技術(shu)資訊_PCB制(zhi)作工藝(yi)過程大(da)揭秘！（動(dong)态圖解(jie)）

PCB( Printed Circuit Board)，中文名(ming)稱爲印(yin)制電路(lu)闆，又稱(cheng)印刷線(xian)路闆，是(shi)重要的(de)電子部(bu)件，是電(dian)子元器(qi)件的支(zhi)撐體。由(you)于它是(shi)采用電(dian)子印刷(shua)術制作(zuo)的，故被(bei)稱爲“印(yin)刷”電路(lu)闆。

　　在PCB出(chu)現之前(qian)，電路是(shi)通過點(dian)到點的(de)接線組(zu)成的。這(zhe)種方法(fa)的可靠(kao)性低，因(yin)爲随着(zhe)電路的(de)老化，線(xian)路的破(po)裂會導(dao)緻線路(lu)節點的(de)斷路或(huo)者短路(lu)。繞線技(ji)術是電(dian)路技術(shu)的一個(ge)重大進(jin)步，這種(zhong)方法通(tong)過将小(xiao)口徑線(xian)材繞在(zai)連接點(dian)的柱子(zi)上，提升(sheng)了線路(lu)的耐久(jiu)性以及(ji)可更換(huan)性。

　　當電(dian)子行業(ye)從真空(kong)管、繼電(dian)器發展(zhan)到矽半(ban)導體以(yi)及集成(cheng)電路的(de)時候，電(dian)子元器(qi)件的尺(chi)寸和價(jia)格也在(zai)下降。電(dian)子産品(pin)越來越(yue)頻繁的(de)出現在(zai)了消費(fei)領域，促(cu)使廠商(shang)去尋找(zhao)較小以(yi)及性價(jia)比高的(de)方案。于(yu)是，PCB誕生(sheng)了。

PCB制作(zuo)工藝過(guo)程

　　PCB的制(zhi)作非常(chang)複雜，以(yi)四層印(yin)制闆爲(wei)例，其制(zhi)作過程(cheng)主要包(bao)括了PCB布(bu)局、芯闆(pan)的制作(zuo)、内層PCB布(bu)局轉移(yi)、芯闆打(da)孔與檢(jian)查、層壓(ya)、鑽孔、孔(kong)壁的銅(tong)化學沉(chen)澱、外層(ceng)PCB布局轉(zhuan)移、外層(ceng)PCB蝕刻等(deng)步驟。

01

PCB布(bu)局

　　PCB制作(zuo)第一步(bu)是整理(li)并檢查(cha)PCB布局(Layout)。PCB制(zhi)作工廠(chang)收到PCB設(she)計公司(si)的CAD文件(jian)，由于每(mei)個CAD軟件(jian)都有自(zi)己獨特(te)的文件(jian)格式，所(suo)以PCB工廠(chang)會轉化(hua)爲一個(ge)統一的(de)格式——Extended Gerber RS-274X 或(huo)者 Gerber X2。然後(hou)工廠的(de)工程師(shi)會檢查(cha)PCB布局是(shi)否符合(he)制作工(gong)藝，有沒(mei)有什麽(me)缺陷等(deng)問題。

02

芯(xin)闆的制(zhi)作

　　清洗(xi)覆銅闆(pan)，如果有(you)灰塵的(de)話可能(neng)導緻最(zui)後的電(dian)路短路(lu)或者斷(duan)路。

 

　　下圖(tu)是一張(zhang)8層PCB的圖(tu)例，實際(ji)上是由(you)3張覆銅(tong)闆(芯闆(pan))加2張銅(tong)膜，然後(hou)用半固(gu)化片粘(zhan)連起來(lai)的。制作(zuo)順序是(shi)從最中(zhong)間的芯(xin)闆(4、5層線(xian)路)開始(shi)，不斷地(di)疊加在(zai)一起，然(ran)後固定(ding)。4層PCB的制(zhi)作也是(shi)類似的(de)，隻不過(guo)隻用了(le)1張芯闆(pan)加2張銅(tong)膜。

 

03

内層(ceng)PCB布局轉(zhuan)移

　　先要(yao)制作最(zui)中間芯(xin)闆(Core)的兩(liang)層線路(lu)。覆銅闆(pan)清洗幹(gan)淨後會(hui)在表面(mian)蓋上一(yi)層感光(guang)膜。這種(zhong)膜遇到(dao)光會固(gu)化，在覆(fu)銅闆的(de)銅箔上(shang)形成一(yi)層保護(hu)膜。

 

 

　　将兩(liang)層PCB布局(ju)膠片和(he)雙層覆(fu)銅闆，最(zui)後插入(ru)上層的(de)PCB布局膠(jiao)片，保證(zheng)上下兩(liang)層PCB布局(ju)膠片層(ceng)疊位置(zhi)精準。

 

　　感(gan)光機用(yong)UV燈對銅(tong)箔上的(de)感光膜(mo)進行照(zhao)射，透光(guang)的膠片(pian)下，感光(guang)膜被固(gu)化，不透(tou)光的膠(jiao)片下還(hai)是沒有(you)固化的(de)感光膜(mo)。固化感(gan)光膜底(di)下覆蓋(gai)的銅箔(bo)就是需(xu)要的PCB布(bu)局線路(lu)，相當于(yu)手工PCB的(de)激光打(da)印機墨(mo)的作用(yong)。

 

　　然後用(yong)堿液将(jiang)沒有固(gu)化的感(gan)光膜清(qing)洗掉，需(xu)要的銅(tong)箔線路(lu)将會被(bei)固化的(de)感光膜(mo)所覆蓋(gai)。

 

　　然後再(zai)用強堿(jian)，比如NaOH将(jiang)不需要(yao)的銅箔(bo)蝕刻掉(diao)。

 

　　将固化(hua)的感光(guang)膜撕掉(diao)，露出需(xu)要的PCB布(bu)局線路(lu)銅箔。

04

芯(xin)闆打孔(kong)與檢查(cha)

　　芯闆已(yi)經制作(zuo)成功。然(ran)後在芯(xin)闆上打(da)對位孔(kong)，方便接(jie)下來和(he)其它原(yuan)料對齊(qi)。

 

 

　　芯闆一(yi)旦和其(qi)它層的(de)PCB壓制在(zai)一起就(jiu)無法進(jin)行修改(gai)了，所以(yi)檢查非(fei)常重要(yao)。會由機(ji)器自動(dong)和PCB布局(ju)圖紙進(jin)行比對(dui)，查看錯(cuo)誤。

 

 

05

層壓(ya)

　　這裏需(xu)要一個(ge)新的原(yuan)料叫做(zuo)半固化(hua)片，是芯(xin)闆與芯(xin)闆(PCB層數(shu)>4)，以及芯(xin)闆與外(wai)層銅箔(bo)之間的(de)粘合劑(ji)，同時也(ye)起到絕(jue)緣的作(zuo)用。

　　下層(ceng)的銅箔(bo)和兩層(ceng)半固化(hua)片已經(jing)提前通(tong)過對位(wei)孔和下(xia)層的鐵(tie)闆固定(ding)好位置(zhi)，然後将(jiang)制作好(hao)的芯闆(pan)也放入(ru)對位孔(kong)中，最後(hou)依次将(jiang)兩層半(ban)固化片(pian)、一層銅(tong)箔和一(yi)層承壓(ya)的鋁闆(pan)覆蓋到(dao)芯闆上(shang)。

　　将被鐵(tie)闆夾住(zhu)的PCB闆子(zi)們放置(zhi)到支架(jia)上，然後(hou)送入真(zhen)空熱壓(ya)機中進(jin)行層壓(ya)。真空熱(re)壓機裏(li)的高溫(wen)可以融(rong)化半固(gu)化片裏(li)的環氧(yang)樹脂，在(zai)壓力下(xia)将芯闆(pan)們和銅(tong)箔們固(gu)定在一(yi)起。

　　層壓(ya)完成後(hou)，卸掉壓(ya)制PCB的上(shang)層鐵闆(pan)。然後将(jiang)承壓的(de)鋁闆拿(na)走，鋁闆(pan)還起到(dao)了隔離(li)不同PCB以(yi)及保證(zheng)PCB外層銅(tong)箔光滑(hua)的責任(ren)。這時拿(na)出來的(de)PCB的兩面(mian)都會被(bei)一層光(guang)滑的銅(tong)箔所覆(fu)蓋。

06

鑽孔(kong)

　　要将PCB裏(li)4層毫不(bu)接觸的(de)銅箔連(lian)接在一(yi)起，首先(xian)要鑽出(chu)上下貫(guan)通的穿(chuan)孔來打(da)通PCB，然後(hou)把孔壁(bi)金屬化(hua)來導電(dian)。

　　用X射線(xian)鑽孔機(ji)機器對(dui)内層的(de)芯闆進(jin)行定位(wei)，機器會(hui)自動找(zhao)到并且(qie)定位芯(xin)闆上的(de)孔位，然(ran)後給PCB打(da)上定位(wei)孔，确保(bao)接下來(lai)鑽孔時(shi)是從孔(kong)位的正(zheng)中央穿(chuan)過。

　　将一(yi)層鋁闆(pan)放在打(da)孔機機(ji)床上，然(ran)後将PCB放(fang)在上面(mian)。爲了提(ti)高效率(lü)，根據PCB的(de)層數會(hui)将1~3個相(xiang)同的PCB闆(pan)疊在一(yi)起進行(hang)穿孔。最(zui)後在最(zui)上面的(de)PCB上蓋上(shang)一層鋁(lü)闆，上下(xia)兩層的(de)鋁闆是(shi)爲了當(dang)鑽頭鑽(zuan)進和鑽(zuan)出的時(shi)候，不會(hui)撕裂PCB上(shang)的銅箔(bo)。

　　在之前(qian)的層壓(ya)工序中(zhong)，融化的(de)環氧樹(shu)脂被擠(ji)壓到了(le)PCB外面，所(suo)以需要(yao)進行切(qie)除。靠模(mo)銑床根(gen)據PCB正确(que)的XY坐标(biao)對其外(wai)圍進行(hang)切割。

07

孔(kong)壁的銅(tong)化學沉(chen)澱

　　由于(yu)幾乎所(suo)有PCB設計(ji)都是用(yong)穿孔來(lai)進行連(lian)接的不(bu)同層的(de)線路，一(yi)個好的(de)連接需(xu)要25微米(mi)的銅膜(mo)在孔壁(bi)上。這種(zhong)厚度的(de)銅膜需(xu)要通過(guo)電鍍來(lai)實現，但(dan)是孔壁(bi)是由不(bu)導電的(de)環氧樹(shu)脂和玻(bo)璃纖維(wei)闆組成(cheng)。

　　所以第(di)一步就(jiu)是先在(zai)孔壁上(shang)堆積一(yi)層導電(dian)物質，通(tong)過化學(xue)沉積的(de)方式在(zai)整個PCB表(biao)面，也包(bao)括孔壁(bi)上形成(cheng)1微米的(de)銅膜。整(zheng)個過程(cheng)比如化(hua)學處理(li)和清洗(xi)等都是(shi)由機器(qi)控制的(de)。

08

外層PCB布(bu)局轉移(yi)

　　接下來(lai)會将外(wai)層的PCB布(bu)局轉移(yi)到銅箔(bo)上，過程(cheng)和之前(qian)的内層(ceng)芯闆PCB布(bu)局轉移(yi)原理差(cha)不多，都(dou)是利用(yong)影印的(de)膠片和(he)感光膜(mo)将PCB布局(ju)轉移到(dao)銅箔上(shang)，唯一的(de)不同是(shi)将會采(cai)用正片(pian)做闆。

　　内(nei)層PCB布局(ju)轉移采(cai)用的是(shi)減成法(fa)，采用的(de)是負片(pian)做闆。PCB上(shang)被固化(hua)感光膜(mo)覆蓋的(de)爲線路(lu)，清洗掉(diao)沒固化(hua)的感光(guang)膜，露出(chu)的銅箔(bo)被蝕刻(ke)後，PCB布局(ju)線路被(bei)固化的(de)感光膜(mo)保護而(er)留下。

　　外(wai)層PCB布局(ju)轉移采(cai)用的是(shi)正常法(fa)，采用正(zheng)片做闆(pan)。PCB上被固(gu)化的感(gan)光膜覆(fu)蓋的爲(wei)非線路(lu)區。清洗(xi)掉沒固(gu)化的感(gan)光膜後(hou)進行電(dian)鍍。有膜(mo)處無法(fa)電鍍，而(er)沒有膜(mo)處，先鍍(du)上銅後(hou)鍍上錫(xi)。退膜後(hou)進行堿(jian)性蝕刻(ke)，最後再(zai)退錫。線(xian)路圖形(xing)因爲被(bei)錫的保(bao)護而留(liu)在闆上(shang)。

 

　　将PCB用夾(jia)子夾住(zhu)，将銅電(dian)鍍上去(qu)。之前提(ti)到，爲了(le)保證孔(kong)位有足(zu)夠好的(de)導電性(xing)，孔壁上(shang)電鍍的(de)銅膜必(bi)須要有(you)25微米的(de)厚度，所(suo)以整套(tao)系統将(jiang)會由電(dian)腦自動(dong)控制，保(bao)證其精(jing)确性。

9

外(wai)層PCB蝕刻(ke)

　　接下來(lai)由一條(tiao)完整的(de)自動化(hua)流水線(xian)完成蝕(shi)刻的工(gong)序。首先(xian)将PCB闆上(shang)被固化(hua)的感光(guang)膜清洗(xi)掉。然後(hou)用強堿(jian)清洗掉(diao)被其覆(fu)蓋的不(bu)需要的(de)銅箔。再(zai)用退錫(xi)液将PCB布(bu)局銅箔(bo)上的錫(xi)鍍層退(tui)除。清洗(xi)幹淨後(hou)4層PCB布局(ju)就完成(cheng)了。

 

(來源(yuan)：電子電(dian)路  PCB制作(zuo)工藝過(guo)程大揭(jie)秘!(動态(tai)圖解) )

免(mian)責聲明(ming)：

文章版(ban)權歸原(yuan)作者及(ji)原出處(chu)所有。如(ru)有涉及(ji)侵權等(deng)，請及時(shi)告知我(wo)們，我們(men)會盡快(kuai)處理。