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技術資(zi)訊_PCB制作工(gong)藝過程大(da)揭秘！（動态(tai)圖解）

2025-11-21 10:34

PCB( Printed Circuit Board)，中文(wen)名稱爲印(yin)制電路闆(pan)，又稱印刷(shua)線路闆，是(shi)重要的電(dian)子部件，是(shi)電子元器(qi)件的支撐(cheng)體。由于它(ta)是采用電(dian)子印刷術(shu)制作的，故(gu)被稱爲“印(yin)刷”電路闆(pan)。

　　在PCB出現之(zhi)前，電路是(shi)通過點到(dao)點的接線(xian)組成的。這(zhe)種方法的(de)可靠性低(di)，因爲随着(zhe)電路的老(lao)化，線路的(de)破裂會導(dao)緻線路節(jie)點的斷路(lu)或者短路(lu)。繞線技術(shu)是電路技(ji)術的一個(ge)重大進步(bu)，這種方法(fa)通過将小(xiao)口徑線材(cai)繞在連接(jie)點的柱子(zi)上，提升了(le)線路的耐(nai)久性以及(ji)可更換性(xing)。

　　當電子行(hang)業從真空(kong)管、繼電器(qi)發展到矽(xi)半導體以(yi)及集成電(dian)路的時候(hou)，電子元器(qi)件的尺寸(cun)和價格也(ye)在下降。電(dian)子産品越(yue)來越頻繁(fan)的出現在(zai)了消費領(ling)域，促使廠(chang)商去尋找(zhao)較小以及(ji)性價比高(gao)的方案。于(yu)是，PCB誕生了(le)。

PCB制作工藝(yi)過程

　　PCB的制(zhi)作非常複(fu)雜，以四層(ceng)印制闆爲(wei)例，其制作(zuo)過程主要(yao)包括了PCB布(bu)局、芯闆的(de)制作、内層(ceng)PCB布局轉移(yi)、芯闆打孔(kong)與檢查、層(ceng)壓、鑽孔、孔(kong)壁的銅化(hua)學沉澱、外(wai)層PCB布局轉(zhuan)移、外層PCB蝕(shi)刻等步驟(zhou)。

PCB布局

　　PCB制作(zuo)第一步是(shi)整理并檢(jian)查PCB布局(Layout)。PCB制(zhi)作工廠收(shou)到PCB設計公(gong)司的CAD文件(jian)，由于每個(ge)CAD軟件都有(you)自己獨特(te)的文件格(ge)式，所以PCB工(gong)廠會轉化(hua)爲一個統(tong)一的格式(shi)——Extended Gerber RS-274X 或者 Gerber X2。然後(hou)工廠的工(gong)程師會檢(jian)查PCB布局是(shi)否符合制(zhi)作工藝，有(you)沒有什麽(me)缺陷等問(wen)題。

芯闆的(de)制作

　　清洗(xi)覆銅闆，如(ru)果有灰塵(chen)的話可能(neng)導緻最後(hou)的電路短(duan)路或者斷(duan)路。

　　下圖是(shi)一張8層PCB的(de)圖例，實際(ji)上是由3張(zhang)覆銅闆(芯(xin)闆)加2張銅(tong)膜，然後用(yong)半固化片(pian)粘連起來(lai)的。制作順(shun)序是從最(zui)中間的芯(xin)闆(4、5層線路(lu))開始，不斷(duan)地疊加在(zai)一起，然後(hou)固定。4層PCB的(de)制作也是(shi)類似的，隻(zhi)不過隻用(yong)了1張芯闆(pan)加2張銅膜(mo)。

内層PCB布局(ju)轉移

　　先要(yao)制作最中(zhong)間芯闆(Core)的(de)兩層線路(lu)。覆銅闆清(qing)洗幹淨後(hou)會在表面(mian)蓋上一層(ceng)感光膜。這(zhe)種膜遇到(dao)光會固化(hua)，在覆銅闆(pan)的銅箔上(shang)形成一層(ceng)保護膜。

　　将(jiang)兩層PCB布局(ju)膠片和雙(shuang)層覆銅闆(pan)，最後插入(ru)上層的PCB布(bu)局膠片，保(bao)證上下兩(liang)層PCB布局膠(jiao)片層疊位(wei)置精準。

　　感(gan)光機用UV燈(deng)對銅箔上(shang)的感光膜(mo)進行照射(she)，透光的膠(jiao)片下，感光(guang)膜被固化(hua)，不透光的(de)膠片下還(hai)是沒有固(gu)化的感光(guang)膜。固化感(gan)光膜底下(xia)覆蓋的銅(tong)箔就是需(xu)要的PCB布局(ju)線路，相當(dang)于手工PCB的(de)激光打印(yin)機墨的作(zuo)用。

　　然後用(yong)堿液将沒(mei)有固化的(de)感光膜清(qing)洗掉，需要(yao)的銅箔線(xian)路将會被(bei)固化的感(gan)光膜所覆(fu)蓋。

　　然後再(zai)用強堿，比(bi)如NaOH将不需(xu)要的銅箔(bo)蝕刻掉。

　　将(jiang)固化的感(gan)光膜撕掉(diao)，露出需要(yao)的PCB布局線(xian)路銅箔。

芯(xin)闆打孔與(yu)檢查

　　芯闆(pan)已經制作(zuo)成功。然後(hou)在芯闆上(shang)打對位孔(kong)，方便接下(xia)來和其它(ta)原料對齊(qi)。

　　芯闆一旦(dan)和其它層(ceng)的PCB壓制在(zai)一起就無(wu)法進行修(xiu)改了，所以(yi)檢查非常(chang)重要。會由(you)機器自動(dong)和PCB布局圖(tu)紙進行比(bi)對，查看錯(cuo)誤。

層壓

　　這(zhe)裏需要一(yi)個新的原(yuan)料叫做半(ban)固化片，是(shi)芯闆與芯(xin)闆(PCB層數>4)，以(yi)及芯闆與(yu)外層銅箔(bo)之間的粘(zhan)合劑，同時(shi)也起到絕(jue)緣的作用(yong)。

　　下層的銅(tong)箔和兩層(ceng)半固化片(pian)已經提前(qian)通過對位(wei)孔和下層(ceng)的鐵闆固(gu)定好位置(zhi)，然後将制(zhi)作好的芯(xin)闆也放入(ru)對位孔中(zhong)，最後依次(ci)将兩層半(ban)固化片、一(yi)層銅箔和(he)一層承壓(ya)的鋁闆覆(fu)蓋到芯闆(pan)上。

　　将被鐵(tie)闆夾住的(de)PCB闆子們放(fang)置到支架(jia)上，然後送(song)入真空熱(re)壓機中進(jin)行層壓。真(zhen)空熱壓機(ji)裏的高溫(wen)可以融化(hua)半固化片(pian)裏的環氧(yang)樹脂，在壓(ya)力下将芯(xin)闆們和銅(tong)箔們固定(ding)在一起。

　　層(ceng)壓完成後(hou)，卸掉壓制(zhi)PCB的上層鐵(tie)闆。然後将(jiang)承壓的鋁(lü)闆拿走，鋁(lü)闆還起到(dao)了隔離不(bu)同PCB以及保(bao)證PCB外層銅(tong)箔光滑的(de)責任。這時(shi)拿出來的(de)PCB的兩面都(dou)會被一層(ceng)光滑的銅(tong)箔所覆蓋(gai)。

鑽孔

　　要将(jiang)PCB裏4層毫不(bu)接觸的銅(tong)箔連接在(zai)一起，首先(xian)要鑽出上(shang)下貫通的(de)穿孔來打(da)通PCB，然後把(ba)孔壁金屬(shu)化來導電(dian)。

　　用X射線鑽(zuan)孔機機器(qi)對内層的(de)芯闆進行(hang)定位，機器(qi)會自動找(zhao)到并且定(ding)位芯闆上(shang)的孔位，然(ran)後給PCB打上(shang)定位孔，确(que)保接下來(lai)鑽孔時是(shi)從孔位的(de)正中央穿(chuan)過。

　　将一層(ceng)鋁闆放在(zai)打孔機機(ji)床上，然後(hou)将PCB放在上(shang)面。爲了提(ti)高效率，根(gen)據PCB的層數(shu)會将1~3個相(xiang)同的PCB闆疊(die)在一起進(jin)行穿孔。最(zui)後在最上(shang)面的PCB上蓋(gai)上一層鋁(lü)闆，上下兩(liang)層的鋁闆(pan)是爲了當(dang)鑽頭鑽進(jin)和鑽出的(de)時候，不會(hui)撕裂PCB上的(de)銅箔。

　　在之(zhi)前的層壓(ya)工序中，融(rong)化的環氧(yang)樹脂被擠(ji)壓到了PCB外(wai)面，所以需(xu)要進行切(qie)除。靠模銑(xi)床根據PCB正(zheng)确的XY坐标(biao)對其外圍(wei)進行切割(ge)。

孔壁的銅(tong)化學沉澱(dian)

　　由于幾乎(hu)所有PCB設計(ji)都是用穿(chuan)孔來進行(hang)連接的不(bu)同層的線(xian)路，一個好(hao)的連接需(xu)要25微米的(de)銅膜在孔(kong)壁上。這種(zhong)厚度的銅(tong)膜需要通(tong)過電鍍來(lai)實現，但是(shi)孔壁是由(you)不導電的(de)環氧樹脂(zhi)和玻璃纖(xian)維闆組成(cheng)。

　　所以第一(yi)步就是先(xian)在孔壁上(shang)堆積一層(ceng)導電物質(zhi)，通過化學(xue)沉積的方(fang)式在整個(ge)PCB表面，也包(bao)括孔壁上(shang)形成1微米(mi)的銅膜。整(zheng)個過程比(bi)如化學處(chu)理和清洗(xi)等都是由(you)機器控制(zhi)的。

固定PCB

清(qing)洗PCB

運送PCB

外(wai)層PCB布局轉(zhuan)移

　　接下來(lai)會将外層(ceng)的PCB布局轉(zhuan)移到銅箔(bo)上，過程和(he)之前的内(nei)層芯闆PCB布(bu)局轉移原(yuan)理差不多(duo)，都是利用(yong)影印的膠(jiao)片和感光(guang)膜将PCB布局(ju)轉移到銅(tong)箔上，唯一(yi)的不同是(shi)将會采用(yong)正片做闆(pan)。

　　内層PCB布局(ju)轉移采用(yong)的是減成(cheng)法，采用的(de)是負片做(zuo)闆。PCB上被固(gu)化感光膜(mo)覆蓋的爲(wei)線路，清洗(xi)掉沒固化(hua)的感光膜(mo)，露出的銅(tong)箔被蝕刻(ke)後，PCB布局線(xian)路被固化(hua)的感光膜(mo)保護而留(liu)下。

　　外層PCB布(bu)局轉移采(cai)用的是正(zheng)常法，采用(yong)正片做闆(pan)。PCB上被固化(hua)的感光膜(mo)覆蓋的爲(wei)非線路區(qu)。清洗掉沒(mei)固化的感(gan)光膜後進(jin)行電鍍。有(you)膜處無法(fa)電鍍，而沒(mei)有膜處，先(xian)鍍上銅後(hou)鍍上錫。退(tui)膜後進行(hang)堿性蝕刻(ke)，最後再退(tui)錫。線路圖(tu)形因爲被(bei)錫的保護(hu)而留在闆(pan)上。

　　将PCB用夾(jia)子夾住，将(jiang)銅電鍍上(shang)去。之前提(ti)到，爲了保(bao)證孔位有(you)足夠好的(de)導電性，孔(kong)壁上電鍍(du)的銅膜必(bi)須要有25微(wei)米的厚度(du)，所以整套(tao)系統将會(hui)由電腦自(zi)動控制，保(bao)證其精确(que)性。

外層PCB蝕(shi)刻

　　接下來(lai)由一條完(wan)整的自動(dong)化流水線(xian)完成蝕刻(ke)的工序。首(shou)先将PCB闆上(shang)被固化的(de)感光膜清(qing)洗掉。然後(hou)用強堿清(qing)洗掉被其(qi)覆蓋的不(bu)需要的銅(tong)箔。再用退(tui)錫液将PCB布(bu)局銅箔上(shang)的錫鍍層(ceng)退除。清洗(xi)幹淨後4層(ceng)PCB布局就完(wan)成了。