当前位置:首页 > 杂谈 > 正文内容

PCB制作全流程拆解:从设计到成品的十个关键步骤(pcb板制作步骤)

2025-05-19 11:28:29杂谈570

设计文件准备与检查

工程师使用专业EDA软件完成电路设计后,需输出Gerber格式的生产文件。这些文件包含各层线路图形、钻孔定位、阻焊层等详细信息。生产文件生成后,必须进行设计规则审查,确认线宽线距、孔径大小、层间对位等参数符合工厂加工能力。资深技术人员会使用CAM软件模拟实际生产,提前发现潜在问题,例如最小间距不足或钻孔重合偏差。

基板材料选择与预处理

常用基材FR-4由玻璃纤维布与环氧树脂复合而成,根据应用场景不同,会选用高频材料、铝基板等特殊材质。铜箔厚度通常有1oz(35μm)和0.5oz(18μm)两种规格,生产前需对覆铜板进行表面清洁处理,去除氧化物和杂质。部分高精度板件需要进行棕化处理,增加铜面粗糙度以提升后续工序的附着力。

内层线路成形

清洁后的覆铜板表面涂布光致抗蚀剂,通过紫外曝光将设计图形转移到板面。显影工序去除未固化区域的光阻,露出需要蚀刻的铜层。酸性蚀刻液将暴露铜面溶解后,褪去剩余光阻形成完整线路图形。该环节需严格控制蚀刻速度,保证导线侧壁垂直度,线宽误差需控制在±10%以内。

层压与定位系统

多层板制作时,将内层芯板与半固化片(PP)交替叠放,层间通过定位孔确保对准精度。热压机在高温高压下使树脂流动并完全固化,形成整体结构。层压参数需根据材料类型精确设定,典型温度范围在180-200℃之间,压力维持在300-500psi。X射线检测设备会校验层间对准情况,偏移量超过50μm需作报废处理。

PCB制作全流程拆解:从设计到成品的十个关键步骤(pcb板制作步骤)

机械钻孔与孔壁处理

使用钨钢钻头在数控钻床进行通孔加工,孔径最小可达0.15mm。钻嘴转速控制在10-15万转/分钟,每钻500次需更换新钻头以保证孔壁质量。钻孔后的板件需经过等离子清洗去除孔内残留胶渣,再通过化学沉铜工序在孔壁沉积0.3-0.5μm的导电层,为后续电镀建立基础。

全板电镀与图形电镀

化学沉铜后的板件进入电镀线,首先进行全板镀铜增厚孔壁金属层,标准厚度为20-25μm。第二次电镀前贴抗电镀干膜,通过曝光显影形成线路图形,仅在需要部位进行选择性的铜/锡电镀。该工序决定了最终导体的厚度和电流承载能力,镀层均匀性偏差需控制在±5%以内。

外层线路蚀刻

褪去抗蚀膜后,镀锡区域作为保护层,酸性蚀刻液将未保护铜层完全溶解。采用喷淋式蚀刻设备保持药液浓度稳定,传送带速度影响蚀刻均匀性,需根据铜厚实时调整。完成蚀刻后使用退锡剂去除表面锡层,此时外层线路与内层通过镀铜孔实现电气连接。

阻焊层印刷与固化

液态感光阻焊油墨通过丝网印刷覆盖整板,避开需要焊接的焊盘区域。采用UV曝光显影技术形成精准开窗,高温烘烤使油墨完全固化。阻焊层厚度通常控制在15-25μm,需通过百格测试验证附着力。颜色可选绿色、黑色、红色等,不同颜色对UV光的透射率会影响曝光参数设置。

表面处理工艺选择

常见表面处理包括HASL(喷锡)、沉金、沉银、OSP(有机保焊膜)四种类型。HASL采用63/37锡铅合金,焊盘平整度稍差但成本最低;沉金工艺可得到超平整镍金层,适合高密度焊盘;沉银具有优良导电性但易氧化;OSP环保但保存期限较短。选择时需综合考虑焊接方式、储存周期及成本因素。

成型与终检包装

使用数控铣床沿外形轮廓进行切割,V-CUT分板工艺可在板间制作便于折断的V型槽。成品经过自动光学检测(AOI)设备扫描线路缺陷,飞针测试机验证电气连通性。阻抗控制板需进行TDR测试,高频板要增加介电常数检测。合格产品真空包装时加入干燥剂,外箱标注防潮、防静电标识。

实际操作中,不同工厂会根据设备特点和客户需求调整部分工序顺序。精密医疗设备用PCB可能增加三防漆涂覆工序,汽车电子板件通常要求100%的飞针测试覆盖率。掌握核心工艺流程后,可根据具体应用场景灵活组合各项技术,在保证质量的前提下优化生产成本。