深入了解 PCB 制造技术：铣削

作者：Jake Hertz

印刷电路板 （PCB） 是现代电子产品的支柱，几乎是所有电子设备的基础。在用于生产 PCB 的各种方法中，铣削是一种流行的技术，特别是用于原型制作和小规模生产。本博客探讨了 PCB 铣削的复杂性、铣削工艺、其优势、挑战和应用。

了解 PCB 铣削

PCB 铣削涉及从覆铜板上机械去除材料，以创建电气隔离并形成电路图案。与使用化学溶液溶解不需要的铜的传统蚀刻方法不同，铣削使用精确控制的铣削钻头来物理雕刻出所需的痕迹。该过程通常使用计算机数控 （CNC） 铣床进行，该铣床被编程为遵循特定的设计布局，以保证精度和可重复性。

铣削过程包括从覆铜板上机械去除材料。

常规的PCB铣削工艺如下：

1. 设计准备： 该过程从使用 CAD（计算机辅助设计）软件设计 PCB 布局开始。然后将此数字设计转换为 G 代码，这是 CNC 机器可以理解的一种语言，它决定了铣削钻头的刀具路径。
2. 材料选择： 选择覆铜层压板（通常为 FR-4）作为基材。铜层的厚度是根据所需的载流能力和设计规格来选择的。
3. 制粉： 配备高速主轴和微型铣削钻头的 CNC 机床开始铣削过程。该位遵循 G 代码中指定的工具路径，去除铜并创建电路走线。该机器的精度允许复杂的设计和细间距组件。
4. 钻孔和切割： 铣削后，机器为通孔和元件引线钻孔。然后将 PCB 切割成所需的形状，完成制造过程。

PCB 铣削的优势

在考虑 PCB 制造技术时，您可能想知道为什么铣削比蚀刻等更传统的方法更受欢迎。铣削的一些主要优点是：

• 原型制作效率： 铣削对于快速原型制作特别有利。它允许快速迭代 PCB 设计，而无需化学处理，使其成为小批量生产或开发工作的理想选择。
• 无化学废物： 与蚀刻不同，铣削不涉及危险化学品，使其成为更环保的选择。这也简化了设置，因为不需要废物处理系统。
• 精度和控制： CNC 铣削工艺提供高精度，能够创建精细的痕迹和复杂的图案。这种精度对于需要严格公差的高密度设计和现代电子产品非常重要。

PCB 铣削的挑战

尽管铣削有很多好处，但它并非没有挑战。这些包括：

• 工具磨损和维护： 该工艺中使用的微铣削钻头容易磨损，尤其是在铣削硬质材料或厚铜层时。定期维护和更换钻头对于保持质量和精度至关重要。
• 表面光洁度： 铣削会留下毛刺或不平整的表面，这可能需要额外的处理，例如打磨或抛光，以获得光滑的表面。这种考虑适用于表面粗糙度会影响信号完整性的高频 PCB。
• 有限层数： 虽然铣削非常适合单面或双面 PCB，但由于对齐和铣削多层的复杂性，它不太适合多层板。

PCB 铣削的应用

鉴于铣削的优缺点，该技术广泛用于以原型设计为主要目标的场景。

双面铣削 PCB。

工程师通常依靠 PCB 铣削来快速生产和测试新设计，并在投入大规模制造之前根据需要进行迭代。快速生产工作 PCB 可以显著缩短开发周期，并有助于更快地将产品推向市场。

此外，需要生产定制 PCB 的小型企业或业余爱好者可能会发现铣削是一种方便且具有成本效益的解决方案。铣削为无法证明大规模生产方法的设置成本不合理的项目提供了一种实用的替代方案。

结论

虽然 PCB 铣削可能不是大批量生产的最佳选择，但它在需要快速原型制作、精度和环境友好性的场景中表现出色。了解何时以及为何使用铣削可以帮助您在 PCB 制造过程中做出明智的决策，并帮助您选择最适合您特定需求的技术。

审核编辑 黄宇