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手把手带你了解一块电路板是如何诞生的(电路板用什么制作)

2025-05-12 14:17:16杂谈164

PCB设计文件检查与预处理

所有PCB加工流程的起点都是设计文件的交接。工程师将Gerber文件、钻孔文件和装配图打包发送给工厂后,专业技术人员会使用CAM软件进行全方位检查。重点核对线宽线距是否符合工艺能力,阻焊开窗是否完整,孔位与线路是否对应。对于多层板还需确认层间对准标记是否齐全,电源层分割是否合理。遇到阻抗控制要求时,会模拟计算叠层结构并提出调整建议。

基材选择与裁切

根据板材类型选择覆铜板是制造基础环节。常用FR-4环氧玻纤板根据TG值分为普通型、中TG和高TG三种,高频板则会选用聚四氟乙烯基材。采购回厂的整张大料需要裁切成标准加工尺寸,常见为18×24英寸或21×24英寸。裁切时保留工艺边余量,切割后的覆铜板边缘需打磨去除毛刺,防止后续工序出现划伤。

内层线路制作

为多层板制作内层线路需要经过精密图形转移。首先对覆铜板表面进行化学清洗和棕化处理,涂布感光干膜后使用激光直接成像技术曝光。显影后未被曝光区域干膜溶解,形成抗蚀刻保护层。酸性蚀刻液将裸露铜面腐蚀后,褪除保护膜即完成线路成型。关键控制点包括线宽公差±0.02mm,线路侧蚀量不超过10%,表面粗糙度Ra≤0.5μm。

层压成型工艺

多层板压合采用真空热压技术。将制作好的内层芯板与半固化片(PP片)按叠层结构交错摆放,最外层覆盖铜箔。压机温度分三段控制:120℃时树脂开始流动,170℃时完全固化,最后降温至60℃定型。压力参数需根据板材厚度调整,通常维持在300-400psi。压合后板材需静置24小时释放应力,经X射线检测层间对准度,偏移超过0.075mm需要报废处理。

手把手带你了解一块电路板是如何诞生的(电路板用什么制作)

机械钻孔与激光制孔

电路板通孔加工主要使用数控钻机和激光设备。0.3mm以上孔径采用硬质合金钻头机械加工,主轴转速18万转/分钟,每孔钻入时间控制在0.8秒内。微孔(0.1-0.25mm)使用CO₂激光或UV激光加工,通过能量控制实现孔壁锥度<5°。加工后的孔内会残留树脂残渣,需经等离子清洗或化学除胶处理。钻孔位置精度要求±0.05mm,孔壁粗糙度直接影响后续金属化效果。

孔金属化工艺

实现孔内导电需经历化学沉铜和电镀加厚两个阶段。沉铜前进行凹蚀处理,使孔壁产生1-3μm的微观粗糙度。活化液中钯粒子吸附在孔壁表面,催化化学铜沉积形成0.3-0.5μm导电层。电镀环节采用脉冲电源,在孔内沉积20-25μm铜层,同时完成外层线路加厚。对于高厚径比(8:1以上)的通孔,需要采用震荡电镀或垂直连续电镀技术保障孔内铜厚均匀性。

外层线路成型

外层线路制作采用图形电镀工艺。在覆铜板上压贴抗电镀干膜,曝光显影后露出需要加厚的线路区域。电镀铜使线路高度达到35-40μm,再电镀5μm锡层作为蚀刻保护。褪膜后使用碱性蚀刻液去除多余铜箔,最后退锡完成线路制作。该工艺相较于全板电镀法,能更好控制线路侧蚀,适合制作3/3mil的精细线路。

阻焊与字符印刷

液态感光阻焊油墨通过丝网印刷或涂布机均匀覆盖板面,经曝光显影后露出焊盘区域。固化后阻焊层厚度控制在15-25μm,需通过百格测试检验附着力。字符印刷采用环氧树脂油墨,丝网目数选择200-300目以保证标识清晰度。近年开始推广的激光直接成像阻焊技术,可将阻焊桥精度提升至0.08mm,适用于BGA等密集型封装区域。

表面处理工艺

根据应用需求选择不同表面处理方式。普通消费电子常用OSP有机保焊膜,处理时间90秒形成0.2-0.5μm保护层。工业控制板多采用沉金工艺,在镍层上沉积0.05-0.1μm金层,既保证可焊性又适合金手指插接。无铅喷锡需控制熔锡槽温度245-255℃,形成1-3μm锡层。新型沉银工艺正在普及,其成本低于沉金且适合高频信号传输。

成型与测试环节

数控铣床根据外形文件进行轮廓成型,V-cut机处理拼板分割槽。分板后的单板进行100%电气测试,四线制测试仪检测线路通断,阻抗测试仪验证关键信号线特性阻抗。对于大批量订单,制作专用测试治具提升效率。3D测量仪抽查板厚和平整度,热应力测试模拟回流焊过程验证板材可靠性。最终目检人员借助放大镜检查外观缺陷,使用棉签蘸酒精测试字符附着力。

包装与储运管理

合格电路板用防静电袋真空包装,每叠间隔放置干燥剂。多层板包装时需用硬质隔板防止变形,金手指部位粘贴保护胶带。运输箱外标注防潮、防压标识,批量发货采用恒温恒湿集装箱。仓库实行先进先出管理,拆封后未使用完的PCB需重新抽真空保存。对于军工级产品,还需要在包装内放置温湿度记录卡,确保运输过程符合存储要求。