PCB制造及其相關(guān)技術(shù)介紹

不久之前，PCB是由塑料板制成的，僅具有單面功能。但是，如今，PCB制造商正在創(chuàng)新方法，以使PCB尺寸更小，更耐用并能夠包裝更多的電源。隨著時(shí)間的流逝，這些變化使PCB得以進(jìn)入日常消費(fèi)電子產(chǎn)品。在當(dāng)今社會(huì)，PCB的使用無(wú)處不在，這激起了電氣工程師和業(yè)余愛(ài)好者的整個(gè)領(lǐng)域，以創(chuàng)建更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

PCB的制造過(guò)程令人印象深刻，甚至那些熟悉PCB設(shè)計(jì)的人也可能不了解PCB的制作過(guò)程的所有細(xì)節(jié)。詳細(xì)了解使您的設(shè)計(jì)從計(jì)算機(jī)屏幕上的虛擬圖像到烤面包機(jī)中有形的綠色板的各種PCB制造技術(shù)。

基礎(chǔ)

在深入研究PCB制造之前，重要的是要了解PCB的組成。通常，人們會(huì)將PCB描述為分層的蛋糕。最基本的PCB設(shè)計(jì)有四層：基板（基底），銅，阻焊層和絲網(wǎng)印刷。這些層一起工作，并且必須完全對(duì)齊才能使最終產(chǎn)品起作用。

設(shè)計(jì)PCB并將PCB設(shè)計(jì)發(fā)送給制造商后，他們將如何處理？首先，他們將您的PCB設(shè)計(jì)用作整個(gè)過(guò)程的藍(lán)圖。

通孔法

PCB制造的最早形式之一是通孔方法。這種久經(jīng)考驗(yàn)的方法正迅速被更現(xiàn)代的PCB制造所取代，這被稱為表面安裝技術(shù)（SMT）。盡管每種都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但SMT PCB制造商似乎能夠生產(chǎn)更小，更便宜的PCB板。

我們將首先看一下通孔PCB設(shè)計(jì)中涉及的復(fù)雜工作。通孔方法最顯著的區(qū)別是制造商在板上鉆了一個(gè)孔，以便工廠工人可以在進(jìn)行下一步之前仔細(xì)檢查每一層是否對(duì)齊。使用通孔方法，制造商會(huì)將您的PCB設(shè)計(jì)印刷到特殊的層壓紙上。一旦將設(shè)計(jì)捕獲到此特殊紙上，制造商便可以附著一薄銅片。這將成為您的基板或PCB的基礎(chǔ)。

創(chuàng)建圖層

下一步是開(kāi)始加工將形成PCB層的銅。此過(guò)程有點(diǎn)類似于照片的顯影方式，以至于家用PCB制造商將使用相同的處理化學(xué)品。本質(zhì)上，特殊的層壓紙覆蓋有光敏化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)紫外線通過(guò)時(shí)，它會(huì)硬化所需的區(qū)域。這表明制造商應(yīng)根據(jù)您的設(shè)計(jì)保留用于最終PCB板的哪些零件，以及應(yīng)去除哪些銅屑。

當(dāng)化學(xué)品干燥并變硬時(shí)，將板用堿性溶液洗滌并準(zhǔn)備進(jìn)行檢查。如果電路板適合使用，則技術(shù)人員可以使用強(qiáng)大的化學(xué)物質(zhì)去除不必要的銅，僅留下PCB設(shè)計(jì)所需的銅。

接下來(lái)，將銅層層壓在一起。技術(shù)人員必須敏銳地關(guān)注細(xì)節(jié)，并始終注意每一層都與最后一層完美對(duì)齊。結(jié)果是一塊漂亮的半成品板。

工廠可以使用X射線機(jī)來(lái)發(fā)現(xiàn)要鉆孔的位置，然后使用大功率鉆孔機(jī)精確執(zhí)行。最后將板電鍍，然后在各層中融合一系列化學(xué)藥品。在安裝阻焊層之前，會(huì)發(fā)生最后一次蝕刻。這種蝕刻可確保您的PCB具有正確的連接以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建功能。

表面貼裝技術(shù)

表面貼裝技術(shù)（SMT）在PCB制造過(guò)程中變得越來(lái)越普遍，因?yàn)樗梢院?jiǎn)化批量生產(chǎn)。使用SMT設(shè)備，PCB的制造過(guò)程更加自動(dòng)化，因此不易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。SMT設(shè)計(jì)的PCB也沒(méi)有通孔方法中突出的孔。簡(jiǎn)要介紹一下這些PCB的生產(chǎn)方式。

作為模具簡(jiǎn)單

通過(guò)使用高性能的計(jì)算機(jī)和技術(shù)，機(jī)械可以完成您的PCB設(shè)計(jì)并創(chuàng)建模版。模具包含自動(dòng)化過(guò)程完成您的設(shè)計(jì)所需的所有信息。模板還允許機(jī)器僅在指定區(qū)域?qū)⒑稿a膏追蹤到板上。

電路板現(xiàn)在可以通過(guò)貼裝機(jī)運(yùn)行了，這消除了PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中的猜測(cè)和錯(cuò)誤。拾放機(jī)將各種組件保持在其卷盤(pán)中，并讀取焊膏，以按照PCB設(shè)計(jì)的指示將適當(dāng)?shù)慕M件放置到板上。焊膏還將所有零件固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，以使組件不會(huì)被敲打掉，從而導(dǎo)致產(chǎn)品故障。

此過(guò)程完成后，將PCB加熱并熔化焊膏，使各層融合在一起。然后準(zhǔn)備好進(jìn)行PCB清理，以確保板上沒(méi)有殘留的焊膏。最后，電路板將接受任何潛在缺陷的檢查。

表面貼裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

如您所見(jiàn)，SMT是一個(gè)更直接，更自動(dòng)化的過(guò)程。它的簡(jiǎn)單性使其最適合批量生產(chǎn)PCB。一旦為設(shè)計(jì)創(chuàng)建了模具，就可以印刷無(wú)數(shù)的電路板。由于該過(guò)程依賴于計(jì)算機(jī)和機(jī)器而不是技術(shù)人員，因此也不太容易受到人為錯(cuò)誤的影響。如果PCB板有錯(cuò)誤，則可能是因?yàn)槭胺艡C(jī)需要重新配置。

SMT制造的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，它們傾向于允許更高密度的元件放置，同時(shí)仍保持較小的電路板。由于電路板較小，因此連接的行進(jìn)距離更短，從而獲得更好的功率。

基于模板的過(guò)程的最大缺點(diǎn)是，快速生產(chǎn)原型更具挑戰(zhàn)性。如果重復(fù)使用同一模板，而不是創(chuàng)建一個(gè)會(huì)改變的模板，則該系統(tǒng)效果最佳。

但是，鑒于SMT工藝的自動(dòng)化，難怪SMT制造方法在PCB領(lǐng)域比通孔獲得了更大的發(fā)展勢(shì)頭。無(wú)論走哪條路線，請(qǐng)確保您了解制造商使用的PCB制造工藝。在當(dāng)今世界，一切變得更快，更小的情況下，您將需要做出一個(gè)決定，使您獲得最佳的投入回報(bào)。