新材料科技與(yu)化學技術創新
電(dian)鍍中間體/水性工(gōng)業塗料/工業清洗(xi)化學品
PCB( Printed Circuit Board)，中文(wen)名稱爲印制電路(lù)闆，又稱印刷線路(lu)闆，是重要的電子(zǐ)部件，是電子元器(qì)件的支撐體。由于(yú)它是采用電子印(yìn)刷術制作的，故被(bei)稱爲“印刷”電路闆(pǎn)。
在PCB出現之前，電路(lu)是通過點到點的(de)接線組成的。這種(zhǒng)方法的可靠性低(di)，因爲随着電路的(de)老化，線路的破裂(liè)會導緻線路節點(dian)的斷路或者短路(lù)。繞線技術是電路(lù)技術的一個重大(dà)進步，這種方法通(tōng)過将小口徑線材(cái)繞在連接點的柱(zhu)子上，提升了線路(lù)的耐久性以及可(ke)更換性。
當電子行(háng)業從真空管、繼電(diàn)器發展到矽半導(dǎo)體以及集成電路(lù)的時候，電子元器(qì)件的尺寸和價格(ge)也在下降。電子産(chan)品越來越頻繁的(de)出現在了消費領(ling)域，促使廠商去尋(xún)找較小以及性價(jià)比高的方案。于是(shi)，PCB誕生了。
PCB制作工藝(yi)過程
PCB的制作非常(cháng)複雜，以四層印制(zhì)闆爲例，其制作過(guo)程主要包括了PCB布(bu)局、芯闆的制作、内(nei)層PCB布局轉移、芯闆(pan)打孔與檢查、層壓(yā)、鑽孔、孔壁的銅化(huà)學沉澱、外層PCB布局(ju)轉移、外層PCB蝕刻等(deng)步驟。
01
PCB制作第(di)一步是整理并檢(jiǎn)查PCB布局(Layout)。PCB制作工廠(chang)收到PCB設計公司的(de)CAD文件，由于每個CAD軟(ruǎn)件都有自己獨特(tè)的文件格式，所以(yi)PCB工廠會轉化爲一(yi)個統一的格式——Extended Gerber RS-274X 或(huo)者 Gerber X2。然後工廠的工(gōng)程師會檢查PCB布局(ju)是否符合制作工(gōng)藝，有沒有什麽缺(que)陷等問題。
02
芯闆的(de)制作
清洗覆銅闆(pǎn)，如果有灰塵的話(huà)可能導緻最後的(de)電路短路或者斷(duàn)路。
下圖是一張8層(céng)PCB的圖例，實際上是(shi)由3張覆銅闆(芯闆(pǎn))加2張銅膜，然後用(yòng)半固化片粘連起(qi)來的。制作順序是(shi)從最中間的芯闆(pǎn)(4、5層線路)開始，不斷(duàn)地疊加在一起，然(rán)後固定。4層PCB的制作(zuo)也是類似的，隻不(bú)過隻用了1張芯闆(pǎn)加2張銅膜。
03
内層PCB布(bù)局轉移
先要制作(zuo)最中間芯闆(Core)的兩(liǎng)層線路。覆銅闆清(qing)洗幹淨後會在表(biao)面蓋上一層感光(guang)膜。這種膜遇到光(guang)會固化，在覆銅闆(pan)的銅箔上形成一(yi)層保護膜。
将兩層(céng)PCB布局膠片和雙層(ceng)覆銅闆，最後插入(rù)上層的PCB布局膠片(pian)，保證上下兩層PCB布(bù)局膠片層疊位置(zhì)精準。
感光機用UV燈(deng)對銅箔上的感光(guāng)膜進行照射，透光(guang)的膠片下，感光膜(mo)被固化，不透光的(de)膠片下還是沒有(you)固化的感光膜。固(gù)化感光膜底下覆(fù)蓋的銅箔就是需(xu)要的PCB布局線路，相(xiang)當于手工PCB的激光(guāng)打印機墨的作用(yong)。
然後用堿液将沒(mei)有固化的感光膜(mó)清洗掉，需要的銅(tóng)箔線路将會被固(gu)化的感光膜所覆(fù)蓋。
将固(gu)化的感光膜撕掉(diao)，露出需要的PCB布局(ju)線路銅箔。
04
05
層(céng)壓
這裏需要一個(gè)新的原料叫做半(ban)固化片，是芯闆與(yǔ)芯闆(PCB層數>4)，以及芯(xin)闆與外層銅箔之(zhī)間的粘合劑，同時(shi)也起到絕緣的作(zuò)用。
下層的銅箔和(hé)兩層半固化片已(yǐ)經提前通過對位(wei)孔和下層的鐵闆(pan)固定好位置，然後(hòu)将制作好的芯闆(pǎn)也放入對位孔中(zhōng)，最後依次将兩層(ceng)半固化片、一層銅(tóng)箔和一層承壓的(de)鋁闆覆蓋到芯闆(pan)上。
層壓完成後，卸(xiè)掉壓制PCB的上層鐵(tie)闆。然後将承壓的(de)鋁闆拿走，鋁闆還(hái)起到了隔離不同(tong)PCB以及保證PCB外層銅(tong)箔光滑的責任。這(zhe)時拿出來的PCB的兩(liang)面都會被一層光(guāng)滑的銅箔所覆蓋(gai)。
鑽孔
要将PCB裏4層毫(háo)不接觸的銅箔連(lian)接在一起，首先要(yào)鑽出上下貫通的(de)穿孔來打通PCB，然後(hou)把孔壁金屬化來(lái)導電。
用X射線鑽孔(kong)機機器對内層的(de)芯闆進行定位，機(ji)器會自動找到并(bing)且定位芯闆上的(de)孔位，然後給PCB打上(shàng)定位孔，确保接下(xia)來鑽孔時是從孔(kong)位的正中央穿過(guò)。
将一層鋁闆放在(zài)打孔機機床上，然(rán)後将PCB放在上面。爲(wei)了提高效率，根據(ju)PCB的層數會将1~3個相(xiàng)同的PCB闆疊在一起(qǐ)進行穿孔。最後在(zài)最上面的PCB上蓋上(shang)一層鋁闆，上下兩(liang)層的鋁闆是爲了(le)當鑽頭鑽進和鑽(zuàn)出的時候，不會撕(sī)裂PCB上的銅箔。
在之(zhi)前的層壓工序中(zhong)，融化的環氧樹脂(zhi)被擠壓到了PCB外面(mian)，所以需要進行切(qie)除。靠模銑床根據(ju)PCB正确的XY坐标對其(qí)外圍進行切割。
07
孔(kong)壁的銅化學沉澱(dian)
所以第一(yi)步就是先在孔壁(bì)上堆積一層導電(dian)物質，通過化學沉(chén)積的方式在整個(ge)PCB表面，也包括孔壁(bi)上形成1微米的銅(tong)膜。整個過程比如(ru)化學處理和清洗(xǐ)等都是由機器控(kong)制的。
固定PCB
清洗PCB
運(yun)送PCB
外層PCB布局轉移(yí)
接下來會将外層(ceng)的PCB布局轉移到銅(tóng)箔上，過程和之前(qian)的内層芯闆PCB布局(jú)轉移原理差不多(duō)，都是利用影印的(de)膠片和感光膜将(jiang)PCB布局轉移到銅箔(bo)上，唯一的不同是(shì)将會采用正片做(zuo)闆。
内層PCB布局轉移(yi)采用的是減成法(fa)，采用的是負片做(zuo)闆。PCB上被固化感光(guang)膜覆蓋的爲線路(lù)，清洗掉沒固化的(de)感光膜，露出的銅(tong)箔被蝕刻後，PCB布局(ju)線路被固化的感(gǎn)光膜保護而留下(xia)。
外層PCB布局轉移采(cǎi)用的是正常法，采(cai)用正片做闆。PCB上被(bei)固化的感光膜覆(fù)蓋的爲非線路區(qū)。清洗掉沒固化的(de)感光膜後進行電(diàn)鍍。有膜處無法電(diàn)鍍，而沒有膜處，先(xiān)鍍上銅後鍍上錫(xi)。退膜後進行堿性(xìng)蝕刻，最後再退錫(xi)。線路圖形因爲被(bei)錫的保護而留在(zài)闆上。
将PCB用夾子夾(jia)住，将銅電鍍上去(qu)。之前提到，爲了保(bǎo)證孔位有足夠好(hǎo)的導電性，孔壁上(shang)電鍍的銅膜必須(xū)要有25微米的厚度(du)，所以整套系統将(jiang)會由電腦自動控(kòng)制，保證其精确性(xìng)。
9
外層PCB蝕刻
接下來(lái)由一條完整的自(zi)動化流水線完成(chéng)蝕刻的工序。首先(xian)将PCB闆上被固化的(de)感光膜清洗掉。然(rán)後用強堿清洗掉(diào)被其覆蓋的不需(xu)要的銅箔。再用退(tui)錫液将PCB布局銅箔(bó)上的錫鍍層退除(chú)。清洗幹淨後4層PCB布(bu)局就完成了。
(來源(yuan)：電子電路 PCB制作工(gōng)藝過程大揭秘!(動(dong)态圖解)
文章版權歸原作(zuo)者及原出處所有(yǒu)。如有涉及侵權等(deng)，請及時告知我們(men)，我們會盡快處理(li)。
