技(ji)術資(zi)訊_PCB制(zhi)作工(gong)藝過(guo)程大(da)揭秘(mi)！（動态(tai)圖解(jie)）

PCB( Printed Circuit Board)，中文(wen)名稱(cheng)爲印(yin)制電(dian)路闆(pan)，又稱(cheng)印刷(shua)線路(lu)闆，是(shi)重要(yao)的電(dian)子部(bu)件，是(shi)電子(zi)元器(qi)件的(de)支撐(cheng)體。由(you)于它(ta)是采(cai)用電(dian)子印(yin)刷術(shu)制作(zuo)的，故(gu)被稱(cheng)爲“印(yin)刷”電(dian)路闆(pan)。

　　在PCB出(chu)現之(zhi)前，電(dian)路是(shi)通過(guo)點到(dao)點的(de)接線(xian)組成(cheng)的。這(zhe)種方(fang)法的(de)可靠(kao)性低(di)，因爲(wei)随着(zhe)電路(lu)的老(lao)化，線(xian)路的(de)破裂(lie)會導(dao)緻線(xian)路節(jie)點的(de)斷路(lu)或者(zhe)短路(lu)。繞線(xian)技術(shu)是電(dian)路技(ji)術的(de)一個(ge)重大(da)進步(bu)，這種(zhong)方法(fa)通過(guo)将小(xiao)口徑(jing)線材(cai)繞在(zai)連接(jie)點的(de)柱子(zi)上，提(ti)升了(le)線路(lu)的耐(nai)久性(xing)以及(ji)可更(geng)換性(xing)。

　　當電(dian)子行(hang)業從(cong)真空(kong)管、繼(ji)電器(qi)發展(zhan)到矽(xi)半導(dao)體以(yi)及集(ji)成電(dian)路的(de)時候(hou)，電子(zi)元器(qi)件的(de)尺寸(cun)和價(jia)格也(ye)在下(xia)降。電(dian)子産(chan)品越(yue)來越(yue)頻繁(fan)的出(chu)現在(zai)了消(xiao)費領(ling)域，促(cu)使廠(chang)商去(qu)尋找(zhao)較小(xiao)以及(ji)性價(jia)比高(gao)的方(fang)案。于(yu)是，PCB誕(dan)生了(le)。

PCB制作(zuo)工藝(yi)過程(cheng)

　　PCB的制(zhi)作非(fei)常複(fu)雜，以(yi)四層(ceng)印制(zhi)闆爲(wei)例，其(qi)制作(zuo)過程(cheng)主要(yao)包括(kuo)了PCB布(bu)局、芯(xin)闆的(de)制作(zuo)、内層(ceng)PCB布局(ju)轉移(yi)、芯闆(pan)打孔(kong)與檢(jian)查、層(ceng)壓、鑽(zuan)孔、孔(kong)壁的(de)銅化(hua)學沉(chen)澱、外(wai)層PCB布(bu)局轉(zhuan)移、外(wai)層PCB蝕(shi)刻等(deng)步驟(zhou)。

01

PCB布局(ju)

　　PCB制作(zuo)第一(yi)步是(shi)整理(li)并檢(jian)查PCB布(bu)局(Layout)。PCB制(zhi)作工(gong)廠收(shou)到PCB設(she)計公(gong)司的(de)CAD文件(jian)，由于(yu)每個(ge)CAD軟件(jian)都有(you)自己(ji)獨特(te)的文(wen)件格(ge)式，所(suo)以PCB工(gong)廠會(hui)轉化(hua)爲一(yi)個統(tong)一的(de)格式(shi)——Extended Gerber RS-274X 或者(zhe) Gerber X2。然後(hou)工廠(chang)的工(gong)程師(shi)會檢(jian)查PCB布(bu)局是(shi)否符(fu)合制(zhi)作工(gong)藝，有(you)沒有(you)什麽(me)缺陷(xian)等問(wen)題。

02

芯(xin)闆的(de)制作(zuo)

　　清洗(xi)覆銅(tong)闆，如(ru)果有(you)灰塵(chen)的話(hua)可能(neng)導緻(zhi)最後(hou)的電(dian)路短(duan)路或(huo)者斷(duan)路。

 

　　下(xia)圖是(shi)一張(zhang)8層PCB的(de)圖例(li)，實際(ji)上是(shi)由3張(zhang)覆銅(tong)闆(芯(xin)闆)加(jia)2張銅(tong)膜，然(ran)後用(yong)半固(gu)化片(pian)粘連(lian)起來(lai)的。制(zhi)作順(shun)序是(shi)從最(zui)中間(jian)的芯(xin)闆(4、5層(ceng)線路(lu))開始(shi)，不斷(duan)地疊(die)加在(zai)一起(qi)，然後(hou)固定(ding)。4層PCB的(de)制作(zuo)也是(shi)類似(si)的，隻(zhi)不過(guo)隻用(yong)了1張(zhang)芯闆(pan)加2張(zhang)銅膜(mo)。

 

03

内層(ceng)PCB布局(ju)轉移(yi)

　　先要(yao)制作(zuo)最中(zhong)間芯(xin)闆(Core)的(de)兩層(ceng)線路(lu)。覆銅(tong)闆清(qing)洗幹(gan)淨後(hou)會在(zai)表面(mian)蓋上(shang)一層(ceng)感光(guang)膜。這(zhe)種膜(mo)遇到(dao)光會(hui)固化(hua)，在覆(fu)銅闆(pan)的銅(tong)箔上(shang)形成(cheng)一層(ceng)保護(hu)膜。

 

 

　　将(jiang)兩層(ceng)PCB布局(ju)膠片(pian)和雙(shuang)層覆(fu)銅闆(pan)，最後(hou)插入(ru)上層(ceng)的PCB布(bu)局膠(jiao)片，保(bao)證上(shang)下兩(liang)層PCB布(bu)局膠(jiao)片層(ceng)疊位(wei)置精(jing)準。

 

　　感(gan)光機(ji)用UV燈(deng)對銅(tong)箔上(shang)的感(gan)光膜(mo)進行(hang)照射(she)，透光(guang)的膠(jiao)片下(xia)，感光(guang)膜被(bei)固化(hua)，不透(tou)光的(de)膠片(pian)下還(hai)是沒(mei)有固(gu)化的(de)感光(guang)膜。固(gu)化感(gan)光膜(mo)底下(xia)覆蓋(gai)的銅(tong)箔就(jiu)是需(xu)要的(de)PCB布局(ju)線路(lu)，相當(dang)于手(shou)工PCB的(de)激光(guang)打印(yin)機墨(mo)的作(zuo)用。

 

　　然(ran)後用(yong)堿液(ye)将沒(mei)有固(gu)化的(de)感光(guang)膜清(qing)洗掉(diao)，需要(yao)的銅(tong)箔線(xian)路将(jiang)會被(bei)固化(hua)的感(gan)光膜(mo)所覆(fu)蓋。

 

　　然(ran)後再(zai)用強(qiang)堿，比(bi)如NaOH将(jiang)不需(xu)要的(de)銅箔(bo)蝕刻(ke)掉。

 

　　将(jiang)固化(hua)的感(gan)光膜(mo)撕掉(diao)，露出(chu)需要(yao)的PCB布(bu)局線(xian)路銅(tong)箔。

04

芯(xin)闆打(da)孔與(yu)檢查(cha)

　　芯闆(pan)已經(jing)制作(zuo)成功(gong)。然後(hou)在芯(xin)闆上(shang)打對(dui)位孔(kong)，方便(bian)接下(xia)來和(he)其它(ta)原料(liao)對齊(qi)。

 

 

　　芯闆(pan)一旦(dan)和其(qi)它層(ceng)的PCB壓(ya)制在(zai)一起(qi)就無(wu)法進(jin)行修(xiu)改了(le)，所以(yi)檢查(cha)非常(chang)重要(yao)。會由(you)機器(qi)自動(dong)和PCB布(bu)局圖(tu)紙進(jin)行比(bi)對，查(cha)看錯(cuo)誤。

 

 

05

層(ceng)壓

　　這(zhe)裏需(xu)要一(yi)個新(xin)的原(yuan)料叫(jiao)做半(ban)固化(hua)片，是(shi)芯闆(pan)與芯(xin)闆(PCB層(ceng)數>4)，以(yi)及芯(xin)闆與(yu)外層(ceng)銅箔(bo)之間(jian)的粘(zhan)合劑(ji)，同時(shi)也起(qi)到絕(jue)緣的(de)作用(yong)。

　　下層(ceng)的銅(tong)箔和(he)兩層(ceng)半固(gu)化片(pian)已經(jing)提前(qian)通過(guo)對位(wei)孔和(he)下層(ceng)的鐵(tie)闆固(gu)定好(hao)位置(zhi)，然後(hou)将制(zhi)作好(hao)的芯(xin)闆也(ye)放入(ru)對位(wei)孔中(zhong)，最後(hou)依次(ci)将兩(liang)層半(ban)固化(hua)片、一(yi)層銅(tong)箔和(he)一層(ceng)承壓(ya)的鋁(lü)闆覆(fu)蓋到(dao)芯闆(pan)上。

　　将(jiang)被鐵(tie)闆夾(jia)住的(de)PCB闆子(zi)們放(fang)置到(dao)支架(jia)上，然(ran)後送(song)入真(zhen)空熱(re)壓機(ji)中進(jin)行層(ceng)壓。真(zhen)空熱(re)壓機(ji)裏的(de)高溫(wen)可以(yi)融化(hua)半固(gu)化片(pian)裏的(de)環氧(yang)樹脂(zhi)，在壓(ya)力下(xia)将芯(xin)闆們(men)和銅(tong)箔們(men)固定(ding)在一(yi)起。

　　層(ceng)壓完(wan)成後(hou)，卸掉(diao)壓制(zhi)PCB的上(shang)層鐵(tie)闆。然(ran)後将(jiang)承壓(ya)的鋁(lü)闆拿(na)走，鋁(lü)闆還(hai)起到(dao)了隔(ge)離不(bu)同PCB以(yi)及保(bao)證PCB外(wai)層銅(tong)箔光(guang)滑的(de)責任(ren)。這時(shi)拿出(chu)來的(de)PCB的兩(liang)面都(dou)會被(bei)一層(ceng)光滑(hua)的銅(tong)箔所(suo)覆蓋(gai)。

06

鑽孔(kong)

　　要将(jiang)PCB裏4層(ceng)毫不(bu)接觸(chu)的銅(tong)箔連(lian)接在(zai)一起(qi)，首先(xian)要鑽(zuan)出上(shang)下貫(guan)通的(de)穿孔(kong)來打(da)通PCB，然(ran)後把(ba)孔壁(bi)金屬(shu)化來(lai)導電(dian)。

　　用X射(she)線鑽(zuan)孔機(ji)機器(qi)對内(nei)層的(de)芯闆(pan)進行(hang)定位(wei)，機器(qi)會自(zi)動找(zhao)到并(bing)且定(ding)位芯(xin)闆上(shang)的孔(kong)位，然(ran)後給(gei)PCB打上(shang)定位(wei)孔，确(que)保接(jie)下來(lai)鑽孔(kong)時是(shi)從孔(kong)位的(de)正中(zhong)央穿(chuan)過。

　　将(jiang)一層(ceng)鋁闆(pan)放在(zai)打孔(kong)機機(ji)床上(shang)，然後(hou)将PCB放(fang)在上(shang)面。爲(wei)了提(ti)高效(xiao)率，根(gen)據PCB的(de)層數(shu)會将(jiang)1~3個相(xiang)同的(de)PCB闆疊(die)在一(yi)起進(jin)行穿(chuan)孔。最(zui)後在(zai)最上(shang)面的(de)PCB上蓋(gai)上一(yi)層鋁(lü)闆，上(shang)下兩(liang)層的(de)鋁闆(pan)是爲(wei)了當(dang)鑽頭(tou)鑽進(jin)和鑽(zuan)出的(de)時候(hou)，不會(hui)撕裂(lie)PCB上的(de)銅箔(bo)。

　　在之(zhi)前的(de)層壓(ya)工序(xu)中，融(rong)化的(de)環氧(yang)樹脂(zhi)被擠(ji)壓到(dao)了PCB外(wai)面，所(suo)以需(xu)要進(jin)行切(qie)除。靠(kao)模銑(xi)床根(gen)據PCB正(zheng)确的(de)XY坐标(biao)對其(qi)外圍(wei)進行(hang)切割(ge)。

07

孔壁(bi)的銅(tong)化學(xue)沉澱(dian)

　　由于(yu)幾乎(hu)所有(you)PCB設計(ji)都是(shi)用穿(chuan)孔來(lai)進行(hang)連接(jie)的不(bu)同層(ceng)的線(xian)路，一(yi)個好(hao)的連(lian)接需(xu)要25微(wei)米的(de)銅膜(mo)在孔(kong)壁上(shang)。這種(zhong)厚度(du)的銅(tong)膜需(xu)要通(tong)過電(dian)鍍來(lai)實現(xian)，但是(shi)孔壁(bi)是由(you)不導(dao)電的(de)環氧(yang)樹脂(zhi)和玻(bo)璃纖(xian)維闆(pan)組成(cheng)。

　　所以(yi)第一(yi)步就(jiu)是先(xian)在孔(kong)壁上(shang)堆積(ji)一層(ceng)導電(dian)物質(zhi)，通過(guo)化學(xue)沉積(ji)的方(fang)式在(zai)整個(ge)PCB表面(mian)，也包(bao)括孔(kong)壁上(shang)形成(cheng)1微米(mi)的銅(tong)膜。整(zheng)個過(guo)程比(bi)如化(hua)學處(chu)理和(he)清洗(xi)等都(dou)是由(you)機器(qi)控制(zhi)的。

08

外(wai)層PCB布(bu)局轉(zhuan)移

　　接(jie)下來(lai)會将(jiang)外層(ceng)的PCB布(bu)局轉(zhuan)移到(dao)銅箔(bo)上，過(guo)程和(he)之前(qian)的内(nei)層芯(xin)闆PCB布(bu)局轉(zhuan)移原(yuan)理差(cha)不多(duo)，都是(shi)利用(yong)影印(yin)的膠(jiao)片和(he)感光(guang)膜将(jiang)PCB布局(ju)轉移(yi)到銅(tong)箔上(shang)，唯一(yi)的不(bu)同是(shi)将會(hui)采用(yong)正片(pian)做闆(pan)。

　　内層(ceng)PCB布局(ju)轉移(yi)采用(yong)的是(shi)減成(cheng)法，采(cai)用的(de)是負(fu)片做(zuo)闆。PCB上(shang)被固(gu)化感(gan)光膜(mo)覆蓋(gai)的爲(wei)線路(lu)，清洗(xi)掉沒(mei)固化(hua)的感(gan)光膜(mo)，露出(chu)的銅(tong)箔被(bei)蝕刻(ke)後，PCB布(bu)局線(xian)路被(bei)固化(hua)的感(gan)光膜(mo)保護(hu)而留(liu)下。

　　外(wai)層PCB布(bu)局轉(zhuan)移采(cai)用的(de)是正(zheng)常法(fa)，采用(yong)正片(pian)做闆(pan)。PCB上被(bei)固化(hua)的感(gan)光膜(mo)覆蓋(gai)的爲(wei)非線(xian)路區(qu)。清洗(xi)掉沒(mei)固化(hua)的感(gan)光膜(mo)後進(jin)行電(dian)鍍。有(you)膜處(chu)無法(fa)電鍍(du)，而沒(mei)有膜(mo)處，先(xian)鍍上(shang)銅後(hou)鍍上(shang)錫。退(tui)膜後(hou)進行(hang)堿性(xing)蝕刻(ke)，最後(hou)再退(tui)錫。線(xian)路圖(tu)形因(yin)爲被(bei)錫的(de)保護(hu)而留(liu)在闆(pan)上。

 

　　将(jiang)PCB用夾(jia)子夾(jia)住，将(jiang)銅電(dian)鍍上(shang)去。之(zhi)前提(ti)到，爲(wei)了保(bao)證孔(kong)位有(you)足夠(gou)好的(de)導電(dian)性，孔(kong)壁上(shang)電鍍(du)的銅(tong)膜必(bi)須要(yao)有25微(wei)米的(de)厚度(du)，所以(yi)整套(tao)系統(tong)将會(hui)由電(dian)腦自(zi)動控(kong)制，保(bao)證其(qi)精确(que)性。

9

外(wai)層PCB蝕(shi)刻

　　接(jie)下來(lai)由一(yi)條完(wan)整的(de)自動(dong)化流(liu)水線(xian)完成(cheng)蝕刻(ke)的工(gong)序。首(shou)先将(jiang)PCB闆上(shang)被固(gu)化的(de)感光(guang)膜清(qing)洗掉(diao)。然後(hou)用強(qiang)堿清(qing)洗掉(diao)被其(qi)覆蓋(gai)的不(bu)需要(yao)的銅(tong)箔。再(zai)用退(tui)錫液(ye)将PCB布(bu)局銅(tong)箔上(shang)的錫(xi)鍍層(ceng)退除(chu)。清洗(xi)幹淨(jing)後4層(ceng)PCB布局(ju)就完(wan)成了(le)。

 

(來源(yuan)：電子(zi)電路(lu)  PCB制作(zuo)工藝(yi)過程(cheng)大揭(jie)秘!(動(dong)态圖(tu)解) )

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