印制电路板制造和原型指南

无论多么复杂，几乎所有您能想到的电子产品都可以找到印刷电路板。从移动设备到车库门开启器，印刷电路板（PCB）是我们享受当今技术便利的手段的核心。

当然，电子设备的使用不仅仅是方便。印刷电路板还用于医疗设备，计算机工业机械，运输方式以及许多其他领域。没有印刷电路板，我们周围的大多数世界将大不相同。

尽管印刷电路板已经存在了100多年，但它们及其提供的可能性仍在不断发展。随着材料和技术的变化，PCB仍在变得越来越小，即使它们能够做得更多。尽管通常很难相信当今技术的能力，但事实是它基于一个相当简单的概念：电气组件之间的导电性。让我们看一下PCB的制造过程，这对于原型PCB和生产PCB都是相似的。

PCB制造工艺

1.创建基材。

印刷电路板的“基材”或基础层是由内衬铜箔层的轧制玻璃纤维制成的。玻璃纤维（和类似材料）不会干扰PCB的运行，但能够有效地电镀并在其上安装组件（稍后会详细介绍）。

2.准备基板。

一旦开始了PCB制造过程，就必须准备好基板以用于其组件和导体的应用和组装。根据印刷电路板的复杂性和设计，通常需要钻很多孔-有些可以导电电镀，有些则不能。这些孔的目的可能是允许在电路板的不同侧面，不同的电路板层之间进行连接，或者用于安装组件（在“通孔安装”电路板上-再次，在后面的术语中还会有更多说明）。

3.创建模式。

在添加组件之前，必须在基板的铜箔表面上创建PCB图案。在此步骤中，首先将UV光敏材料粘贴到基板的整个表面。然后，将具有PCB预期图案的模版放在基板的顶部，然后将其暴露于UV光以“激活”光敏材料。该材料变得可溶，然后容易溶解，从而使铜箔露出所需的PCB图案。从这里开始，将一层薄薄的附加铜层电镀到裸露的铜箔上，然后覆盖一层保护性锡涂层。然后，除去剩余的未保护的铜箔。

4.中间步骤。

在连接或安装电子组件之前，需要进行一些中间准备过程。在PCB图案的边缘添加了触点，并从铜镀层上去除了保护性的锡涂层。电路板也暂时用环氧树脂密封，因此在组装过程中不会损坏图案。

5.安装组件。

电子组件（例如，微芯片）通过以下两种方式之一连接或安装到PCB：在表面安装过程中，将组件直接焊接到板上，与电路直接接触。在通孔过程中，将组件连接到板的与导电电路相反的一侧，并通过细线连接到另一侧（在步骤2中较早地钻出的通孔）并焊接在其中与电路接触。

6.整理过程。

一旦正确安装了所有组件，PCB将经过质量测试，然后在运输前用塑料包装以提供保护。

PCB类型

前面我们讨论了表面安装和通孔PCB，这是两种主要的组件类型。PCB之间也有其他差异，具体取决于它们的尺寸和所需的功能：

l单面PCB：

与其他类型相比，最简单的类型。单面PCB在基板的一侧具有电路。

l双面PCB：

比单面PCB更复杂。在双面PCB上，电路的复杂性或组件的数量都无法适应基板的单面，因此上述过程都在双面上进行。

l多层PCB：

最复杂的印刷电路板类型。多层PCB可以看作是连接的多个PCB（尽管它们实际上是一个由多层构造的基板）。通过钻孔和电线在电路之间形成连接。多层PCB是针对更复杂电路的简化解决方案，每一层都能够处理特定的功能或要求。

PCB原型

数量惊人的印刷电路板制造商不提供PCB原型服务。无论他们是觉得不需要，没有设备能力还是不想缩短生产周期，事实都是PCB的原型制作与实际生产过程几乎一样重要。不管PCB的相对复杂性如何，该过程始终非常复杂。通过原型测试可以并且应该在生产之前进行，以确保PCB的功能符合预期。

原型制作可以在PCB制造中受益的领域包括：

创建电路图案模具：

如果工厂的机械无法正确地制作图案模具（例如，由于无法满足极小的公差），则将无法正确制造电路板。

组件功能：

通过对PCB进行原型制作，可以确保所有连接都能正常工作，并且组件可以正常工作，而不会产生干扰或一致性问题。

电路板配置和布局：

PCB原型使您可以实际了解电路板的功能。您可能会决定需要双面板而不是单面板，反之亦然。看到电路板的物理示意图可能会说明不同的，更优化的电路和组件布局方式。考虑到生产错误可能产生的成本，对PCB原型进行投入绝对不是一个坏主意。

确保与拥有专业知识和能力的PCB和PCB原型供应商合作，以指导您完成原型制作过程，并可以协助设计和生产。在这样一个注重细节的过程中，知识和经验的重要性不可低估。