印制电路板的制造工艺流程与基本介绍

制造印刷电路板（PCB）涉及的过程既耗时又复杂。由于PCB是所有电子电路的中坚力量，因此必须在这些过程中实现卓越。PCB有几种不同的形式。刚性（硬质板），柔性（铜质和覆盖层），刚性-柔性（集成硬质和柔性电路）是最常见的。该出版物将重点介绍用于生产刚性PCB的工艺，该工艺分为3种类型：单面，双面和多层。

刚性PCB最常用的材料是基于称为FR-4的玻璃纤维。使用其他选项，例如用于低成本商业产品的纸酚醛纸。铁氟龙或聚四氟乙烯用于高性能，高频设计。柔性，刚性-柔性通常使用基于聚酰亚胺的基底。

电路板制造工艺

现在，让我们开始制造过程。印刷电路板的制造过程可以概括为以下13个步骤。

1-设计

在制造过程开始之前，需要由CAD操作员根据工作电路原理图设计/布置PCB。设计过程完成后，便会向PCB制造商提供一组文档。文档中包括Gerber文件，其中包括逐层配置，钻取文件，拾取和放置数据以及文本注释。加工印刷品，提供对制造，所有PCB规格，尺寸和公差至关重要的加工说明。

2-制造前准备

一旦PCB房屋收到设计人员的文件包装，他们就可以开始创建制造工艺计划和艺术品包装。制造规范将通过列出诸如材料类型，表面光洁度，电镀，工作面板阵列，工艺路线等内容来确定计划。此外，还可以通过胶片绘图仪创建一组物理艺术品。艺术品将包括PCB的所有层以及用于阻焊层和术语标记的艺术品。

3-材料准备

设计师要求的PCB规格决定了用于开始材料准备工作的材料类型，芯厚度和铜重量。单面和双面的硬质PCB不需要任何内层处理，而直接进入钻孔过程。如果PCB是多层的，则将进行类似的材料准备，但以内层的形式进行，内层的厚度通常要薄得多，可以堆积到预定的最终厚度（堆叠）。

常见的生产面板尺寸为18“ x24”，但只要它在PCB制造能力范围内，就可以使用任何尺寸。

4-仅多层PCB –内层处理

在准备好内层的适当尺寸，材料类型，芯厚度和铜重量后，将其送去钻出加工孔，然后进行印刷。这些层的两面都涂有光刻胶。使用内层艺术品和工具孔将两侧对齐，然后将每侧暴露于紫外线下，详细说明该层所指定的迹线和特征的光学负片。落在光致抗蚀剂上的紫外线将化学药品粘合到铜表面，其余未曝光的化学药品则在显影浴中除去。

下一步是通过蚀刻工艺去除裸露的铜。这留下了隐藏在光致抗蚀剂层下方的铜迹线。在蚀刻过程中，蚀刻剂的浓度和曝光时间都是关键参数。然后剥离抗蚀剂，在内层上留下痕迹和特征。

大多数PCB供应商都使用自动光学检查系统检查层，并使用蚀刻后冲头来优化层压工具孔。

5-仅多层PCB –层压

在设计过程中建立了该过程的预定堆栈。层压过程是在无尘室环境中进行的，内层具有完整的内层，预浸料，铜箔，压板，销钉，不锈钢隔板和垫板。根据成品PCB的厚度，每个压机堆栈每个压机开口可容纳4到6个板。一个4层板堆叠的示例是：压板，钢隔板，铜箔（第4层），预浸料，第3 – 2层芯，预浸料，铜箔，然后重复。组装完4至6个PCB之后，固定一个顶部压板，然后将其放入层压压机中。压机根据轮廓进行坡道加热，并施加压力直至树脂熔点，此时预浸料流动，将多层粘合在一起，然后将压机冷却。取出并准备好后，

6-钻孔

钻孔过程由CNC控制的多工位钻孔机执行，该钻孔机使用高RPM主轴和专为PCB钻孔设计的硬质合金钻头。典型的通孔可以小到以100K RPM以上的速度从0.006英寸到0.008英寸钻孔。

钻孔过程会形成一个干净，光滑的孔壁，不会损坏内层，但是钻孔可为电镀后的内层连通性提供途径，并且非通孔最终成为通孔组件的所在地。

非电镀孔通常作为辅助操作钻孔。

7-镀铜

电镀广泛用于需要电镀通孔的PCB生产中。目的是通过一系列化学处理方法在导电基板上沉积一层铜，然后通过后续的电镀方法将铜层的厚度增加到特定的设计厚度，通常为1 mil或更大。

8-外层处理

外层处理实际上与先前针对内层描述的过程相同。顶层和底层的两面都涂有光刻胶。使用外层艺术品和工具孔将两侧对齐，然后使每一侧都暴露于紫外线下，详细描绘出迹线和特征的光学负向图案。落在光致抗蚀剂上的紫外线将化学药品粘合到铜表面，其余未曝光的化学药品则在显影浴中除去。下一步是通过蚀刻工艺去除裸露的铜。这留下了隐藏在光致抗蚀剂层下方的铜迹线。然后剥离抗蚀剂，在外层上留下痕迹和特征。可以使用自动光学检查在阻焊膜之前查找外层缺陷。

9-锡膏

阻焊层的应用类似于内层和外层工艺。主要区别是在生产面板的整个表面上使用了可光成像的掩模而不是光致抗蚀剂。然后使用艺术品在顶层和底层上拍摄图像。曝光后，会在成像区域剥离掉掩膜。目的是仅暴露将放置和焊接组件的区域。掩模还将PCB的表面光洁度限制在暴露区域。

10-表面处理

最终的表面光洁度有几种选择。金，银，OSP，无铅焊料，含铅焊料等。所有这些都是有效的，但实际上归结为设计要求。金和银通过电镀施加，而无铅焊料和含铅焊料则通过热风焊料水平施加。

11-命名法

大多数PCB在其表面的标记上进行了屏蔽。这些标记主要用于组装过程，其中包括参考标记和极性标记等示例。其他标记可以像零件号标识或制造日期代码一样简单。

12-分板

PCB是在完整的生产面板中生产的，需要将其移出它们的制造轮廓。大多数PCB都以阵列形式设置，以提高组装效率。这些阵列可以有无数种。无法描述。

大多数阵列要么使用硬质合金刀具在CNC铣床上进行轮廓铣削，要么使用金刚石涂层锯齿形刀具刻划。两种方法均有效，方法的选择通常由组装团队确定，组装团队通常会批准在早期阶段建立的阵列。

13-测试

PCB制造商一般使用飞针或钉床测试过程。测试方法由产品数量和/或可用设备决定