您需要了解的有关 PCB 制造过程的知识

PCB主要包含以下部分：

• 焊盘：用于焊接元件引脚的金属孔。
• 过孔：用于连接层与层之间元件引脚的金属孔。
• 安装孔：用于固定印刷电路板。
• 电线：电气网络的铜膜，用于连接元器件的管脚。
• 连接器：用于电路板之间连接的元件。
• 填充：地线网络镀铜，可有效降低阻抗。
• 电气边界：用于确定电路板的尺寸，电路板上的所有元件都不能超出边界。

PCB结构分为三种：

• 单层PCB：

• 电路板只有一侧有铜箔线，另一侧没有铜箔线。 早期电子产品的电路很简单。 只需一侧连接导通，无需铜箔即可将路径放置在另一侧。

• 双层PCB：

• 电路板两面都有铜箔线。 并且正面和背面的路径可以通过过孔相互连接。 由于双面均可布线，可用面积是单面板的两倍，更适合电路复杂的产品。 设计中，零件放置在正面，背面为零件脚的焊接面。

• 多层PCB：

• 通常使用多块蚀刻双面板来制作多层PCB。 在板与板之间叠一层绝缘层（Prepreg），并在最外层的两面铺上铜箔，然后将它们压在一起。 由于采用多块双面板压合，层数通常为偶数。 压在里面的铜箔层可以是导电层、信号层、电源层或接地层。 理论上多层板可以达到50层以上，但实际应用领域目前在30层左右。

PCB 的用途非常广泛。 大多数电子产品都有印刷电路板，从电脑部件（键盘、鼠标、主板、光驱、硬盘、显卡），到液晶屏、电视、手机、电话、电子表、数码相机、卫星导航、PDA ...）几乎是生活的一部分。

PCB工作原理：

印刷电路板的一种非常基本的类型是一种平坦的刚性绝缘材料，其一侧粘附有薄的导电结构。 这些导电结构产生由矩形、圆形和正方形组成的几何图案。 使用细长的矩形作为互连（相当于电线），并使用各种形状作为组件的连接点。

PCB的未来发展：

随着计算机、通讯设备、消费电子和汽车工业的快速发展。 PCB行业也取得了快速发展。 随着印制电路产品的发展，对新材料、新技术、新设备的要求越来越高。 未来，印刷电工材料行业在扩大产量的同时，更应注重提高性能和质量； 印制电路专用设备行业不再是低级模仿，而是向生产自动化、精密化、多功能化、现代化设备发展。 PCB生产融合了世界高科技技术。 印制电路生产技术将采用液态光敏成像、直接电镀、脉冲电镀、多层板等新技术。

PCB制造过程

言归正传，现在让我们来看看PCB的生产流程。

PCB的生产非常复杂。 以四层印制板为例。 生产流程主要包括PCB布局、核心板制作、内层PCB布局转移、核心板冲孔及检验、层压。 钻孔及孔壁铜化学沉淀、外层PCB布局转移、外层PCB蚀刻等步骤。

1. PCB布局

PCB生产的第一步是整理和检查PCB布局。 PCB生产工厂从PCB设计公司接收CAD文件。 由于每个 CAD 软件都有自己独特的文件格式。 PCB厂会将其转换成统一的格式——Extended Gerber RS-274X或Gerber X2。 然后工厂工程师会检查PCB布局是否符合制造工艺。 以及是否存在缺陷等问题。

2、核心板制作

清洁覆铜板。 如果有灰尘，可能会导致末级电路短路或断路。 8层PCB实际上是由3片覆铜板（核心板）加上2片铜膜，再用半固化片粘合而成。 制作顺序是从中间的核心板开始（4、5层电路），不断叠在一起，然后固定。 4层PCB的制作类似，只是只用了一块芯板和两层铜膜。

3. 内部PCB布局转移

首先制作中间核心板的二层电路。 覆铜板清洗后，表面会覆盖一层感光膜。 该薄膜在光照下会固化。 在覆铜板的铜箔上形成一层保护膜。 然后将两层PCB布局膜和双层覆铜板插入上层PCB布局膜中，以保证上下层PCB布局膜的堆叠位置。

感光机用UV灯照射铜箔上的感光膜。 透光膜下方的感光膜已固化，不透明膜下方仍没有固化的感光膜。 固化后的感光膜下覆盖的铜箔就是所需的PCB布局电路，相当于手工PCB的激光打印机墨水的作用。 然后用碱液清洗未固化的感光膜。 而所需的铜箔线路会被固化后的感光膜覆盖。 然后用强碱，如NaOH，将不需要的铜箔蚀刻掉。

4、芯板冲孔及检验

核心板制作成功。 然后在芯板上打对位孔，方便与其他材料对位。 一旦核心板与其他层PCB压合在一起，就无法修改，因此检查非常重要。 机器会自动与PCB布局图进行比对，检查是否有误。

5. 层压

这里需要一种新的原材料，称为预浸料。 是核心板与核心板（PCB层数>4）之间的粘合剂。 还有芯板和外层的铜箔，同样起到绝缘的作用。 预先固定下层铜箔和两层半固化片。 通过对位孔和下铁板，然后将完成的芯板放入对位孔中。 最后两层半固化片、一层铜箔和一层承压铝板覆盖芯板。

将用铁板夹住的PCB板放在支架上。 然后送至真空热压机进行覆膜。 真空热压机中的高温可以使半固化片中的环氧树脂熔化，并在压力下将芯板和铜箔固定在一起。 压合完成后，取下压住PCB的上铁板。 然后拆下承压铝板。 铝板还有隔离不同PCB，保证PCB外层铜箔平整的职责。 这时候把PCB的两边都拿出来，一层光滑的铜箔会覆盖在PCB上。

6. 钻孔

要连接PCB中的4层非接触式铜箔，首先钻通孔以打开PCB，然后对孔壁进行金属化以导电。 使用X射线钻孔机定位内芯板。 机器会自动寻找并定位芯板上的孔位。 然后在PCB上打定位孔，保证下一个孔是从孔中心钻的。 在冲床机上放一层铝板，然后将PCB放在上面。

为了提高效率，根据PCB层数，将1至3块相同的PCB板堆叠在一起进行穿孔。 最后，在最上面的PCB上覆盖一层铝板。 使用上下两层铝板，防止钻头钻进钻出时PCB上的铜箔撕裂。 在之前的层压过程中，熔化的环氧树脂被从PCB中挤出，因此需要将其切断。 仿形铣床根据PCB正确的XY坐标切割其外围。

7、孔壁铜化学沉淀

由于几乎所有的PCB设计都使用穿孔来连接不同层的线路。 良好的连接需要在孔壁上有25微米的铜膜。 铜膜的厚度需要通过电镀来完成。 但孔壁由不导电的环氧树脂和玻璃纤维板组成。 所以第一步是在孔壁上沉积一层导电材料。 并通过化学沉积在整个PCB表面形成1微米的铜膜，包括孔壁。 使用机器控制化学处理、清洗等整个过程。

8. 外层PCB布局转移

接下来，外层的PCB​​布局将转移到铜箔上。 该过程与之前内芯板PCB布局的转移原理类似。 PCB布局通过影印胶片和感光胶片转移到铜箔上。 唯一的区别是使用正片作为板。内部PCB布局转移采用减成法，并使用负片作为板。 用固化的感光膜覆盖PCB作为电路，并清洁未固化的感光膜。 蚀刻露出的铜箔后，固化的感光膜将保护PCB布局电路。外层PCB布局的转移采用常规方法，并使用正片作为板。固化的感光膜覆盖在PCB布局的非电路区域。 PCB。

清洗未固化的感光膜后，进行电镀。 请勿在有薄膜的地方进行电镀。 而没有贴膜的地方，先镀铜再镀锡。 去除薄膜后，进行碱性蚀刻，最后去除锡。 电路图案保留在板上，因为它有锡保护。 用夹子夹住PCB，电镀铜。 前面提到，为了保证孔有足够的导电能力，孔壁上镀的铜膜厚度必须达到25微米。 所以计算机会自动控制整个系统以保证其准确性。

9. 外层PCB蚀刻

接下来，一条完整的自动化流水线完成蚀刻工序。 首先，清洁PCB上固化的感光膜。 然后用强碱将其覆盖的多余铜箔清洗干净。 然后用脱锡液将PCB布局铜箔上的镀锡层剥离。 清洗完成后，4层PCB布局完成。PCB的生产工艺比较复杂，涉及的工序比较多。 从简单的机械加工到复杂的机械加工，常见的化学反应、光化学、电化学、热化学等过程，计算机辅助设计CAM。 以及其他很多方面的知识。

而且在生产过程中存在很多工艺问题，时不时会遇到一些新的问题。 有些问题在没有找出原因的情况下就消失了。 生产过程为非连续流水线形式。 所以任何一个环节出现问题，都会导致整条生产线停产，大规模报废的后果。