 介绍印刷电路板 (PCB)是大多数现代电子设备的板，它具有将各个点连接在一起的线路和焊盘。哪怕是一块小小的板子，其制作工艺也十分繁琐、精致。这里将通过图片和视频逐步介绍PCB制造过程。 PCB是如何制作的？ 以下是详细的PCB生产流程：
步骤 1. PCB CAD 文件PCB生产的第一步是组织和检查PCB布局。PCB制造商从PCB设计公司拿到CAD文件，将其转换成统一的格式——Extended Gerber RS-274X或Gerber X2，因为每个CAD软件都有自己独特的文件格式。然后电子工程师会检查PCB布局是否符合制造工艺，是否有缺陷等问题。  图 1. PCB CAD 文件 在家制作PCB时，可以用激光打印机将PCB版图打印在纸上，然后转移到覆铜板上。在打印过程中，由于打印机容易出现缺墨和断点的情况，需要用油性笔手动补墨。  图 2. PCB 激光打印 但是，工厂一般使用影印将PCB布局打印在胶片上。如果是多层PCB，每层影印的版图膜会按顺序排列。  图 3. 按顺序排列的 PCB 薄膜 然后将在薄膜上打上对准孔。对齐孔非常重要，对齐PCB各层材料必不可少。 步骤 2. 制版清洁铜板。如果有灰尘，可能会导致最终电路短路或断路。  图 4. 清洁铜板 下图是一个8层PCB的例子，它实际上是由3片覆铜板加2片铜膜，然后用预浸料粘合在一起。生产顺序是从中间板（第4层和第5层电路）开始，连续堆叠在一起，然后固定。4层PCB的制作类似，包括一块芯板和两块铜膜。  图 5. 8 层 PCB 板显示 步骤 3. PCB 内层首先制作中间核心板的两层电路。覆铜板清洗干净后，表面会覆盖一层感光膜。此膜遇光固化，在铜箔上形成保护膜。  图 6. PCB 内层 将两层PCB走线膜和双层覆铜板插入上PCB走线膜，确保上下PCB走线膜堆叠准确。  图 7. PCB 布局贴膜 机器用紫外灯照射铜箔上的感光膜。透明膜在光线下固化，仍然没有固化的感光膜。固化膜下覆盖的铜箔是PCB布局所需，相当于手工PCB的激光打印机墨水的作用。另外，被黑膜覆盖的铜箔会被腐蚀掉，固化后的透明膜会被保存下来。  图 8. 固化的感光膜 用碱液清洗未固化的感光膜，固化后的膜将覆盖所需的铜箔电路。  图 9. 清洁未固化的感光膜 然后使用强碱，例如 NaOH，蚀刻掉不需要的铜箔。  图 10. 铜箔蚀刻 撕下固化后的感光膜，露出所需PCB布局的铜箔。 图 11. 撕下固化的感光膜 步骤 4. 打板和检查核心板已成功生产。然后在上面打对齐孔，以方便与其他材料。 图 12. PCB 上的打孔对齐孔 核心板一旦与其他层压在一起，就无法修改。所以PCB检查非常重要。机器会自动与PCB布局图比对，找出错误。 图 13. PCB 布局图比较 前两层PCB板已经制作完成。 步骤 5. 层压这里引入了一种新的原材料叫Prepreg，它是芯板（PCB层数>4）之间以及芯板和外层铜箔之间的粘合剂，同时也起到绝缘的作用。 图 14. PCB 预浸料和铜 下铜箔和两层预浸料已经通过走线孔和下铁板预先固定好，然后成品芯板也放入走线孔中，最后是两层预浸料，一层铜箔和一层承压铝板覆盖在芯板上。 图 15. 固定 PCB 预浸料和铜 为了提高工作效率，这家工厂将三块不同的PCB板堆叠在一起，然后再进行固定。上铁板被磁性吸引，便于与下铁板对齐。两层铁板通过插入定位销对齐成功后，机器尽可能压缩铁板之间的空间，然后用钉子固定。 图 16. 固定 PCB 层 由铁板夹住的PCB板放置在支架上，然后送到真空热压机进行层压。高温可使预浸料中的环氧树脂熔化，并在压力下将芯板和铜箔固定在一起。 图 17. PCB 层层压1 图 17. PCB 层层压2 贴合后，取下压住PCB的上铁板。然后取下承压铝板。铝板还起到隔离不同PCB的作用，保证PCB外层铜箔的平整度。最后此时取出的PCB会覆盖一层光滑的铜箔。 图 18. 拆下上铁板和铝板 步骤 6. 钻孔那么PCB中4层互不接触的铜箔如何连接呢？首先在PCB上打通孔，然后将孔壁金属化以导电。 图 19. PCB 钻孔 在打孔机上铺一层铝板，然后把PCB放在上面。由于钻孔是一个相对较慢的过程，为了提高效率，根据PCB的层数，将1到3块相同的板堆叠在一起钻孔。最后，用一层铝板覆盖最上面的PCB。上下铝板用于防止钻孔时PCB上的铜箔撕裂。 图 20. PCB 钻孔 接下来，您只需要在电脑上选择正确的钻孔程序，其余的都由钻孔机自动完成。钻头采用气压驱动，最高转速可达15万转/分钟。因为如此高的转速足以保证孔壁的平整度。 图 21. 钻孔程序 更换钻头也由机器根据程序自动完成。最小的钻头可以达到100微米的直径，而人的头发的直径是150微米。 图 22. 更换钻头 在之前的过程中，熔融的环氧树脂被挤出PCB，因此需要将其切断。在这里，仿形铣床根据 PCB 的正确 XY 坐标切割其外围。 图 23. 切割 PCB 外围 步骤 7. 孔上的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，因此良好的连接需要在孔壁上铺上 25 微米的铜膜。铜膜的厚度需要通过电镀来实现，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，通过化学沉积在整个PCB表面形成1微米的铜膜。化学处理、清洗等全过程由机器控制。 步骤 8. PCB 外层接下来，将PCB外层转移到铜箔上。过程类似于之前PCB内芯板的转移原理。PCB布局通过影印膜和感光膜转移到铜箔上。唯一的区别是正片将用作板。 图 24. 覆膜机 将印好的上下层PCB布局膜通过孔固定，中间放置PCB板。然后透光膜下面的感光膜通过UV灯的照射固化，这就是需要预留的电路。 图 25. PCB 暴露在紫外线下1 图 25. PCB 暴露在紫外线下2 清理掉不需要的和未固化的感光膜后，检查PCB板。 图 26. PCB 检查1 图 26. PCB 检查2 用夹子夹住 PCB，并电镀铜。如前所述，为了保证孔洞有足够的导电性，孔壁上镀的铜膜必须有25微米的厚度，所以整个系统会由电脑自动控制，以确保其精度。 图 27. PCB 镀铜1 图 27. PCB 镀铜2 步骤 9. 计算机控制和电镀铜铜膜电镀好后，电脑给出指令电镀一层薄薄的锡。然后，检查以确保镀铜和镀锡的厚度正确。 图 28. 电镀铜和锡检测 接下来，一条完整的自动化装配线完成蚀刻过程。然后，清洁PCB上固化的感光膜。 图 29. 清洁固化的感光膜 然后用强碱将其覆盖的不需要的铜箔清洗干净。 图 30. 清洁不需要的铜箔 最后用剥锡液将PCB布局铜箔上的镀锡层剥掉。清洗后，4层PCB布局完成。 PCB制造工艺常见问题 1、PCB制造工艺有哪些？ 2.什么是PCB设计流程？ 3. 哪种软件最适合PCB设计？ 4、什么是PCB层？ 5、PCB有哪些组成部分？ |
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