技術資訊(xùn)_PCB制作工藝過(guò)程大揭秘！（動(dong)态圖解）

PCB( Printed Circuit Board)，中文(wén)名稱爲印制(zhi)電路闆，又稱(cheng)印刷線路闆(pan)，是重要的電(diàn)子部件，是電(diàn)子元器件的(de)支撐體。由于(yu)它是采用電(dian)子印刷術制(zhì)作的，故被稱(cheng)爲“印刷”電路(lù)闆。

　　在PCB出現之(zhi)前，電路是通(tong)過點到點的(de)接線組成的(de)。這種方法的(de)可靠性低，因(yin)爲随着電路(lu)的老化，線路(lù)的破裂會導(dǎo)緻線路節點(diǎn)的斷路或者(zhě)短路。繞線技(ji)術是電路技(jì)術的一個重(zhong)大進步，這種(zhong)方法通過将(jiāng)小口徑線材(cái)繞在連接點(diǎn)的柱子上，提(ti)升了線路的(de)耐久性以及(ji)可更換性。

　　當(dang)電子行業從(cóng)真空管、繼電(diàn)器發展到矽(xī)半導體以及(jí)集成電路的(de)時候，電子元(yuan)器件的尺寸(cùn)和價格也在(zài)下降。電子産(chan)品越來越頻(pin)繁的出現在(zai)了消費領域(yù)，促使廠商去(qù)尋找較小以(yǐ)及性價比高(gāo)的方案。于是(shi)，PCB誕生了。

PCB制作(zuo)工藝過程

　　PCB的(de)制作非常複(fu)雜，以四層印(yin)制闆爲例，其(qi)制作過程主(zhu)要包括了PCB布(bù)局、芯闆的制(zhì)作、内層PCB布局(ju)轉移、芯闆打(da)孔與檢查、層(céng)壓、鑽孔、孔壁(bì)的銅化學沉(chén)澱、外層PCB布局(jú)轉移、外層PCB蝕(shí)刻等步驟。

01

PCB布(bù)局

　　PCB制作第一(yī)步是整理并(bing)檢查PCB布局(Layout)。PCB制(zhì)作工廠收到(dào)PCB設計公司的(de)CAD文件，由于每(mei)個CAD軟件都有(yǒu)自己獨特的(de)文件格式，所(suǒ)以PCB工廠會轉(zhuan)化爲一個統(tong)一的格式——Extended Gerber RS-274X 或(huo)者 Gerber X2。然後工廠(chang)的工程師會(huì)檢查PCB布局是(shì)否符合制作(zuò)工藝，有沒有(yǒu)什麽缺陷等(děng)問題。

02

芯闆的(de)制作

　　清洗覆(fu)銅闆，如果有(you)灰塵的話可(ke)能導緻最後(hòu)的電路短路(lù)或者斷路。

 

　　下(xia)圖是一張8層(ceng)PCB的圖例，實際(jì)上是由3張覆(fu)銅闆(芯闆)加(jiā)2張銅膜，然後(hòu)用半固化片(piàn)粘連起來的(de)。制作順序是(shì)從最中間的(de)芯闆(4、5層線路(lù))開始，不斷地(di)疊加在一起(qǐ)，然後固定。4層(céng)PCB的制作也是(shi)類似的，隻不(bú)過隻用了1張(zhang)芯闆加2張銅(tóng)膜。

 

03

内層PCB布局(jú)轉移

　　先要制(zhi)作最中間芯(xīn)闆(Core)的兩層線(xiàn)路。覆銅闆清(qīng)洗幹淨後會(hui)在表面蓋上(shang)一層感光膜(mo)。這種膜遇到(dao)光會固化，在(zai)覆銅闆的銅(tóng)箔上形成一(yī)層保護膜。

 

 

　　将(jiang)兩層PCB布局膠(jiāo)片和雙層覆(fù)銅闆，最後插(cha)入上層的PCB布(bu)局膠片，保證(zheng)上下兩層PCB布(bù)局膠片層疊(dié)位置精準。

 

　　感(gǎn)光機用UV燈對(duì)銅箔上的感(gǎn)光膜進行照(zhào)射，透光的膠(jiāo)片下，感光膜(mó)被固化，不透(tòu)光的膠片下(xia)還是沒有固(gù)化的感光膜(mo)。固化感光膜(mo)底下覆蓋的(de)銅箔就是需(xu)要的PCB布局線(xiàn)路，相當于手(shǒu)工PCB的激光打(da)印機墨的作(zuo)用。

 

　　然後用堿(jian)液将沒有固(gu)化的感光膜(mó)清洗掉，需要(yào)的銅箔線路(lu)将會被固化(hua)的感光膜所(suo)覆蓋。

 

　　然後再(zài)用強堿，比如(ru)NaOH将不需要的(de)銅箔蝕刻掉(diao)。

 

　　将固化的感(gan)光膜撕掉，露(lu)出需要的PCB布(bu)局線路銅箔(bo)。

04

芯闆打孔與(yu)檢查

　　芯闆已(yi)經制作成功(gong)。然後在芯闆(pan)上打對位孔(kong)，方便接下來(lái)和其它原料(liao)對齊。

 

 

　　芯闆一(yi)旦和其它層(céng)的PCB壓制在一(yī)起就無法進(jìn)行修改了，所(suo)以檢查非常(cháng)重要。會由機(jī)器自動和PCB布(bu)局圖紙進行(hang)比對，查看錯(cuo)誤。

 

 

05

層壓

　　這裏(li)需要一個新(xin)的原料叫做(zuo)半固化片，是(shi)芯闆與芯闆(pan)(PCB層數>4)，以及芯(xin)闆與外層銅(tong)箔之間的粘(zhan)合劑，同時也(yě)起到絕緣的(de)作用。

　　下層的(de)銅箔和兩層(ceng)半固化片已(yǐ)經提前通過(guo)對位孔和下(xia)層的鐵闆固(gu)定好位置，然(ran)後将制作好(hao)的芯闆也放(fang)入對位孔中(zhōng)，最後依次将(jiang)兩層半固化(hua)片、一層銅箔(bó)和一層承壓(ya)的鋁闆覆蓋(gài)到芯闆上。

　　将(jiang)被鐵闆夾住(zhu)的PCB闆子們放(fang)置到支架上(shàng)，然後送入真(zhen)空熱壓機中(zhong)進行層壓。真(zhen)空熱壓機裏(lǐ)的高溫可以(yi)融化半固化(huà)片裏的環氧(yang)樹脂，在壓力(lì)下将芯闆們(men)和銅箔們固(gù)定在一起。

　　層(ceng)壓完成後，卸(xie)掉壓制PCB的上(shang)層鐵闆。然後(hòu)将承壓的鋁(lü)闆拿走，鋁闆(pan)還起到了隔(ge)離不同PCB以及(jí)保證PCB外層銅(tóng)箔光滑的責(zé)任。這時拿出(chu)來的PCB的兩面(miàn)都會被一層(ceng)光滑的銅箔(bó)所覆蓋。

06

鑽孔(kǒng)

　　要将PCB裏4層毫(háo)不接觸的銅(tong)箔連接在一(yi)起，首先要鑽(zuàn)出上下貫通(tong)的穿孔來打(da)通PCB，然後把孔(kǒng)壁金屬化來(lái)導電。

　　用X射線(xiàn)鑽孔機機器(qi)對内層的芯(xin)闆進行定位(wei)，機器會自動(dòng)找到并且定(ding)位芯闆上的(de)孔位，然後給(gei)PCB打上定位孔(kong)，确保接下來(lái)鑽孔時是從(cóng)孔位的正中(zhōng)央穿過。

　　将一(yi)層鋁闆放在(zai)打孔機機床(chuang)上，然後将PCB放(fàng)在上面。爲了(le)提高效率，根(gēn)據PCB的層數會(hui)将1~3個相同的(de)PCB闆疊在一起(qǐ)進行穿孔。最(zui)後在最上面(miàn)的PCB上蓋上一(yī)層鋁闆，上下(xià)兩層的鋁闆(pǎn)是爲了當鑽(zuan)頭鑽進和鑽(zuàn)出的時候，不(bú)會撕裂PCB上的(de)銅箔。

　　在之前(qián)的層壓工序(xù)中，融化的環(huan)氧樹脂被擠(ji)壓到了PCB外面(mian)，所以需要進(jìn)行切除。靠模(mó)銑床根據PCB正(zhèng)确的XY坐标對(duì)其外圍進行(hang)切割。

07

孔壁的(de)銅化學沉澱(dian)

　　由于幾乎所(suǒ)有PCB設計都是(shì)用穿孔來進(jìn)行連接的不(bu)同層的線路(lu)，一個好的連(lian)接需要25微米(mi)的銅膜在孔(kong)壁上。這種厚(hòu)度的銅膜需(xu)要通過電鍍(du)來實現，但是(shi)孔壁是由不(bu)導電的環氧(yang)樹脂和玻璃(lí)纖維闆組成(chéng)。

　　所以第一步(bu)就是先在孔(kong)壁上堆積一(yi)層導電物質(zhi)，通過化學沉(chen)積的方式在(zài)整個PCB表面，也(ye)包括孔壁上(shàng)形成1微米的(de)銅膜。整個過(guò)程比如化學(xué)處理和清洗(xi)等都是由機(ji)器控制的。

08

外層PCB布局轉(zhuan)移

　　接下來會(hui)将外層的PCB布(bù)局轉移到銅(tong)箔上，過程和(he)之前的内層(ceng)芯闆PCB布局轉(zhuǎn)移原理差不(bú)多，都是利用(yòng)影印的膠片(pian)和感光膜将(jiang)PCB布局轉移到(dào)銅箔上，唯一(yi)的不同是将(jiang)會采用正片(pian)做闆。

　　内層PCB布(bù)局轉移采用(yòng)的是減成法(fǎ)，采用的是負(fu)片做闆。PCB上被(bèi)固化感光膜(mo)覆蓋的爲線(xian)路，清洗掉沒(mei)固化的感光(guang)膜，露出的銅(tóng)箔被蝕刻後(hou)，PCB布局線路被(bei)固化的感光(guang)膜保護而留(liu)下。

　　外層PCB布局(ju)轉移采用的(de)是正常法，采(cai)用正片做闆(pan)。PCB上被固化的(de)感光膜覆蓋(gai)的爲非線路(lu)區。清洗掉沒(mei)固化的感光(guāng)膜後進行電(dian)鍍。有膜處無(wu)法電鍍，而沒(méi)有膜處，先鍍(dù)上銅後鍍上(shàng)錫。退膜後進(jin)行堿性蝕刻(kè)，最後再退錫(xi)。線路圖形因(yīn)爲被錫的保(bǎo)護而留在闆(pan)上。

 

　　将PCB用夾子(zǐ)夾住，将銅電(dian)鍍上去。之前(qián)提到，爲了保(bao)證孔位有足(zú)夠好的導電(dian)性，孔壁上電(diàn)鍍的銅膜必(bì)須要有25微米(mi)的厚度，所以(yi)整套系統将(jiang)會由電腦自(zì)動控制，保證(zheng)其精确性。

9

外(wài)層PCB蝕刻

　　接下(xia)來由一條完(wán)整的自動化(huà)流水線完成(chéng)蝕刻的工序(xù)。首先将PCB闆上(shàng)被固化的感(gǎn)光膜清洗掉(diào)。然後用強堿(jian)清洗掉被其(qí)覆蓋的不需(xu)要的銅箔。再(zai)用退錫液将(jiāng)PCB布局銅箔上(shang)的錫鍍層退(tui)除。清洗幹淨(jing)後4層PCB布局就(jiù)完成了。

 

(來源(yuán)：電子電路  PCB制(zhi)作工藝過程(cheng)大揭秘!(動态(tài)圖解) )

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