印制電路板的制造工藝流程與基本介紹

制造印刷電路板（PCB）涉及的過程既耗時又復雜。由于PCB是所有電子電路的中堅力量，因此必須在這些過程中實現卓越。PCB有幾種不同的形式。剛性（硬質板），柔性（銅質和覆蓋層），剛性-柔性（集成硬質和柔性電路）是最常見的。該出版物將重點介紹用于生產剛性PCB的工藝，該工藝分為3種類型：單面，雙面和多層。

剛性PCB最常用的材料是基于稱為FR-4的玻璃纖維。使用其他選項，例如用于低成本商業(yè)產品的紙酚醛紙。鐵氟龍或聚四氟乙烯用于高性能，高頻設計。柔性，剛性-柔性通常使用基于聚酰亞胺的基底。

電路板制造工藝

現在，讓我們開始制造過程。印刷電路板的制造過程可以概括為以下13個步驟。

1-設計

在制造過程開始之前，需要由CAD操作員根據工作電路原理圖設計/布置PCB。設計過程完成后，便會向PCB制造商提供一組文檔。文檔中包括Gerber文件，其中包括逐層配置，鉆取文件，拾取和放置數據以及文本注釋。加工印刷品，提供對制造，所有PCB規(guī)格，尺寸和公差至關重要的加工說明。

2-制造前準備

一旦PCB房屋收到設計人員的文件包裝，他們就可以開始創(chuàng)建制造工藝計劃和藝術品包裝。制造規(guī)范將通過列出諸如材料類型，表面光潔度，電鍍，工作面板陣列，工藝路線等內容來確定計劃。此外，還可以通過膠片繪圖儀創(chuàng)建一組物理藝術品。藝術品將包括PCB的所有層以及用于阻焊層和術語標記的藝術品。

3-材料準備

設計師要求的PCB規(guī)格決定了用于開始材料準備工作的材料類型，芯厚度和銅重量。單面和雙面的硬質PCB不需要任何內層處理，而直接進入鉆孔過程。如果PCB是多層的，則將進行類似的材料準備，但以內層的形式進行，內層的厚度通常要薄得多，可以堆積到預定的最終厚度（堆疊）。

常見的生產面板尺寸為18“ x24”，但只要它在PCB制造能力范圍內，就可以使用任何尺寸。

4-僅多層PCB –內層處理

在準備好內層的適當尺寸，材料類型，芯厚度和銅重量后，將其送去鉆出加工孔，然后進行印刷。這些層的兩面都涂有光刻膠。使用內層藝術品和工具孔將兩側對齊，然后將每側暴露于紫外線下，詳細說明該層所指定的跡線和特征的光學負片。落在光致抗蝕劑上的紫外線將化學藥品粘合到銅表面，其余未曝光的化學藥品則在顯影浴中除去。

下一步是通過蝕刻工藝去除裸露的銅。這留下了隱藏在光致抗蝕劑層下方的銅跡線。在蝕刻過程中，蝕刻劑的濃度和曝光時間都是關鍵參數。然后剝離抗蝕劑，在內層上留下痕跡和特征。

大多數PCB供應商都使用自動光學檢查系統檢查層，并使用蝕刻后沖頭來優(yōu)化層壓工具孔。

5-僅多層PCB –層壓

在設計過程中建立了該過程的預定堆棧。層壓過程是在無塵室環(huán)境中進行的，內層具有完整的內層，預浸料，銅箔，壓板，銷釘，不銹鋼隔板和墊板。根據成品PCB的厚度，每個壓機堆棧每個壓機開口可容納4到6個板。一個4層板堆疊的示例是：壓板，鋼隔板，銅箔（第4層），預浸料，第3 – 2層芯，預浸料，銅箔，然后重復。組裝完4至6個PCB之后，固定一個頂部壓板，然后將其放入層壓壓機中。壓機根據輪廓進行坡道加熱，并施加壓力直至樹脂熔點，此時預浸料流動，將多層粘合在一起，然后將壓機冷卻。取出并準備好后，

6-鉆孔

鉆孔過程由CNC控制的多工位鉆孔機執(zhí)行，該鉆孔機使用高RPM主軸和專為PCB鉆孔設計的硬質合金鉆頭。典型的通孔可以小到以100K RPM以上的速度從0.006英寸到0.008英寸鉆孔。

鉆孔過程會形成一個干凈，光滑的孔壁，不會損壞內層，但是鉆孔可為電鍍后的內層連通性提供途徑，并且非通孔最終成為通孔組件的所在地。

非電鍍孔通常作為輔助操作鉆孔。

7-鍍銅

電鍍廣泛用于需要電鍍通孔的PCB生產中。目的是通過一系列化學處理方法在導電基板上沉積一層銅，然后通過后續(xù)的電鍍方法將銅層的厚度增加到特定的設計厚度，通常為1 mil或更大。

8-外層處理

外層處理實際上與先前針對內層描述的過程相同。頂層和底層的兩面都涂有光刻膠。使用外層藝術品和工具孔將兩側對齊，然后使每一側都暴露于紫外線下，詳細描繪出跡線和特征的光學負向圖案。落在光致抗蝕劑上的紫外線將化學藥品粘合到銅表面，其余未曝光的化學藥品則在顯影浴中除去。下一步是通過蝕刻工藝去除裸露的銅。這留下了隱藏在光致抗蝕劑層下方的銅跡線。然后剝離抗蝕劑，在外層上留下痕跡和特征?？梢允褂米詣庸鈱W檢查在阻焊膜之前查找外層缺陷。

9-錫膏

阻焊層的應用類似于內層和外層工藝。主要區(qū)別是在生產面板的整個表面上使用了可光成像的掩模而不是光致抗蝕劑。然后使用藝術品在頂層和底層上拍攝圖像。曝光后，會在成像區(qū)域剝離掉掩膜。目的是僅暴露將放置和焊接組件的區(qū)域。掩模還將PCB的表面光潔度限制在暴露區(qū)域。

10-表面處理

最終的表面光潔度有幾種選擇。金，銀，OSP，無鉛焊料，含鉛焊料等。所有這些都是有效的，但實際上歸結為設計要求。金和銀通過電鍍施加，而無鉛焊料和含鉛焊料則通過熱風焊料水平施加。

11-命名法

大多數PCB在其表面的標記上進行了屏蔽。這些標記主要用于組裝過程，其中包括參考標記和極性標記等示例。其他標記可以像零件號標識或制造日期代碼一樣簡單。

12-分板

PCB是在完整的生產面板中生產的，需要將其移出它們的制造輪廓。大多數PCB都以陣列形式設置，以提高組裝效率。這些陣列可以有無數種。無法描述。

大多數陣列要么使用硬質合金刀具在CNC銑床上進行輪廓銑削，要么使用金剛石涂層鋸齒形刀具刻劃。兩種方法均有效，方法的選擇通常由組裝團隊確定，組裝團隊通常會批準在早期階段建立的陣列。

13-測試

PCB制造商一般使用飛針或釘床測試過程。測試方法由產品數量和/或可用設備決定