技(jì)術資(zī)訊(xùn)_pcb制(zhì)作工(gōng)藝過(guò)程大揭(jiē)秘(mì)！（動态圖解）

pcb( printed circuit board)，中文名稱(chēng)爲印制電路闆，又稱(chēng)印刷線路(lù)闆，是重要(yào)的電(diàn)子部(bù)件，是電子(zǐ)元器件的支撐體。由(yóu)于(yú)它是采用電子印刷術制作(zuò)的，故(gù)被稱(chēng)爲“印刷”電(diàn)路闆(pǎn)。

　　在pcb出(chū)現之前，電(diàn)路是通(tōng)過(guò)點到(dào)點的(de)接線(xiàn)組成的(de)。這種方法的(de)可靠性(xìng)低，因(yīn)爲(wèi)随着電路的老(lǎo)化，線(xiàn)路(lù)的(de)破裂(liè)會導緻線(xiàn)路節(jiē)點的斷路或者(zhě)短路。繞(rào)線(xiàn)技術(shù)是電路(lù)技術的(de)一個重大進步(bù)，這種(zhǒng)方(fāng)法通過(guò)将小口(kǒu)徑線材(cái)繞在連接(jiē)點的(de)柱子上，提(tí)升了(le)線路(lù)的耐久性(xìng)以及(jí)可更換性。

　　當電(diàn)子行業從(cóng)真空管、繼(jì)電器發展(zhǎn)到矽半導(dǎo)體以及(jí)集(jí)成電路的(de)時候，電子元器件的(de)尺寸(cùn)和價(jià)格也在(zài)下降。電子産品越來越頻繁(fán)的出(chū)現在了消(xiāo)費領(lǐng)域，促(cù)使廠(chǎng)商去(qù)尋找(zhǎo)較小(xiǎo)以及(jí)性價(jià)比高的方(fāng)案。于是，pcb誕(dàn)生了(le)。

pcb制作(zuò)工藝過程(chéng)

　　pcb的制作非(fēi)常複(fú)雜，以四層印制(zhì)闆爲(wèi)例，其制作(zuò)過程(chéng)主要包括(kuò)了pcb布局、芯(xīn)闆的制作、内(nèi)層pcb布局(jú)轉移、芯闆打孔(kǒng)與檢查、層壓、鑽(zuàn)孔、孔(kǒng)壁的銅化學沉澱、外層pcb布(bù)局轉移(yí)、外層pcb蝕(shí)刻等步驟(zhòu)。

01

pcb布(bù)局(jú)

　　pcb制作(zuò)第一步是整理(lǐ)并檢查pcb布(bù)局(layout)。pcb制(zhì)作工(gōng)廠收到pcb設計公司的(de)cad文件，由于每個cad軟件都有自己(jǐ)獨特的(de)文(wén)件格式，所以pcb工廠會(huì)轉化爲一個統(tǒng)一的(de)格式——extended gerber rs-274x 或者(zhě) gerber x2。然後工廠的工(gōng)程師會檢查pcb布(bù)局是否符合制作工(gōng)藝，有沒有(yǒu)什麽缺(quē)陷等(děng)問題。

02

芯(xīn)闆的制作(zuò)

　　清洗覆銅闆，如果有(yǒu)灰塵(chén)的話(huà)可能(néng)導緻最後(hòu)的電路短(duǎn)路或(huò)者斷路。

 

　　下圖是(shì)一張8層(céng)pcb的(de)圖例(lì)，實際(jì)上是由3張覆銅(tóng)闆(芯闆)加(jiā)2張銅膜，然後用半固(gù)化片粘連(lián)起來的。制作順(shùn)序是(shì)從最中間的芯闆(4、5層線路(lù))開始(shǐ)，不斷(duàn)地疊(dié)加在(zài)一(yī)起(qǐ)，然後(hòu)固定。4層(céng)pcb的制作(zuò)也是(shì)類似(sì)的，隻(zhī)不過(guò)隻用了1張(zhāng)芯闆(pǎn)加2張(zhāng)銅膜。

 

03

内層pcb布局(jú)轉移

　　先要(yào)制(zhì)作(zuò)最中間芯(xīn)闆(core)的(de)兩層(céng)線路。覆銅闆清(qīng)洗幹淨後會在(zài)表面蓋上(shàng)一層感光(guāng)膜(mó)。這種膜(mó)遇到(dào)光會(huì)固化，在(zài)覆(fù)銅闆的銅(tóng)箔上形成一層保護(hù)膜。

 

 

　　将兩層(céng)pcb布局膠片和雙層覆銅闆，最後(hòu)插入上層的pcb布局膠(jiāo)片，保證上(shàng)下兩層pcb布(bù)局膠(jiāo)片層(céng)疊位置精(jīng)準。

 

　　感光機(jī)用uv燈對銅(tóng)箔(bó)上(shàng)的感(gǎn)光膜進行照射(shè)，透光的膠片下，感光膜(mó)被(bèi)固化(huà)，不透(tòu)光的膠片(piàn)下還是沒(méi)有固化的(de)感光膜。固(gù)化感光膜(mó)底下覆蓋(gài)的銅箔就(jiù)是需要(yào)的(de)pcb布局線路，相當于手(shǒu)工pcb的(de)激光(guāng)打(dǎ)印(yìn)機墨(mò)的作(zuò)用。

 

　　然(rán)後用堿液将沒(méi)有固(gù)化(huà)的感光膜清洗(xǐ)掉，需要的銅箔線路将(jiāng)會被固化的感(gǎn)光膜所覆(fù)蓋。

 

　　然後再(zài)用強(qiáng)堿，比(bǐ)如(rú)naoh将不需(xū)要的(de)銅箔蝕刻掉(diào)。

 

　　将(jiāng)固化(huà)的(de)感(gǎn)光膜(mó)撕掉，露(lù)出(chū)需要的pcb布(bù)局線路銅(tóng)箔。

04

芯闆打孔與檢查(chá)

　　芯闆已經制作成功。然後(hòu)在芯(xīn)闆上打對位孔(kǒng)，方(fāng)便(biàn)接下(xià)來和其它原料(liào)對齊。

 

 

　　芯(xīn)闆一旦和其(qí)它(tā)層(céng)的pcb壓(yā)制在一(yī)起(qǐ)就無(wú)法進行修(xiū)改了(le)，所以檢查(chá)非常(cháng)重要。會由機器(qì)自動和pcb布(bù)局圖(tú)紙進行(háng)比對，查(chá)看錯(cuò)誤。

 

 

05

層壓

　　這(zhè)裏需要一個新(xīn)的原料叫(jiào)做半(bàn)固化片，是芯闆(pǎn)與芯闆(pǎn)(pcb層數>4)，以(yǐ)及芯(xīn)闆與外層(céng)銅(tóng)箔之間(jiān)的粘(zhān)合劑(jì)，同時也起(qǐ)到絕緣的(de)作用。

　　下層(céng)的(de)銅箔和(hé)兩層(céng)半固(gù)化片(piàn)已經(jīng)提前通過(guò)對位孔(kǒng)和下層(céng)的鐵闆固定好位置，然後(hòu)将制(zhì)作好(hǎo)的芯闆也(yě)放入(rù)對位孔中(zhōng)，最後依次(cì)将(jiāng)兩(liǎng)層半固(gù)化片、一層銅(tóng)箔和(hé)一層(céng)承壓(yā)的鋁(lǚ)闆覆蓋(gài)到芯闆(pǎn)上。

　　将(jiāng)被鐵闆夾住的pcb闆子(zǐ)們(men)放置到支架上，然(rán)後送(sòng)入真空熱壓機(jī)中(zhōng)進行層(céng)壓。真(zhēn)空熱(rè)壓機裏的(de)高溫可以(yǐ)融化半固化片裏的(de)環氧(yǎng)樹脂(zhī)，在壓(yā)力下(xià)将芯(xīn)闆們(men)和銅箔們(men)固定(dìng)在一起。

　　層壓完(wán)成後，卸掉(diào)壓制(zhì)pcb的上層鐵闆。然(rán)後将承壓(yā)的鋁(lǚ)闆拿走，鋁闆還(hái)起到了隔(gé)離不(bú)同pcb以(yǐ)及(jí)保證pcb外層銅箔光滑的(de)責任。這時拿出(chū)來的pcb的兩面(miàn)都(dōu)會被(bèi)一層(céng)光滑(huá)的銅(tóng)箔所覆蓋。

06

鑽孔(kǒng)

　　要将pcb裏4層(céng)毫不接觸的銅(tóng)箔連(lián)接在一起(qǐ)，首先要鑽出上下貫(guàn)通(tōng)的穿孔(kǒng)來打(dǎ)通pcb，然後把(bǎ)孔壁(bì)金屬化來(lái)導電。

　　用x射線鑽(zuàn)孔機機(jī)器(qì)對内層的芯闆進行定位(wèi)，機器(qì)會自(zì)動找到并且定位芯(xīn)闆上的孔(kǒng)位，然後給pcb打上(shàng)定位孔，确保接(jiē)下來(lái)鑽孔時是從孔位(wèi)的(de)正中(zhōng)央穿過。

　　将(jiāng)一層(céng)鋁闆放在(zài)打孔機機床上(shàng)，然後(hòu)将pcb放在上(shàng)面。爲(wèi)了提高(gāo)效率，根據pcb的(de)層(céng)數會将1~3個相同的(de)pcb闆疊(dié)在一(yī)起進行穿孔。最後在(zài)最上(shàng)面的pcb上蓋上一(yī)層鋁闆(pǎn)，上下(xià)兩(liǎng)層的鋁闆(pǎn)是爲(wèi)了當鑽(zuàn)頭(tóu)鑽進(jìn)和鑽(zuàn)出(chū)的(de)時候(hòu)，不會撕裂pcb上的銅箔。

　　在(zài)之(zhī)前的(de)層壓工序(xù)中，融化的(de)環(huán)氧(yǎng)樹脂(zhī)被擠壓到了pcb外(wài)面，所以需(xū)要進(jìn)行切除。靠模銑(xǐ)床根據pcb正确的(de)xy坐标對(duì)其(qí)外圍(wéi)進行(háng)切割(gē)。

07

孔壁(bì)的銅化學(xué)沉澱(diàn)

　　由于(yú)幾乎所有(yǒu)pcb設計(jì)都是用穿孔來進行連接(jiē)的不(bú)同層的線(xiàn)路，一個好的連(lián)接需要25微米的(de)銅膜在孔壁上(shàng)。這種厚(hòu)度的銅膜需要(yào)通過電(diàn)鍍來實(shí)現，但是(shì)孔壁是由不導(dǎo)電的環氧樹脂(zhī)和玻璃纖維闆組成。

　　所以(yǐ)第一步(bù)就是先在孔(kǒng)壁上堆積(jī)一(yī)層(céng)導電(diàn)物質(zhì)，通過化學(xué)沉積(jī)的方(fāng)式在整個(gè)pcb表面(miàn)，也包(bāo)括孔(kǒng)壁上(shàng)形成(chéng)1微米的銅(tóng)膜。整(zhěng)個過(guò)程比(bǐ)如化學處理和清洗等都是由(yóu)機器控制的。

08

外(wài)層pcb布局(jú)轉(zhuǎn)移

　　接(jiē)下來會将外層(céng)的pcb布局轉(zhuǎn)移到(dào)銅箔上，過(guò)程和(hé)之前的内層芯闆pcb布局轉(zhuǎn)移原理差不(bú)多，都是(shì)利用影印的膠(jiāo)片和(hé)感光膜将(jiāng)pcb布局轉移到(dào)銅(tóng)箔上，唯(wéi)一的不同是将會(huì)采用(yòng)正片(piàn)做闆。

　　内層(céng)pcb布(bù)局轉(zhuǎn)移采用(yòng)的是(shì)減成(chéng)法，采(cǎi)用的是負(fù)片做(zuò)闆。pcb上(shàng)被固化感光膜(mó)覆蓋的爲線路，清(qīng)洗掉沒(méi)固化(huà)的感(gǎn)光膜(mó)，露出(chū)的銅箔被蝕刻後(hòu)，pcb布局線(xiàn)路被固(gù)化(huà)的感(gǎn)光(guāng)膜(mó)保護而留(liú)下。

　　外(wài)層(céng)pcb布局(jú)轉(zhuǎn)移采用的(de)是正(zhèng)常法，采用(yòng)正片(piàn)做闆。pcb上被固化(huà)的(de)感光膜(mó)覆蓋(gài)的爲非(fēi)線路區(qū)。清洗(xǐ)掉沒固化的感光膜後進行電(diàn)鍍(dù)。有(yǒu)膜處(chù)無法電(diàn)鍍，而沒有膜處，先鍍上(shàng)銅後鍍上錫。退膜後進(jìn)行堿性(xìng)蝕刻，最後再退錫。線(xiàn)路圖形因(yīn)爲被錫的保護(hù)而留在(zài)闆上。

 

　　将(jiāng)pcb用夾子(zǐ)夾住，将(jiāng)銅電(diàn)鍍上去。之(zhī)前提(tí)到，爲了保證孔位有足夠(gòu)好的導電(diàn)性，孔壁上電鍍的銅(tóng)膜必須要(yào)有25微(wēi)米的厚(hòu)度，所以(yǐ)整套(tào)系(xì)統(tǒng)将會由電(diàn)腦(nǎo)自動控(kòng)制，保證其精确(què)性。

9

外層pcb蝕刻

　　接(jiē)下來(lái)由一條完(wán)整的自動化流(liú)水線完成(chéng)蝕刻的工序。首(shǒu)先将(jiāng)pcb闆上被固化的(de)感光膜(mó)清(qīng)洗掉(diào)。然後用強堿清洗掉(diào)被其(qí)覆蓋(gài)的不需要(yào)的銅箔。再用退錫液(yè)将(jiāng)pcb布(bù)局銅(tóng)箔上(shàng)的錫鍍層退除(chú)。清洗(xǐ)幹淨(jìng)後4層pcb布局(jú)就(jiù)完成了(le)。

 

(來源：電子(zǐ)電路(lù)  pcb制作工藝過程(chéng)大揭秘!(動(dòng)态圖解) )

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