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一张电路板的诞生之旅——图解PCB制作流程(pcb电路板的制作流程视频)

2025-05-19 12:01:15杂谈523

设计图纸与文件准备

工程师使用专业软件绘制电路原理图是制作起点。布线设计需要考虑电流承载、信号完整性和散热分布,生成包含线路走向、钻孔位置等信息的Gerber文件。文件验证环节通过专用软件进行3D模拟,检查是否存在线路短路、间距不足等问题。最终输出的生产文件需要包含各层线路图、钻孔图、阻焊层标识等十余种技术文档。

基板材料加工

FR-4环氧树脂玻纤板是最常见的基材选择。大型覆铜板经过自动裁切设备分割成标准生产尺寸,常见规格包括18×24英寸或更大板材。裁切后的板材需要经过机械打磨处理,去除边缘毛刺并确保表面平整度。对于高频电路板,会选用聚四氟乙烯或陶瓷基板等特殊材料,这些材料在后续加工中需要调整工艺参数。

图形转移工艺

清洗后的覆铜板表面均匀涂布光敏抗蚀剂,厚度控制在15-25微米之间。通过真空吸附方式将光绘菲林膜与基板紧密贴合,使用紫外曝光机进行图形转移。显影工序采用碳酸钠溶液溶解未曝光部分,形成精确的线路保护层。此阶段需要保持洁净室环境,避免灰尘造成线路缺陷。

线路蚀刻成型

氯化铁或氨水体系蚀刻液温度维持在45-55℃之间,通过喷淋系统对铜面进行腐蚀。实时监控系统自动检测蚀刻终点,确保线路宽度公差控制在±0.05mm以内。完成蚀刻后使用氢氧化钠溶液剥离抗蚀膜,形成最终的导电线路图形。对于多层板,此时已完成外层线路制作。

一张电路板的诞生之旅——图解PCB制作流程(pcb电路板的制作流程视频)

机械钻孔加工

根据设计文件坐标,数控钻床使用钨钢钻头进行通孔加工。直径0.2mm的微孔需要采用转速达15万转/分钟的高速主轴。钻孔后需进行等离子清洗,去除孔内残留的树脂胶渣。盲孔和埋孔加工需要采用激光钻孔技术,通过调焦控制实现不同深度的孔型结构。

孔金属化处理

化学沉铜工序在孔壁沉积0.3-0.5μm的导电层,溶液成分包含硫酸铜和甲醛体系。电镀铜层将孔壁铜厚增至25-30μm,电流密度控制在2A/dm²左右。采用脉冲电镀技术可提高镀层均匀性。对于需要阻抗控制的信号孔,会额外镀镍金层提升导电性能。

阻焊层印刷

液态感光阻焊油墨经丝网印刷覆盖整个板面,厚度控制在20-30μm。预烘烤使油墨初步固化后,使用紫外光通过底片对焊盘区域进行曝光。显影工序去除未固化油墨,保留阻焊图形。最终经过150℃高温烘烤完成完全固化,形成绿色或其他颜色的保护层。

表面处理工艺

焊盘表面处理常用化学沉锡或沉银工艺,沉积层厚度1-3μm。抗氧化处理采用有机保焊膜(OSP)工艺,在铜面形成0.2μm的保护层。金手指部位采用选择性镀金工艺,镍层厚度3-5μm,金层厚度0.05-0.1μm。每种处理方式都有对应的盐雾测试标准,确保焊接可靠性。

丝印标识制作

字符油墨通过280目聚酯丝网转印至阻焊层表面。采用紫外固化油墨可在60秒内完成固化,标识内容包括元件编号、极性标记和厂商logo。高精度丝印设备可实现0.15mm线宽的字符印刷。特殊需求可采用激光雕刻工艺,直接在阻焊层烧蚀出白色标识。

成型与检测工序

V-cut分板机根据设计路径铣切出板边轮廓,余留0.3mm连接筋便于后续掰断。飞针测试仪通过四线制测量法检测线路通断,测试电压控制在10V以下。自动光学检测(AOI)系统以0.02mm精度扫描比对实际线路与设计图纸。最终包装前需进行72小时环境温湿度循环测试。

品质控制要点

线宽公差需控制在±10%以内,最小线距不得低于材料规格的80%。孔位偏移量要求小于0.05mm,孔壁粗糙度Ra值需<30μm。多层板层间对准度偏差不超过0.1mm。阻焊层附着力测试采用3M胶带法,要求无脱落现象。所有测试数据都会录入追溯系统,保存周期不少于产品质保期。

特殊工艺应用

埋阻埋容技术可在内层嵌入电阻电容元件,节省表面空间。刚挠结合板通过热压工艺将柔性电路与刚性基板结合,弯曲半径可达2mm。金属基板采用铝芯散热结构,导热系数提升至2.0W/m·K以上。任意层互连技术(Any-layer HDI)使用激光钻孔和填孔电镀实现20层以上高密度互连。