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:
介绍 |
步骤 1. PCB CAD 文件 |
步骤 2. 制版 |
步骤 3. PCB 内层 |
步骤 4. 打板和检查 |
步骤 5. 层压 |
步骤 6. 钻孔 |
步骤 7. 孔上的铜化学沉淀 |
步骤 8. PCB 外层 |
步骤 9. 计算机控制和电镀铜 |
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。
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
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
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。
这里引入了一种新的原材料叫Prepreg,它是芯板(PCB层数