制造PCB需经历怎样的一系列的过程?
PCB由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小体积、减少成本、提高性能,使得印制板在未来电子设备的发展工程中,仍然保持着强大的生命力。
制造印刷电路板(PCB)的过程涉及多个精密步骤,以下是典型流程的中文详解:
1. 设计 & 文件准备
- 电路设计:使用EDA软件(如Altium、KiCad)设计原理图和PCB布局。
- Gerber文件输出:生成包含各层线路、钻孔、阻焊等信息的标准制造文件。
- 设计检查(DFM):工厂审核文件,确保符合工艺要求(如线宽、间距、孔径等)。
2. 基板准备
- 材料选择:常用FR-4环氧树脂玻璃纤维基板,根据需求选铝基板、高频板材等。
- 裁剪覆铜板:将大块板材切割成适合生产的尺寸。
3. 图形转移**(内层制作 - 多层板专用)
- 涂覆光刻胶:在覆铜板上涂感光油墨或干膜。
- 曝光显影:通过紫外光透过底片曝光,显影后形成线路图案。
4. 蚀刻**
- 化学蚀刻:用蚀刻液(如酸性氯化铜)溶解未保护区域的铜,保留线路。
- 褪膜:去除剩余光刻胶,露出铜线路。
5. 层压(多层板)**
- 叠层对准:将内层、半固化片(PP)和铜箔叠放对齐。
- 高温高压压合:在压机中加热加压,使各层粘合固化。
6. 钻孔**
- 机械钻孔:用钻床/激光打出通孔、盲孔(孔径可小至0.1mm)。
- 激光钻孔(HDI板):用于超小孔径微孔加工。
7. 孔金属化**
- 沉铜(化学镀):在孔壁沉积薄铜层(约1-2μm),使孔导电。
- 电镀加厚:通过电镀增加孔铜厚度(通常25-50μm),确保可靠性。
8. 外层图形制作**
- 压膜 & 曝光显影:同步骤3,外露需要保留的线路和焊盘。
- 电镀铜 & 锡保护:电镀加厚外层线路,并覆盖锡防止蚀刻时被溶解。
9. 外层蚀刻 & 褪锡**
- 蚀刻去铜:溶除非线路区域的铜(锡层保护下线路完整)。
- 退锡:去除线路上的锡层,露出底层铜。
10. 阻焊层(绿油)**
- 涂覆阻焊油墨:覆盖除焊盘外的区域,防氧化、绝缘。
- 曝光显影:通过底片曝光,开窗露出焊盘位置。
- 固化:UV或热固化油墨。
11. 表面处理**
- 工艺选择:按需求选择保护焊盘方式:
- 喷锡(HASL):低成本,适合普通板。
- 沉金(ENIG):平整度高,适合焊脚细密器件。
- 沉锡/沉银:用于高频或焊接要求高的场景。
- OSP(有机保焊膜):环保,但存储期短。
12. 丝印字符**
- 印文字层:用油墨印刷元件标识、LOGO等(通常白色)。
- 固化:烘干油墨。
13. 外形加工**
- 铣轮廓:CNC铣床按设计切割板外框。
- V-cut分板:制作V形槽便于后续分板。
14. 测试 & 质检**
- 飞针/针床测试:检查电路连通性和绝缘性。
- AOI检测:自动光学检测线路缺陷。
- 阻抗测试(高频板):确保信号传输性能。
15. 终检 & 包装**
- 外观检查:人工抽检表面瑕疵。
- 清洗 & 烘干:去除残留化学物质。
- 真空包装:防潮防尘,贴标签出货。
关键注意事项:
- 高密度板(HDI):需激光钻孔、填孔电镀等额外工序。
- 柔性PCB(FPC):使用聚酰亚胺基材,工艺更精细。
- 环保要求:废水处理(中和蚀刻液),符合RoHS标准。
常见术语对照
| 英文术语 | 中文解释 |
|---|---|
| Gerber File | 光绘文件(制造标准文件) |
| Soldermask | 阻焊层(绿油) |
| Via | 过孔(导通孔) |
| FR-4 | 玻璃纤维环氧树脂基材 |
| ENIG | 化学沉镍浸金 |
此流程会根据板型复杂度调整,如单面板无需层压,而12层以上高端板需多次压合和激光钻孔。 DIY爱好者可采用热转印法或雕刻机制作简单PCB,但精度远低于专业生产。
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