PCB的制造工藝

2020-03-31

PCB制造工藝對電子行業是非常重要。PCB被普遍用作電子電路的基礎。印刷電路板用于提供可用于構建電路的機械基礎。因此，實際上，所有電路都使用印刷電路板，并且其設計和使用數量達到數百萬。

盡管PCB構成了當今幾乎所有電子電路的基礎，但它們往往被認為是理所當然的。然而，電子領域的技術正在向前發展。線路尺寸正在減小，電路板中的層數正在增加，以適應所需的增加的連接性，并且設計規則也在不斷改進，以確保可以處理更小的SMT器件，并且可以適應生產中使用的焊接工藝。

PCB制造過程可以通過多種方式實現，并且有許多變體。盡管變化很小，但PCB制造過程的主要階段是相同的。

PCB成分

印刷電路板（PCB）可以由多種物質制成。最普遍用于以玻璃纖維為基礎的板形式，稱為FR4。這提供了在溫度變化下的合理程度的穩定性，并且不會嚴重擊穿，而不會過于昂貴。其他更便宜的材料可用于低成本商業產品中的PCB。對于高性能射頻設計，其中基片的介電常數很重要，并且需要低損耗，可以使用基于PTFE的印刷電路板，盡管它們的工作難度更大。

為了制作帶有元件走線的PCB，首先要獲得覆銅板。它由通常為FR4的基板材料組成，通常在兩側均鍍有銅。該銅包層由一層薄薄的銅板粘合到板上組成。這種粘合通常對于FR4來說非常好，但是PTFE的性質使其變得更加困難，這增加了PTFE PCB的加工難度。

基本的PCB制造工藝

選擇并可用裸露的PCB板之后，下一步就是在板上創建所需的走線，并去除多余的銅。PCB的制造通常使用化學蝕刻工藝來實現。多氯聯苯使用的最常見蝕刻形式是氯化鐵。

為了獲得正確的軌道圖案，使用了照相處理。通常，裸露印刷電路板上的銅被一層薄薄的光刻膠覆蓋。然后通過照相膠卷或光罩將其暴露在光線下，詳述所需的軌跡。這樣，軌道的圖像被傳遞到光刻膠上。完成此步驟后，將光刻膠放置在顯影劑中，從而僅在板上需要走線的區域覆蓋光刻膠。

該過程的下一階段是將印刷電路板放入氯化鐵中，以蝕刻不需要走線或銅的區域。在知道氯化鐵的濃度和板上銅的厚度后，將其放入蝕刻泡沫中需要一定的時間。如果將印刷電路板放置在蝕刻液中的時間過長，則會失去某些清晰度，因為氯化鐵將傾向于削弱光致抗蝕劑。

盡管大多數PCB板都是使用照相處理制造的，但也可以使用其他方法。一種是使用專門的高精度銑床。然后，控制機器以在不需要銅的區域銑削銅。該控件顯然是自動化的，并由PCB設計軟件生成的文件驅動。這種形式的PCB制造不適合大批量生產，但在許多情況下是非常理想的選擇，在這種情況下，需要的PCB原型數量非常少。

有時用于PCB原型的另一種方法是使用絲網印刷工藝將耐腐蝕的油墨印刷到PCB上。

多層印刷電路板

隨著電子電路復雜性的增加，并非總是能夠僅使用PCB的兩側來提供所需的所有連接性。當設計密集的微處理器和其他類似的板卡時，這種情況非常普遍。在這種情況下，需要多層板。

多層印刷電路板的制造盡管使用與單層板相同的過程，但仍要求更高的精度和制造過程控制。

這些板是通過使用更薄的單個板（每一層一個）制成的，然后將它們粘合在一起以生產整個PCB。隨著層數的增加，各個板必須變薄，以防止成品PCB變得太厚。另外，各層之間的配準必須非常準確，以確保所有孔對齊。

為了將不同的層粘合在一起，加熱板以固化粘合材料。這可能會導致一些翹曲問題。如果設計不正確，大型多層板可能會在其上產生明顯的翹曲。如果例如內層之一是電源平面或接地平面，則這尤其可能發生。雖然這本身很好，但是如果必須在某些相當重要的區域保留銅。這會在PCB內形成應變，從而導致翹曲。

PCB孔和過孔

PCB內需要孔（通常稱為通孔或過孔），以將不同層的不同點連接在一起?？赡苓€需要孔，以使引線組件能夠安裝在PCB上。另外，可能需要一些固定孔。

通常，孔的內表面具有銅層，以便它們電連接板的層。這些“鍍通孔”是使用鍍覆工藝制造的。這樣，可以連接板的各層。

然后使用數控鉆孔機完成鉆孔，數據由PCB CAD設計軟件提供。值得注意的是，減少不同尺寸的孔的數量可以幫助降低PCB制造成本。

某些孔可能僅在板的中心存在，例如在需要連接板的內層時。在將PCB層粘結在一起之前，先在相關層中鉆這些“盲孔”。

PCB阻焊劑和阻焊劑

焊接PCB時，必須用一層所謂的阻焊劑保護不要焊接的區域。該層的添加有助于防止焊料引起的PCB板上不必要的短路。阻焊劑通常由聚合物層組成，可保護電路板免受焊料和其他污染物的侵害。阻焊劑的顏色通常為深綠色或紅色。

為了使添加到板上的組件（鉛或SMT）易于焊接到板上，通常將板上的裸露區域“鍍錫”或鍍上焊料。有時板子或板子區域可能鍍金。如果將某些銅指用于邊緣連接，則可能適用。由于金不會變色，并且具有良好的導電性，因此可以低成本提供良好的連接。

PCB絲印

通常需要打印文本并將其他小的打印標識放置在PCB上。這可以幫助識別電路板，還可以標記組件位置以幫助發現故障等。在其他裸板制造過程之后，由PCB設計軟件生成的絲網可以將標記添加到電路板上已經完成了。

PCB原型

作為任何開發過程的一部分，通常建議在致力于全面生產之前先制作原型。印刷電路板也是如此，印刷電路板通常在批量生產之前就已經制造并測試了PCB原型。通常，PCB原型需要快速制造，因為總是有壓力才能完成產品開發的硬件設計階段。由于PCB原型的主要目的是測試實際布局，因此使用稍微不同的PCB制造工藝通常是可以接受的，因為只需要少量的PCB原型板。然而，始終保持盡可能接近最終PCB制造工藝始終是明智的，以確保進行很少的更改并且將很少的新元素引入最終的印刷電路板。

PCB制造過程是電子產品生產生命周期的重要組成部分。PCB制造采用了許多新技術領域，這在減少所使用的組件和走線的尺寸以及提高電路板的可靠性方面都進行了重大改進。以上介紹了韜放科技pcb電路板的設計工藝制作流程。