PCB生产加工流程全解析(pcb的生产加工流程)(pcb主要生产流程)
开料
PCB的生产始于开料环节。这一过程是将大型的覆铜板按照设计要求切割成合适大小的基板。覆铜板是由绝缘材料和铜箔组成的,常用的绝缘材料有酚醛纸基、环氧玻璃布基等。在开料时,需要根据PCB板的尺寸规格,使用专业的切割设备,如铡刀式开料机或激光切割机。对于精度要求较高的PCB板,激光切割机能够实现更精确的尺寸控制,确保基板的边缘整齐、光滑,为后续的加工提供良好的基础。例如,在生产一些高密度封装的电子产品所用的PCB板时,对基板尺寸的精度要求极高,激光切割就能很好地满足这一需求。开料完成后,会得到一块块符合设计尺寸的覆铜板基板,它们将被投入到下一个生产环节。
内层线路制作
内层线路制作是PCB生产的关键环节之一。首先,要对基板进行表面处理,使其表面清洁、干燥且具有良好的附着力。然后,通过曝光、显影等工艺将设计好的线路图案转移到基板上。具体来说,会在基板上涂上一层感光油墨,将带有线路图案的掩膜覆盖在基板上,再进行曝光。曝光后,未被掩膜遮挡的部分感光油墨会发生化学反应,经过显影处理,这部分油墨就会被去除,露出基板上的铜箔。接着,通过化学蚀刻的方法,将未被感光油墨保护的铜箔腐蚀掉,从而形成所需的线路。在这个过程中,蚀刻液的成分、温度、蚀刻时间等参数都需要严格控制,以确保线路的精度和质量。例如,如果蚀刻时间过长,可能会导致线路变细甚至断裂;如果蚀刻时间过短,则可能无法完全去除多余的铜箔,影响线路的准确性。完成内层线路制作后,需要进行检验,确保线路无断路、短路等缺陷。
压合
压合环节是将已经制作好内层线路的多层覆铜板叠加在一起,并通过高温高压使它们粘结成一个整体。在压合之前,需要在每层覆铜板之间放置半固化片(PP片),半固化片在高温高压下会熔化并固化,从而将各层粘结在一起。压合的过程需要在专用的压合机中进行,压合机能够提供足够的压力和精确的温度控制。压合的温度通常在100 - 200℃之间,压力则根据板材的厚度和面积等因素进行调整。在压合过程中,要确保各层的对齐精度,避免出现层偏等问题。因为一旦层偏,就会导致后续的钻孔、电镀等工序出现偏差,影响整个PCB板的质量。例如,在一些多层高速PCB板的生产中,层偏可能会引起信号传输的反射和损耗,降低信号的完整性。压合完成后,需要对层压板进行冷却处理,使其内部结构稳定。
钻孔
钻孔是在压合后的PCB板上钻出各种孔洞,这些孔洞包括过孔、安装孔等。钻孔设备通常有数控钻床和激光钻孔机。数控钻床适用于钻较大的孔,它能够根据预先设计的孔位和孔径进行精确钻孔。激光钻孔机则用于钻微小的孔,如一些高密度封装的芯片封装所用的PCB板上的微孔。在钻孔过程中,需要选择合适的钻头材质和钻孔参数。例如,对于硬度较高的板材,需要使用硬质合金钻头;而对于一些特殊要求的微小孔,可能需要使用紫外激光钻孔技术。钻孔时还要注意控制钻孔的深度和孔壁的质量,避免出现孔壁粗糙、毛刺等问题。因为这些孔洞在后续的工序中需要进行金属化处理或者插装元件,孔壁的质量直接影响到元件的安装和电气连接性能。
孔金属化
孔金属化是为了使钻孔后的孔壁具有导电性,以便实现层与层之间的电气连接。这一过程主要包括除胶渣、沉铜等步骤。首先,通过化学方法去除孔壁上的胶渣,这些胶渣是压合过程中半固化片残留的物质。除胶渣后,进行沉铜处理。沉铜是在孔壁上沉积一层铜,使孔壁具有导电性。沉铜的方法有多种,如置换法、电解法等。置换法是利用化学置换反应,在孔壁上置换出铜层;电解法则是通过电解作用,在孔壁上沉积铜层。在沉铜过程中,需要控制好溶液的成分、温度、电流密度等参数,以确保铜层的质量和厚度均匀性。例如,如果电流密度过大,可能会导致铜层结晶粗糙,影响其导电性能;如果电流密度过小,则会使铜层沉积速度过慢,增加生产成本。完成孔金属化后,还需要对孔内的铜层进行检测,确保其导电性和结合力良好。
外层线路制作
外层线路制作与内层线路制作类似,但也有一些不同之处。首先,同样需要进行表面处理和曝光显影等工艺,将外层线路图案转移到PCB板上。不过,外层线路通常是直接暴露在外部环境中的,所以对其耐蚀性和耐磨性要求更高。在蚀刻外层线路时,要注意控制蚀刻的程度,避免对内层线路造成损伤。同时,外层线路的精度也会影响整个PCB板的性能。例如,在一些高频信号传输的PCB板上,外层线路的宽度和间距的精度会直接影响信号的传输特性。完成外层线路制作后,还需要进行镀锡或镀金等表面处理,以提高线路的抗氧化性和可焊性。镀锡可以使线路表面形成一层致密的锡层,防止铜层氧化;镀金则可以提高线路的导电性和耐腐蚀性,常用于一些高端电子产品的PCB板。
丝印
丝印环节是在PCB板上印刷各种标识、文字和图案。这些标识包括元件的编号、型号、生产厂家信息等,文字和图案则有助于电路板的装配和维护。丝印使用的是丝印机和专用的丝印油墨。在丝印前,需要制作好丝印网版,网版上刻有需要印刷的图案和文字。将油墨倒在网版上,通过刮板的压力使油墨透过网版的镂空部分,印刷在PCB板上。丝印油墨需要具有良好的附着力、耐磨性和耐化学腐蚀性。例如,在一些工业控制用的PCB板上,丝印的标识需要能够经受住恶劣的环境条件,如高温、高湿、化学物质侵蚀等。丝印完成后,需要对油墨进行固化处理,使其牢固地附着在PCB板上。
测试与检验
在PCB生产加工的最后一道工序是测试与检验。测试的目的是检查PCB板的电气性能是否符合设计要求,包括开路测试、短路测试、阻抗测试等。开路测试是检查线路是否有断开的情况;短路测试则是检查线路之间是否存在不应存在的连接;阻抗测试是检查线路的阻抗是否在规定的范围内,这对于高频信号传输的PCB板尤为重要。检验还包括外观检验,检查PCB板的尺寸、孔洞、线路、丝印等是否符合质量标准。例如,检查线路是否有划痕、气泡,孔洞是否干净、无毛刺等。只有通过严格的测试和检验的PCB板,才能被认定为合格产品,投入电子设备的组装生产中。