新(xin)材料科(kē)技與化(huà)學技術(shù)創新
電(diàn)鍍中間(jiān)體/水性(xing)工業塗(tú)料/工業(ye)清洗化(huà)學品
技術資(zi)訊_PCB制作(zuò)工藝過(guò)程大揭(jiē)秘！（動态(tài)圖解）
PCB( Printed Circuit Board)，中(zhōng)文名稱(cheng)爲印制(zhi)電路闆(pan)，又稱印(yìn)刷線路(lù)闆，是重(zhong)要的電(diàn)子部件(jian)，是電子(zi)元器件(jiàn)的支撐(chēng)體。由于(yú)它是采(cǎi)用電子(zi)印刷術(shu)制作的(de)，故被稱(chēng)爲“印刷(shuā)”電路闆(pan)。
在PCB出現(xiàn)之前，電(diàn)路是通(tong)過點到(dào)點的接(jiē)線組成(cheng)的。這種(zhong)方法的(de)可靠性(xing)低，因爲(wèi)随着電(dian)路的老(lao)化，線路(lu)的破裂(lie)會導緻(zhi)線路節(jiē)點的斷(duan)路或者(zhe)短路。繞(rào)線技術(shu)是電路(lu)技術的(de)一個重(zhong)大進步(bu)，這種方(fāng)法通過(guo)将小口(kou)徑線材(cai)繞在連(lián)接點的(de)柱子上(shang)，提升了(le)線路的(de)耐久性(xing)以及可(kě)更換性(xing)。
當電子(zǐ)行業從(cóng)真空管(guan)、繼電器(qi)發展到(dao)矽半導(dǎo)體以及(ji)集成電(dian)路的時(shi)候，電子(zǐ)元器件(jiàn)的尺寸(cun)和價格(ge)也在下(xia)降。電子(zi)産品越(yue)來越頻(pín)繁的出(chu)現在了(le)消費領(ling)域，促使(shi)廠商去(qù)尋找較(jiào)小以及(jí)性價比(bi)高的方(fāng)案。于是(shi)，PCB誕生了(le)。
PCB制作工(gōng)藝過程(chéng)
PCB的制作(zuò)非常複(fú)雜，以四(sì)層印制(zhì)闆爲例(lì)，其制作(zuò)過程主(zhǔ)要包括(kuò)了PCB布局(jú)、芯闆的(de)制作、内(nèi)層PCB布局(ju)轉移、芯(xin)闆打孔(kong)與檢查(cha)、層壓、鑽(zuan)孔、孔壁(bì)的銅化(huà)學沉澱(dian)、外層PCB布(bu)局轉移(yí)、外層PCB蝕(shí)刻等步(bù)驟。
01
PCB布局(ju)
PCB制作第(dì)一步是(shi)整理并(bìng)檢查PCB布(bu)局(Layout)。PCB制作(zuò)工廠收(shou)到PCB設計(ji)公司的(de)CAD文件，由(you)于每個(gè)CAD軟件都(dōu)有自己(ji)獨特的(de)文件格(gé)式，所以(yi)PCB工廠會(huì)轉化爲(wèi)一個統(tong)一的格(ge)式——Extended Gerber RS-274X 或者(zhe) Gerber X2。然後工(gong)廠的工(gong)程師會(huì)檢查PCB布(bù)局是否(fou)符合制(zhì)作工藝(yi)，有沒有(yǒu)什麽缺(que)陷等問(wen)題。
02
芯闆(pan)的制作(zuò)
清洗覆(fù)銅闆，如(rú)果有灰(hui)塵的話(hua)可能導(dao)緻最後(hòu)的電路(lu)短路或(huò)者斷路(lù)。
下圖是(shi)一張8層(ceng)PCB的圖例(lì)，實際上(shang)是由3張(zhang)覆銅闆(pan)(芯闆)加(jia)2張銅膜(mo)，然後用(yòng)半固化(huà)片粘連(lian)起來的(de)。制作順(shun)序是從(cóng)最中間(jian)的芯闆(pan)(4、5層線路(lù))開始，不(bu)斷地疊(die)加在一(yī)起，然後(hòu)固定。4層(céng)PCB的制作(zuò)也是類(lèi)似的，隻(zhi)不過隻(zhi)用了1張(zhāng)芯闆加(jia)2張銅膜(mó)。
内層PCB布(bu)局轉移(yi)
先要制(zhi)作最中(zhōng)間芯闆(pǎn)(Core)的兩層(céng)線路。覆(fù)銅闆清(qīng)洗幹淨(jing)後會在(zai)表面蓋(gai)上一層(céng)感光膜(mo)。這種膜(mó)遇到光(guang)會固化(hua)，在覆銅(tong)闆的銅(tong)箔上形(xing)成一層(ceng)保護膜(mó)。
将兩層(ceng)PCB布局膠(jiao)片和雙(shuāng)層覆銅(tong)闆，最後(hòu)插入上(shàng)層的PCB布(bù)局膠片(pian)，保證上(shàng)下兩層(ceng)PCB布局膠(jiao)片層疊(die)位置精(jing)準。
然(ran)後用堿(jian)液将沒(méi)有固化(hua)的感光(guang)膜清洗(xǐ)掉，需要(yào)的銅箔(bó)線路将(jiāng)會被固(gù)化的感(gan)光膜所(suǒ)覆蓋。
然(rán)後再用(yòng)強堿，比(bi)如NaOH将不(bu)需要的(de)銅箔蝕(shí)刻掉。
将(jiāng)固化的(de)感光膜(mo)撕掉，露(lù)出需要(yao)的PCB布局(jú)線路銅(tong)箔。
04
芯闆(pan)打孔與(yu)檢查
芯(xin)闆已經(jīng)制作成(cheng)功。然後(hòu)在芯闆(pǎn)上打對(duì)位孔，方(fāng)便接下(xia)來和其(qi)它原料(liao)對齊。
芯(xīn)闆一旦(dan)和其它(ta)層的PCB壓(yā)制在一(yī)起就無(wu)法進行(háng)修改了(le)，所以檢(jiǎn)查非常(cháng)重要。會(hui)由機器(qi)自動和(hé)PCB布局圖(tú)紙進行(háng)比對，查(chá)看錯誤(wu)。
層壓
這(zhè)裏需要(yao)一個新(xin)的原料(liào)叫做半(bàn)固化片(pian)，是芯闆(pan)與芯闆(pǎn)(PCB層數>4)，以(yi)及芯闆(pǎn)與外層(ceng)銅箔之(zhi)間的粘(zhan)合劑，同(tong)時也起(qi)到絕緣(yuán)的作用(yong)。
下層的(de)銅箔和(he)兩層半(bàn)固化片(pian)已經提(tí)前通過(guo)對位孔(kǒng)和下層(céng)的鐵闆(pǎn)固定好(hǎo)位置，然(rán)後将制(zhi)作好的(de)芯闆也(yě)放入對(duì)位孔中(zhong)，最後依(yi)次将兩(liang)層半固(gu)化片、一(yi)層銅箔(bo)和一層(ceng)承壓的(de)鋁闆覆(fù)蓋到芯(xīn)闆上。
将(jiāng)被鐵闆(pan)夾住的(de)PCB闆子們(men)放置到(dao)支架上(shang)，然後送(sòng)入真空(kōng)熱壓機(ji)中進行(hang)層壓。真(zhen)空熱壓(ya)機裏的(de)高溫可(kě)以融化(hua)半固化(hua)片裏的(de)環氧樹(shù)脂，在壓(ya)力下将(jiang)芯闆們(men)和銅箔(bo)們固定(ding)在一起(qi)。
層壓完(wan)成後，卸(xie)掉壓制(zhì)PCB的上層(céng)鐵闆。然(ran)後将承(cheng)壓的鋁(lü)闆拿走(zǒu)，鋁闆還(hái)起到了(le)隔離不(bú)同PCB以及(jí)保證PCB外(wai)層銅箔(bó)光滑的(de)責任。這(zhè)時拿出(chu)來的PCB的(de)兩面都(dōu)會被一(yī)層光滑(hua)的銅箔(bó)所覆蓋(gai)。
06
鑽孔
要(yào)将PCB裏4層(ceng)毫不接(jiē)觸的銅(tóng)箔連接(jie)在一起(qǐ)，首先要(yao)鑽出上(shàng)下貫通(tong)的穿孔(kong)來打通(tong)PCB，然後把(ba)孔壁金(jīn)屬化來(lái)導電。
将一層(ceng)鋁闆放(fang)在打孔(kǒng)機機床(chuang)上，然後(hòu)将PCB放在(zai)上面。爲(wei)了提高(gao)效率，根(gēn)據PCB的層(ceng)數會将(jiang)1~3個相同(tóng)的PCB闆疊(dié)在一起(qi)進行穿(chuan)孔。最後(hou)在最上(shàng)面的PCB上(shàng)蓋上一(yī)層鋁闆(pan)，上下兩(liang)層的鋁(lǚ)闆是爲(wèi)了當鑽(zuàn)頭鑽進(jìn)和鑽出(chu)的時候(hòu)，不會撕(si)裂PCB上的(de)銅箔。
在(zai)之前的(de)層壓工(gōng)序中，融(róng)化的環(huán)氧樹脂(zhī)被擠壓(yā)到了PCB外(wai)面，所以(yǐ)需要進(jìn)行切除(chú)。靠模銑(xǐ)床根據(jù)PCB正确的(de)XY坐标對(dui)其外圍(wéi)進行切(qiē)割。
07
孔壁(bì)的銅化(hua)學沉澱(diàn)
由于幾(ji)乎所有(yǒu)PCB設計都(dōu)是用穿(chuan)孔來進(jin)行連接(jie)的不同(tong)層的線(xiàn)路，一個(ge)好的連(lián)接需要(yào)25微米的(de)銅膜在(zai)孔壁上(shàng)。這種厚(hou)度的銅(tong)膜需要(yào)通過電(diàn)鍍來實(shí)現，但是(shi)孔壁是(shì)由不導(dao)電的環(huán)氧樹脂(zhī)和玻璃(li)纖維闆(pǎn)組成。
所(suǒ)以第一(yī)步就是(shi)先在孔(kong)壁上堆(duī)積一層(ceng)導電物(wù)質，通過(guò)化學沉(chén)積的方(fāng)式在整(zheng)個PCB表面(miàn)，也包括(kuo)孔壁上(shang)形成1微(wēi)米的銅(tóng)膜。整個(ge)過程比(bi)如化學(xue)處理和(hé)清洗等(deng)都是由(you)機器控(kong)制的。
清洗(xǐ)PCB
運送PCB
08
外(wài)層PCB布局(jú)轉移
接(jiē)下來會(huì)将外層(ceng)的PCB布局(jú)轉移到(dao)銅箔上(shàng)，過程和(he)之前的(de)内層芯(xīn)闆PCB布局(ju)轉移原(yuán)理差不(bu)多，都是(shi)利用影(yǐng)印的膠(jiāo)片和感(gǎn)光膜将(jiāng)PCB布局轉(zhuǎn)移到銅(tong)箔上，唯(wéi)一的不(bu)同是将(jiang)會采用(yong)正片做(zuo)闆。
内層(céng)PCB布局轉(zhuǎn)移采用(yong)的是減(jiǎn)成法，采(cai)用的是(shi)負片做(zuo)闆。PCB上被(bei)固化感(gan)光膜覆(fu)蓋的爲(wei)線路，清(qing)洗掉沒(mei)固化的(de)感光膜(mó)，露出的(de)銅箔被(bèi)蝕刻後(hou)，PCB布局線(xian)路被固(gu)化的感(gǎn)光膜保(bao)護而留(liú)下。
将(jiang)PCB用夾子(zǐ)夾住，将(jiang)銅電鍍(dù)上去。之(zhī)前提到(dao)，爲了保(bǎo)證孔位(wèi)有足夠(gòu)好的導(dǎo)電性，孔(kong)壁上電(diàn)鍍的銅(tong)膜必須(xū)要有25微(wei)米的厚(hòu)度，所以(yi)整套系(xi)統将會(hui)由電腦(nao)自動控(kòng)制，保證(zheng)其精确(que)性。
9
外層(ceng)PCB蝕刻
接(jie)下來由(you)一條完(wán)整的自(zì)動化流(liu)水線完(wan)成蝕刻(ke)的工序(xù)。首先将(jiāng)PCB闆上被(bei)固化的(de)感光膜(mo)清洗掉(diao)。然後用(yong)強堿清(qing)洗掉被(bèi)其覆蓋(gai)的不需(xū)要的銅(tóng)箔。再用(yòng)退錫液(yè)将PCB布局(ju)銅箔上(shang)的錫鍍(du)層退除(chu)。清洗幹(gan)淨後4層(céng)PCB布局就(jiu)完成了(le)。
(來源：電(dian)子電路(lu) PCB制作工(gong)藝過程(cheng)大揭秘(mì)!(動态圖(tu)解) )
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