、对阻抗值超标的PCB阻抗板进行湿膜磨板,湿膜磨板后静止PCB阻抗板15-120min;
d、制作丝网版,选取阻抗值低的油墨,并调配油墨;
e、使用油墨通过丝网版对PCB阻抗板进行印刷,印刷后静止PCB阻抗板30-120min;
f、对PCB阻抗板进行预烤、对位曝光、显影;
g、重复步骤b-f;
h、对步骤f和步骤g中最后获得的合格PCB阻抗板进行后烤。
本发明利用了油墨种类和油墨厚度对PCB阻抗板的影响,从而调节蚀刻完成后的PCB阻抗板的阻抗值;对于阻抗值偏大的PCB阻抗板,选择降低阻抗值明显的油墨种类,同时增加油墨的厚度,从而降低PCB阻抗板的阻抗值,使最终获得的PCB阻抗板符合目标阻抗值的要求,能够有效提高产品的良率,减小资源浪费,节约生产成本,且油墨越厚,越不容易发生脱落,且防潮、防漏效果更好。
实施例一,一种PCB阻抗板的设计方法,包括以下步骤:
a、对PCB进行蚀刻,蚀刻完成后PCB阻抗板传输线路的线间距为4.5-5μm,线宽为8.5-10.6μm,介质厚度为22μm;
b、目标阻抗值为100欧姆,阻抗值的公差大于±10%为超标,实际测得的阻抗值多为121-130欧姆,超出标准11-20欧姆,全部的PCB阻抗板都不达标,筛选出阻抗值超标的PCB阻抗板;
c、对步骤b中筛选出的PCB阻抗板进行湿膜磨板,湿膜磨板速度为2-3m/min,使用的磨刷为500-800目,磨痕宽度为10-15mm,然后进行水洗15s,水洗的压力为2-3kg/cm2,再进行烘干,烘干温度为90-100摄氏度,烘干完成后将PCB阻抗板静止15-120min;
d、制作丝网版,选择阻值较小的PSR-4000WT02油墨,在油墨中添加体积比为3-5%的稀释剂进行搅拌,搅拌时间为15-30min;
e、使用步骤d制作好的油墨,选用硬度为75度、角度为45-75度、宽度为9-11mm的飞马牌刮刀,以50-60Hz的速度通过丝网版对PCB阻抗板进行印刷,印刷压力为5-6kg/cm2,印刷后静止PCB阻抗板30-120min;
f、对PCB阻抗板进行预烤,预烤温度为75度,预烤时间为46分钟,再用7kW灯管进行对位曝光,曝光级数为9-11格,真空度大于90%,曝光后静止15-120min显影,显影速度为3-5m/min,显影压力为1.5-2.5kg/cm2,显影浓度为1±0.2%,pH值为10.6-11.2,显影点50-60%,显影完成后进行水洗,水洗压力为1.5-2.5kg/cm2,水洗后进行烘干,烘干温度为90-100摄氏度;
g、重复步骤b-f;
h、对步骤f和步骤g中最后获得的合格PCB阻抗板进行后烤,后烤温度为150摄氏度,后烤时间为1h。
使用PSR-4000WT02油墨印刷前后,PCB阻抗板的阻抗值如下表1所示,表中PSR-4000WT02油墨简称白油。蚀刻后与印刷一次白油后,阻抗差的最大值为19ohms,阻抗差的最小值为19ohms,阻抗差的平均值为18.5ohms;蚀刻后与印刷二次白油后,阻抗值的最大值为24ohms,阻抗差的最小值为22ohms,阻抗差的平均值为22.83ohms。
表1,PSR-4000WT02油墨印刷前后的阻抗值
采用PSR-4000WT02印刷两次之后,阻值平均可下降22.8欧姆,最终获得的PCB阻抗板的阻抗值可以降为98.2-107.2欧姆,符合目标阻抗值100欧姆以及公差为±10%的要求,能够有效提高PCB阻抗板的良率,此外,油墨越厚,越不容易发生脱落,且防潮、防漏效果更好。
实施例二,除采用的油墨为KSM-S6189-BK31以外,其他都与实施一相同,在此不予赘述。
使用KSM-S6189-BK31油墨印刷前后,PCB阻抗板的阻抗值如下表2所示,表中KSM-S6189-BK31油墨简称黑油。蚀刻后与印刷一次黑油后,阻抗差的最大值为14ohms,阻抗差的最小值为13ohms,阻抗差的平均值为13.5ohms;蚀刻后与印刷二次黑油后,阻抗差的最大值为20ohms,阻抗差的最小值为18ohms,阻抗差的平均值为19.33ohms。
表2,KSM-S6189-BK31油墨印刷前后的阻抗值
实施例三,除采用的油墨为宇帝UPC-9000以外,其他都与实施一相同,在此不予赘述。
使用宇帝UPC-9000油墨印刷前后,PCB阻抗板的阻抗值如下表3所示,表中宇帝UPC-9000油墨简称绿油。蚀刻后与印刷一次绿油后,阻抗差的最大值为13ohms,阻抗差的最小值为9ohms,阻抗差的平均值为11.33ohms;蚀刻后与印刷二次绿油后,阻抗差的最大值为17ohms,阻抗差的最小值为15ohms,阻抗差的平均值为16ohms。
表3,宇帝UPC-9000油墨印刷前后的阻抗值
实施例四,除采用的油墨为H-8100以外,其他都与实施一相同,在此不予赘述。
使用宇帝H-8100油墨印刷前后,PCB阻抗板的阻抗值如下表4所示,表中H-8100油墨简称红油。蚀刻后与印刷一次红油后,阻抗差的最大值为12ohms,阻抗差的最小值为10ohms,阻抗差的平均值为11.33ohms;蚀刻后与印刷二次红油后,阻抗差的最大值为18ohms,阻抗差的最小值为15ohms,阻抗差的平均值为16.5ohms。
表4,H-8100油墨印刷前后的阻抗值
实施例五,除采用的油墨为永胜泰PSK-550B以外,其他都与实施一相同,在此不予赘述。
使用永胜泰PSK-550B油墨印刷前后,PCB阻抗板的阻抗值如下表5所示,表中永胜泰PSK-550B油墨简称蓝油。蚀刻后与印刷一次蓝油后,阻抗差的最大值为13ohms,阻抗差的最小值为12ohms,阻抗差的平均值为12.67ohms;蚀刻后与印刷二次蓝油后,阻抗差的最大值为20ohms,阻抗差的最小值为17ohms,阻抗差的平均值为18.17ohms。
表5,永胜泰PSK-550B油墨印刷前后的阻抗值
根据以上的五个实施例,总结得到五种油墨印刷前后的阻抗差平均值如下表6所示。
表6,五种油墨印刷前后的平均阻抗差
根据实际测得PCB阻抗板的阻抗值超出目标阻抗值的大小,采用相应的油墨进行印刷一次或二次,增加油墨的厚度,进而调整PCB阻抗板的阻抗值,使最终获得的PCB阻抗板的阻抗值接近目标阻抗值,提高产品的良率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。