PCB的基材通常由玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂(FR4)、陶瓷、聚酰亞胺等材料制成。銅箔則是用于形成導(dǎo)電路徑的材料?;暮豌~箔的選擇決定了電路板的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性。
· 基材選擇:選擇適合電氣性能和熱穩(wěn)定性要求的材料。
· 銅箔厚度選擇:根據(jù)電流需求選擇不同厚度的銅箔,常見厚度有18μm、35μm和70μm。
多層PCB從內(nèi)層制作開始,設(shè)計(jì)好的電路圖首先在內(nèi)層的銅箔上成型。通過光繪和曝光工藝,將設(shè)計(jì)的電路圖轉(zhuǎn)移到基材的銅箔層上。
· 光繪:將設(shè)計(jì)圖樣轉(zhuǎn)移到光敏材料上。
· 曝光:通過紫外線將光繪圖形曝光在銅箔層上。
· 顯影:顯影液將沒有曝光的區(qū)域去除,形成電路圖形。
通過化學(xué)蝕刻工藝,去除不需要的銅箔,只保留電路路徑。這一步是制造PCB中非常關(guān)鍵的一步,因?yàn)槿魏握`差都可能導(dǎo)致電路不通或短路。
· 蝕刻工藝:使用化學(xué)溶液(如氯化鐵、硫酸銅等)溶解不需要的銅箔。
· 清洗:去除蝕刻殘留的化學(xué)物質(zhì),避免對(duì)后續(xù)工序的影響。
層壓是制造多層PCB的關(guān)鍵步驟,將各個(gè)內(nèi)層與預(yù)浸膠片(Prepreg)層疊并通過高溫高壓層壓機(jī)壓合成一個(gè)整體。層壓過程中需要確保各層電路之間的精確對(duì)齊。
· 預(yù)浸膠片的使用:該片材具有黏性,可以將各層PCB壓合在一起。
· 層壓機(jī):通過高溫高壓將各層牢固壓合。
鉆孔工藝用于創(chuàng)建PCB中的通孔,用以連接不同層的電路或安裝電子元件。高精度的CNC鉆孔機(jī)能夠快速準(zhǔn)確地在電路板上鉆出需要的孔洞。
· 通孔(Through-hole):貫穿整個(gè)PCB,用于連接不同層。
· 盲孔(Blind via)和埋孔(Buried via):用于更高密度的多層PCB,連接部分層。
鉆孔后,需要通過電鍍工藝將導(dǎo)電材料(如銅)沉積在孔壁內(nèi),形成孔的電氣連接。這一步確保PCB的各層之間能夠傳輸電流。
· 通孔鍍銅:通過電鍍將銅沉積到孔壁,確??椎膶?dǎo)電性。
與內(nèi)層制作類似,通過光繪和曝光技術(shù)將外層的電路圖形轉(zhuǎn)移到PCB的銅箔表面。外層的電路蝕刻是通過與內(nèi)層相似的化學(xué)蝕刻工藝進(jìn)行。
· 外層蝕刻:外層電路形成后,通過蝕刻去除多余的銅。
焊接阻焊層是覆蓋在電路板上,用于保護(hù)銅導(dǎo)體免受氧化并防止焊接過程中出現(xiàn)短路。焊接阻焊層通常是綠色的,但也有其他顏色。
· 阻焊層應(yīng)用:通過絲網(wǎng)印刷將阻焊材料覆蓋到不需要焊接的區(qū)域。
· 固化:通過紫外線或熱處理固化阻焊層。
絲印字符用于標(biāo)識(shí)PCB上的元件、引腳編號(hào)和其他重要信息。這對(duì)于后期的裝配和維修至關(guān)重要。
· 絲印:通過絲網(wǎng)印刷將白色油墨印在指定位置。
為了提高焊接性能和防止氧化,PCB的表面處理通常包括鍍錫、鍍金、沉銀等工藝。不同的表面處理適用于不同的使用環(huán)境和成本要求。
· 表面處理類型:有機(jī)保焊膜(OSP)、熱風(fēng)整平(HASL)、化學(xué)鍍金(ENIG)等。
PCB制造的最后階段是電氣測(cè)試,主要測(cè)試每個(gè)電路的導(dǎo)通性,確保沒有短路或開路問題。還可能包括飛針測(cè)試、AOI光學(xué)檢測(cè)等,以確保產(chǎn)品質(zhì)量。
· 電氣測(cè)試:檢查電路的導(dǎo)通性和短路情況。
· 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI):通過光學(xué)圖像對(duì)比進(jìn)行電路完整性檢查。
制造完成后,PCB會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行切割,形成最終的形狀。然后對(duì)其進(jìn)行清潔、檢驗(yàn)和包裝,準(zhǔn)備交付客戶。
· 成品切割:使用CNC或激光設(shè)備將板子切割成成品尺寸。
· 包裝:通過防靜電包裝或真空包裝,確保運(yùn)輸過程中不受損。
PCB的制造過程包括材料選擇、層壓、蝕刻、鉆孔、電鍍、焊接阻焊、絲印字符、表面處理以及最終的測(cè)試和包裝。每一步都至關(guān)重要,只有精確控制每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝,才能確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的PCB,滿足復(fù)雜電子設(shè)備的需求。