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PCB是怎么造出来的?一步步拆解生产过程(pcb怎么样)

2025-05-19 18:34:30杂谈6

设计与文件准备

一块PCB的诞生,首先从电路设计开始。工程师使用专业软件绘制电路原理图,确定元器件的位置连接关系,随后将原理图转换为PCB布局文件。这个阶段需要反复调整布线路径,确保信号完整性并避免电磁干扰。最终生成的Gerber文件包含各层图形、钻孔定位等信息,成为后续生产的核心依据。

基板材料选择与预处理

覆铜基板是PCB的基础材料,常见类型包括FR-4环氧树脂板和柔性聚酰亚胺板。生产前需将大尺寸板材切割成标准加工尺寸,去除边缘毛刺。对于高频电路板,会选用低损耗的特种材料,表面经过等离子清洗增强附着力。不同应用场景的板材介电常数、耐温系数等参数直接影响成品性能。

图形转移工艺

通过光刻技术将设计图形转移到覆铜板上是关键工序。在洁净车间内,板材均匀涂覆光敏抗蚀剂,使用紫外光通过底片曝光。显影后,未被光照的区域抗蚀剂溶解,裸露出需要保留的铜层。高精度设备能实现线宽线距小于50微米的精细线路,部分高端工艺采用激光直接成像技术替代传统菲林曝光。

蚀刻与铜层成型

将曝光后的基板浸入蚀刻液,裸露的铜层与氯化铁溶液反应逐渐溶解,被抗蚀剂覆盖的区域形成最终电路。这个过程需要精准控制药液浓度和温度,现代设备通过喷淋系统提高蚀刻均匀性。完成蚀刻后,使用氢氧化钠溶液剥离剩余抗蚀剂,露出完整的铜线路图形。

PCB是怎么造出来的?一步步拆解生产过程(pcb怎么样)

机械钻孔与激光制孔

多层PCB需要通过钻孔实现层间互联。传统机械钻头可加工0.2mm以上的通孔,高速主轴转速超过15万转/分钟。对于微型盲埋孔,采用二氧化碳激光或紫外激光烧蚀,最小孔径可达0.05mm。钻削产生的粉尘需及时清理,先进设备配备自动换刀系统和实时孔径检测功能。

孔金属化处理

钻孔后的孔壁需要形成导电层。化学沉铜工艺首先在孔内沉积0.3-1μm的化学铜,随后通过电镀加厚至15-25μm。特殊结构的填孔电镀可完全填充微小孔洞,避免后续工序残留气泡。沉铜药液的活性成分控制和镀槽电流密度直接影响孔壁镀层的均匀性。

阻焊层印刷

阻焊油墨覆盖在不需要焊接的区域,防止短路并提高绝缘性。使用丝网印刷或喷墨打印技术涂布液态油墨,紫外光固化后形成永久保护层。现代阻焊材料具备耐高温、抗化焊特性,颜色选择从传统绿色扩展到蓝、红、黑等多色系,部分产品采用哑光表面减少反光干扰。

表面处理工艺

裸露焊盘需进行表面处理确保可焊性。热风整平工艺在焊盘上镀锡铅合金,无铅工艺改用化学沉锡或沉银。高密度板常用ENIG(化学镍金)工艺,镍层提供扩散阻挡层,0.05μm的金层保持焊盘抗氧化能力。部分高频板采用OSP有机保护膜处理,成本更低但保存期限较短。

外形加工与分板

根据设计图纸,使用数控铣床切割出最终外形。V-cut工艺在拼板间划出浅槽便于后期分板,邮票孔设计适用于异形板拆分。对于超薄板件,采用激光切割避免机械应力损伤。加工完成的单板需去除毛刺,经高压水洗清除残留铜屑和粉尘。

电气测试与质检

飞针测试仪通过移动探针检测网络连通性,适用于小批量多品种生产。大批量板采用专用测试夹具,3秒内完成数千个测试点的导通/绝缘检测。X射线检查设备可透视多层板内部结构,自动光学检测系统比对实际焊盘与设计文件的偏差。最终抽样进行高温高湿环境测试,确保产品可靠性。

包装与存储管理

合格PCB用防静电袋真空封装,间隔放置干燥剂防止受潮。多层板叠放时插入瓦楞纸隔板避免擦伤,外箱标注材质、层数、阻燃等级等信息。仓库维持温度20-25℃、湿度30-50%的储存环境,先进先出原则确保产品在6个月有效期内的使用性能。