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(fù)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(xiàn)卓越。PCB有幾種不同的形式。剛性（硬質(zhì)板），柔性（銅質(zhì)和覆蓋層），剛性-柔性（集成硬質(zhì)和柔性電路）是最常見的。該出版物將重點介紹用于生產(chǎn)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(chǎn)品的紙酚醛紙。鐵氟龍或聚四氟乙烯用于高性能，高頻設(shè)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(xiàn)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(shè)計

在制造過程開始之前，需要由CAD操作員根據(jù)工作電路原理圖設(shè)計/布置PCB。設(shè)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(shù)據(jù)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(guān)重要的加工說明。

2-制造前準備

一旦PCB房屋收到設(shè)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(shù)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(nèi)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(shù)品。藝術(shù)品將包括PCB的所有層以及用于阻焊層和術(shù)語標記的藝術(shù)品。

3-材料準備

設(shè)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(zhì)PCB不需要任何內(nèi)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(nèi)層的形式進行，內(nèi)層的厚度通常要薄得多，可以堆積到預(yù)定的最終厚度（堆疊）。

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

4-僅多層PCB –內(nèi)層處理

在準備好內(nèi)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(nèi)層藝術(shù)品和工具孔將兩側(cè)對齊，然后將每側(cè)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(xué)負片。落在光致抗蝕劑上的紫外線將化學(xué)藥品粘合到銅表面，其余未曝光的化學(xué)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(guān)鍵參數(shù)。然后剝離抗蝕劑，在內(nèi)層上留下痕跡和特征。

大多數(shù)PCB供應(yīng)商都使用自動光學(xué)檢查系統(tǒng)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(shè)計過程中建立了該過程的預(yù)定堆棧。層壓過程是在無塵室環(huán)境中進行的，內(nèi)層具有完整的內(nèi)層，預(yù)浸料，銅箔，壓板，銷釘，不銹鋼隔板和墊板。根據(jù)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(yù)浸料，第3 – 2層芯，預(yù)浸料，銅箔，然后重復(fù)。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(jù)輪廓進行坡道加熱，并施加壓力直至樹脂熔點，此時預(yù)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(shè)計的硬質(zhì)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(nèi)層，但是鉆孔可為電鍍后的內(nèi)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(chǎn)中。目的是通過一系列化學(xué)處理方法在導(dǎo)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(shè)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(nèi)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(shù)品和工具孔將兩側(cè)對齊，然后使每一側(cè)都暴露于紫外線下，詳細描繪出跡線和特征的光學(xué)負向圖案。落在光致抗蝕劑上的紫外線將化學(xué)藥品粘合到銅表面，其余未曝光的化學(xué)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。可以使用自動光學(xué)檢查在阻焊膜之前查找外層缺陷。

9-錫膏

阻焊層的應(yīng)用類似于內(nèi)層和外層工藝。主要區(qū)別是在生產(chǎn)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(shù)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(jié)為設(shè)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(fēng)焊料水平施加。

11-命名法

大多數(shù)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(chǎn)面板中生產(chǎn)的，需要將其移出它們的制造輪廓。大多數(shù)PCB都以陣列形式設(shè)置，以提高組裝效率。這些陣列可以有無數(shù)種。無法描述。

大多數(shù)陣列要么使用硬質(zhì)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(chǎn)品數(shù)量和/或可用設(shè)備決定