技(jì)術(shù)資訊_pcb制(zhì)作工(gōng)藝(yì)過程大(dà)揭秘(mì)！（動态圖解(jiě)）

pcb( printed circuit board)，中文名稱爲印(yìn)制電(diàn)路闆，又稱(chēng)印刷線路闆，是重要的電子部(bù)件，是(shì)電子(zǐ)元器(qì)件(jiàn)的(de)支撐體。由(yóu)于它是采用電(diàn)子印(yìn)刷術(shù)制作(zuò)的，故被稱(chēng)爲“印刷”電路闆。

　　在pcb出(chū)現(xiàn)之前，電路是(shì)通過點到點的(de)接線組成的。這種方法的可靠(kào)性低(dī)，因爲随着電路(lù)的老化，線(xiàn)路的破裂會(huì)導緻線路節點的(de)斷路或(huò)者(zhě)短路(lù)。繞線(xiàn)技術是電(diàn)路技術(shù)的(de)一個(gè)重大(dà)進步，這種方法(fǎ)通過将小(xiǎo)口徑(jìng)線(xiàn)材繞在(zài)連接點的(de)柱子(zǐ)上，提(tí)升了線路(lù)的耐(nài)久(jiǔ)性以及(jí)可更換性(xìng)。

　　當電(diàn)子行業(yè)從真空管、繼電(diàn)器發展(zhǎn)到矽(xī)半導體以(yǐ)及集成電路的時候，電子元器(qì)件的尺(chǐ)寸和價(jià)格也在下降。電子産(chǎn)品越來越(yuè)頻繁的出現在了消(xiāo)費領(lǐng)域，促(cù)使廠商去尋找較小以及性價(jià)比高的方案。于(yú)是，pcb誕生了。

pcb制作(zuò)工藝過(guò)程(chéng)

　　pcb的制(zhì)作非常(cháng)複雜，以四層(céng)印制闆爲(wèi)例，其(qí)制作過程(chéng)主要包括了pcb布局、芯闆的制作(zuò)、内層pcb布局(jú)轉移、芯闆(pǎn)打孔與檢(jiǎn)查、層壓、鑽孔、孔(kǒng)壁的(de)銅化學沉澱、外層pcb布(bù)局轉(zhuǎn)移、外(wài)層(céng)pcb蝕刻等(děng)步驟(zhòu)。

01

pcb布局(jú)

　　pcb制作(zuò)第一(yī)步是整理(lǐ)并檢查pcb布局(layout)。pcb制(zhì)作工廠(chǎng)收到pcb設計公司的(de)cad文件(jiàn)，由于(yú)每(měi)個cad軟件(jiàn)都(dōu)有自己(jǐ)獨特的文件格式，所以pcb工廠會(huì)轉化爲一個(gè)統一的格式——extended gerber rs-274x 或者 gerber x2。然後工廠(chǎng)的工(gōng)程師(shī)會檢(jiǎn)查pcb布局是否符合(hé)制作工藝，有沒有什麽缺陷(xiàn)等問題。

02

芯闆的制作

　　清洗(xǐ)覆銅闆，如果有(yǒu)灰塵的話(huà)可能(néng)導緻最後的電(diàn)路短路或(huò)者斷(duàn)路。

 

　　下(xià)圖是一張(zhāng)8層pcb的圖例(lì)，實際上是由3張(zhāng)覆銅(tóng)闆(芯闆)加(jiā)2張銅(tóng)膜，然後(hòu)用半固(gù)化片粘連起來(lái)的。制作順(shùn)序是(shì)從最中間的芯(xīn)闆(4、5層(céng)線(xiàn)路)開始(shǐ)，不斷地疊加在一起，然後(hòu)固定(dìng)。4層pcb的制作也(yě)是(shì)類似(sì)的，隻(zhī)不過(guò)隻用(yòng)了1張芯闆(pǎn)加2張銅膜。

 

03

内層(céng)pcb布局轉移(yí)

　　先要(yào)制作最(zuì)中間芯(xīn)闆(core)的(de)兩(liǎng)層(céng)線路(lù)。覆銅(tóng)闆清洗幹(gàn)淨後會在(zài)表面(miàn)蓋上一層感光(guāng)膜。這(zhè)種膜遇到光會固化(huà)，在覆銅闆的(de)銅(tóng)箔上(shàng)形成一層保護(hù)膜。

 

 

　　将兩層pcb布局(jú)膠片和雙層(céng)覆(fù)銅闆，最後插入上層的pcb布局膠片，保證上下兩(liǎng)層pcb布(bù)局(jú)膠片層(céng)疊位置精準(zhǔn)。

 

　　感光機(jī)用uv燈(dēng)對銅箔上的感光膜(mó)進行(háng)照射，透光(guāng)的膠(jiāo)片(piàn)下(xià)，感光(guāng)膜被固化，不透(tòu)光的膠片(piàn)下還(hái)是沒(méi)有固化的(de)感光膜。固(gù)化感光膜(mó)底下覆蓋(gài)的銅箔就是需(xū)要的pcb布(bù)局線路(lù)，相當于手(shǒu)工pcb的(de)激光(guāng)打印機墨(mò)的作用。

 

　　然後用(yòng)堿液将(jiāng)沒有固(gù)化的感光膜清(qīng)洗掉(diào)，需(xū)要的銅箔線(xiàn)路将會被固化的感光膜(mó)所覆蓋。

 

　　然後再用強堿，比(bǐ)如naoh将(jiāng)不需要(yào)的銅箔蝕刻掉。

 

　　将固化的感(gǎn)光膜(mó)撕掉(diào)，露出需要的(de)pcb布(bù)局線路銅(tóng)箔。

04

芯闆打(dǎ)孔與檢查(chá)

　　芯闆(pǎn)已經制作(zuò)成功。然後在芯(xīn)闆上打對(duì)位孔(kǒng)，方便接下來和其它原(yuán)料對齊(qí)。

 

 

　　芯闆一旦和其(qí)它(tā)層(céng)的pcb壓制在(zài)一起(qǐ)就無法進(jìn)行修(xiū)改了，所以(yǐ)檢查(chá)非常重要(yào)。會由機器(qì)自動(dòng)和pcb布局圖紙進(jìn)行比對，查看錯(cuò)誤。

 

 

05

層(céng)壓

　　這(zhè)裏需(xū)要一個新(xīn)的原(yuán)料叫做半(bàn)固化片，是芯闆與芯闆(pcb層數>4)，以(yǐ)及芯闆與(yǔ)外(wài)層銅箔之間的(de)粘合劑，同時(shí)也起(qǐ)到絕(jué)緣的作(zuò)用。

　　下層(céng)的銅箔和兩(liǎng)層(céng)半固化片(piàn)已經(jīng)提前(qián)通過(guò)對位(wèi)孔和下層的鐵(tiě)闆固定好(hǎo)位置(zhì)，然後(hòu)将制作(zuò)好(hǎo)的芯闆(pǎn)也放入對位(wèi)孔(kǒng)中，最後(hòu)依次将兩層半固(gù)化(huà)片、一層銅(tóng)箔和一層承壓(yā)的鋁闆覆蓋到(dào)芯闆上。

　　将被鐵(tiě)闆夾(jiá)住的pcb闆子(zǐ)們放置到(dào)支架(jià)上，然後送入真(zhēn)空熱壓機(jī)中進(jìn)行層(céng)壓(yā)。真空熱(rè)壓機(jī)裏的高溫可(kě)以(yǐ)融化半固(gù)化片(piàn)裏(lǐ)的(de)環氧樹脂(zhī)，在壓(yā)力下(xià)将芯闆(pǎn)們(men)和銅(tóng)箔們(men)固(gù)定在一(yī)起。

　　層壓完成後，卸掉壓制pcb的上(shàng)層鐵(tiě)闆。然(rán)後将(jiāng)承壓的鋁闆拿走，鋁(lǚ)闆還起到了隔離(lí)不(bú)同pcb以(yǐ)及保(bǎo)證pcb外(wài)層銅(tóng)箔光滑的責任(rèn)。這時拿(ná)出來的(de)pcb的兩(liǎng)面都(dōu)會被(bèi)一(yī)層光滑的銅(tóng)箔所(suǒ)覆蓋。

06

鑽孔(kǒng)

　　要将pcb裏4層(céng)毫不(bú)接觸的銅箔連(lián)接在一(yī)起，首先要(yào)鑽(zuàn)出(chū)上下貫(guàn)通的穿孔(kǒng)來打(dǎ)通pcb，然後把(bǎ)孔壁(bì)金屬化來(lái)導電。

　　用x射(shè)線(xiàn)鑽孔機(jī)機器對内層的(de)芯闆(pǎn)進行(háng)定位(wèi)，機器會自(zì)動找(zhǎo)到并且定(dìng)位芯(xīn)闆上(shàng)的孔位，然(rán)後(hòu)給pcb打上定位(wèi)孔，确保接下來(lái)鑽孔時是從孔(kǒng)位的正(zhèng)中(zhōng)央穿(chuān)過。

　　将(jiāng)一層鋁闆(pǎn)放在打孔機機(jī)床上(shàng)，然後将pcb放(fàng)在上面。爲(wèi)了提高效(xiào)率，根據pcb的(de)層數(shù)會(huì)将1~3個相(xiàng)同(tóng)的pcb闆疊在一(yī)起進行(háng)穿孔。最(zuì)後在(zài)最上(shàng)面的(de)pcb上蓋上一(yī)層鋁闆，上(shàng)下兩層的(de)鋁(lǚ)闆(pǎn)是爲了當(dāng)鑽頭鑽(zuàn)進和鑽(zuàn)出的時候(hòu)，不會(huì)撕裂pcb上(shàng)的銅箔。

　　在之(zhī)前的(de)層壓(yā)工序中，融化的(de)環氧樹脂被(bèi)擠(jǐ)壓到了(le)pcb外(wài)面，所(suǒ)以需要進行切除。靠模銑床根(gēn)據pcb正确的xy坐标(biāo)對其外圍(wéi)進行(háng)切割。

07

孔壁(bì)的銅(tóng)化學(xué)沉澱

　　由于(yú)幾乎(hū)所(suǒ)有(yǒu)pcb設計(jì)都是用(yòng)穿(chuān)孔來(lái)進行連接的不(bú)同層的(de)線路，一(yī)個好的連接需(xū)要25微(wēi)米的(de)銅膜(mó)在孔壁上。這種厚度(dù)的銅膜需(xū)要通過電(diàn)鍍來實現，但是孔壁是由不導電的環氧(yǎng)樹脂和玻(bō)璃纖維闆(pǎn)組成(chéng)。

　　所以(yǐ)第一步就(jiù)是先(xiān)在孔壁上(shàng)堆積一層導電(diàn)物質，通過(guò)化學沉積的方式(shì)在(zài)整個pcb表面(miàn)，也包括孔(kǒng)壁(bì)上形成(chéng)1微米(mǐ)的(de)銅膜。整(zhěng)個過程比如化(huà)學處理(lǐ)和(hé)清洗(xǐ)等都是(shì)由(yóu)機器(qì)控制的(de)。

08

外層pcb布(bù)局轉(zhuǎn)移

　　接下來(lái)會将(jiāng)外(wài)層的(de)pcb布(bù)局轉(zhuǎn)移到銅箔(bó)上，過(guò)程(chéng)和之前(qián)的内(nèi)層芯(xīn)闆pcb布局轉移原理差(chà)不多，都是利用影印的膠片和(hé)感光膜(mó)将pcb布局轉移到銅(tóng)箔上(shàng)，唯(wéi)一的不同是(shì)将會采用正片(piàn)做闆。

　　内層(céng)pcb布局(jú)轉移采用(yòng)的是(shì)減成法，采用的(de)是負片做闆。pcb上(shàng)被固化感光(guāng)膜(mó)覆蓋的爲線路，清洗掉沒(méi)固化的感(gǎn)光(guāng)膜，露出(chū)的(de)銅箔被(bèi)蝕刻(kè)後，pcb布(bù)局線路被(bèi)固化的(de)感光膜保護而留下。

　　外(wài)層pcb布局(jú)轉移采(cǎi)用的是正常法(fǎ)，采用正片做闆(pǎn)。pcb上被固(gù)化(huà)的感(gǎn)光膜覆蓋(gài)的爲(wèi)非線(xiàn)路(lù)區。清洗(xǐ)掉沒固化(huà)的感光膜(mó)後進行電鍍。有膜處(chù)無法電鍍，而(ér)沒有膜(mó)處，先鍍上銅後(hòu)鍍上(shàng)錫。退膜後(hòu)進行堿性蝕刻，最後再退錫。線(xiàn)路圖形因(yīn)爲被(bèi)錫的保護而留在(zài)闆(pǎn)上。

 

　　将(jiāng)pcb用夾(jiá)子夾住，将(jiāng)銅(tóng)電(diàn)鍍上去。之(zhī)前提(tí)到，爲(wèi)了(le)保證孔位有足夠(gòu)好的(de)導電性，孔壁上(shàng)電鍍的銅(tóng)膜(mó)必(bì)須要有(yǒu)25微米的(de)厚度(dù)，所(suǒ)以(yǐ)整套系統将會由電(diàn)腦(nǎo)自動控(kòng)制，保(bǎo)證其精(jīng)确性。

9

外(wài)層pcb蝕刻(kè)

　　接下來(lái)由一(yī)條(tiáo)完整的自動化流水線完成蝕刻的工(gōng)序。首先将pcb闆上(shàng)被固(gù)化的感光(guāng)膜清洗掉。然後用強堿清洗掉(diào)被其(qí)覆(fù)蓋的不(bú)需要(yào)的銅(tóng)箔。再(zài)用退(tuì)錫液(yè)将pcb布局銅箔上的錫(xī)鍍層退除(chú)。清洗(xǐ)幹淨後4層(céng)pcb布局(jú)就完成了(le)。

 

(來源：電子(zǐ)電路(lù)  pcb制作(zuò)工藝過(guò)程大揭(jiē)秘!(動态圖解) )

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