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PCB板是怎么造出来的?一步步拆解制作流程(pcb板制作流程图解)

2025-05-19 18:50:53杂谈6

设计与工程准备

PCB生产的第一步是设计环节。工程师使用专业软件,根据电路功能需求绘制线路图,确定元器件布局与走线路径。设计完成后生成Gerber文件,包含各层铜箔图形、钻孔位置等信息。文件需经过多次校验,确保无短路、断路或间距违规问题。确认无误后,生产厂家根据设计规格匹配基材类型、板材厚度等参数,制定工艺路线卡。

基材加工处理

选定环氧树脂覆铜板作为基础材料,通过自动裁板机切割成标准尺寸。板材表面需进行研磨处理,去除氧化层及杂质,增强后续工序的结合力。部分高频电路板会采用特殊基材,例如聚四氟乙烯或陶瓷基板。板材边缘打磨后,使用化学药水进行微蚀刻,形成均匀的粗糙面,为图形转移打下基础。

图形转移工艺

将设计图形转移到铜箔层是核心步骤。现代工艺主要采用两种方式:干膜法和湿法成像。干膜工艺通过真空压膜机将光敏膜贴合在铜面,经紫外曝光显影后形成抗蚀刻图案。湿法工艺则直接涂布液态光阻材料,经烘烤固化后完成图形成型。高精度线路多选用激光直接成像技术,无需物理底片,直接将数字图形投射到基板。

蚀刻成型阶段

图形转移后的基板进入蚀刻线。碱性蚀刻液溶解未受保护的铜箔,保留设计所需的线路图形。蚀刻参数需精确控制,温度通常保持在45-55℃,传送速度与药水浓度直接影响线宽精度。对于多层板,需重复进行多次图形转移和蚀刻。完成线路制作后,使用褪膜机去除表面抗蚀层,露出完整电路图案。

PCB板是怎么造出来的?一步步拆解制作流程(pcb板制作流程图解)

机械钻孔加工

数控钻床根据设计文件对PCB进行通孔加工。钻头直径从0.1mm到6mm不等,转速高达15万转/分钟。钻孔质量直接影响后续电镀效果,需定期更换钻头并清理孔内碎屑。高密度互连板采用激光钻孔技术,能实现0.05mm级别的微孔加工。钻孔完成后,使用高压水枪冲洗孔壁,移除残留的环氧树脂和玻璃纤维。

孔金属化处理

为建立层间电气连接,需对钻孔进行化学沉铜处理。首先通过等离子清洗活化孔壁,接着浸泡在钯催化剂溶液中,使孔内沉积导电层。化学铜液的温度控制在28-32℃,沉积时间约20分钟。完成初始导电层后,采用电镀铜加厚孔壁,确保通孔电阻符合要求。精密板还会增加镀锡步骤,防止铜层氧化影响焊接性能。

阻焊层制作

阻焊层俗称绿油,用于保护线路并防止焊接短路。丝网印刷或喷墨打印技术将液态感光油墨覆盖在板面,避开焊盘区域。经紫外线曝光后,未固化部分被碳酸钠溶液冲洗掉。现代工艺可实现阻焊桥宽度小于50μm,满足高密度封装需求。部分产品使用白色或黑色阻焊油墨,主要取决于终端产品的标识要求。

表面处理工艺

焊盘表面处理直接影响焊接可靠性。常见方式包括喷锡、沉金、OSP(有机保焊膜)。喷锡工艺将熔融锡铅合金喷涂在焊盘,形成抗氧化层;无铅工艺改用锡银铜合金。沉金通过化学置换反应镀上0.05-0.1μm金层,适用于金手指等高频接触部件。OSP处理形成有机保护膜,成本较低但保存期较短。

丝印与外形加工

采用丝网印刷工艺标注元件位号、厂商标识等信息。油墨需经过120℃烘烤固化,确保附着力和耐磨性。外形轮廓由数控铣床加工,主轴转速8000-24000转/分钟,使用硬质合金刀具切割板边。对于异形板件,可采用激光切割或冲压成型。板边倒角处理可防止组装时划伤其他部件。

质量检测流程

完成加工的PCB需经过多道检测工序。自动光学检测仪(AOI)比对实际线路与设计图形,识别开路、短路缺陷。飞针测试机对关键网络进行电气导通验证。阻抗测试仪检测高频信号线的特性阻抗值。抽样产品还需进行可焊性测试、热冲击试验等可靠性验证。合格产品按客户要求真空包装,附上质检报告交付客户。