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PCB是怎么造出来的?一文看懂全部流程(pcb制造的基本步骤)

2025-05-12 08:50:34杂谈341

设计文件输出与预处理

工程师使用专业软件完成布线设计后,Gerber文件成为生产依据。制造端接收文件时首先核对叠层结构、孔径公差等参数,运用CAM系统进行图形优化。软件自动检测线宽、间距是否符合工艺能力,对齐各层定位孔坐标。对于高精度板件,需特别处理阻抗控制区域的铜厚补偿,添加蚀刻补偿参数确保最终线路精度。处理完成的文件直接传输至光绘设备,生成可供曝光使用的底片。

基板材料准备

覆铜板作为核心基材,需根据产品特性选择FR-4、高频材料或柔性基材。开料工序利用自动裁板机将大尺寸板材切割成生产单元,边缘保留工艺边用于设备夹持。铜箔表面经过机械刷磨与化学清洗,去除氧化层并形成微观粗糙面以增强附着力。对于多层板,内层芯板还需进行棕化处理,使铜面生成均匀的有机金属复合层,提升压合时的结合强度。

图形转移工艺

采用干膜或湿膜光刻技术实现线路图形转移。涂布机在铜面上均匀覆盖光敏抗蚀剂,真空压膜确保无气泡残留。曝光机使用紫外光透过底片使指定区域固化,显影液溶解未曝光部分的抗蚀剂,暴露出待蚀刻的铜面。该环节需严格控制曝光能量和显影时间,避免出现显影不净或过显影问题。

蚀刻成形工序

酸性氯化铜蚀刻液通过喷淋系统均匀喷洒在板面,溶解裸露的铜层形成线路图形。蚀刻参数需根据铜厚实时调整,保证侧蚀量控制在允许范围内。完成蚀刻后使用退膜液剥离抗蚀剂层,此时基板表面仅保留设计所需的铜线路。对于精密线路,可能采用差分蚀刻技术,通过两次不同参数的蚀刻过程优化线宽精度。

PCB是怎么造出来的?一文看懂全部流程(pcb制造的基本步骤)

机械钻孔加工

依据钻孔文件参数,六轴数控钻床进行通孔和盲孔加工。钻头转速控制在12-18万转/分钟,依据孔径选用0.1-6.35mm规格的钨钢钻头。每钻500个孔需更换新钻头以保证孔壁质量。钻孔后使用高压水洗清除孔内残留碎屑,毛刷研磨去除孔口毛刺。对于高厚径比小孔,采用激光钻孔技术以避免机械应力导致的孔形变异。

孔金属化处理

化学沉铜工序使孔壁沉积0.3-0.5μm导电层。板材先经膨松剂处理增强树脂活性,随后在钯催化剂溶液中形成活化中心。沉铜反应在碱性环境中进行,甲醛作为还原剂将铜离子还原沉积。完成后进行全板电镀,铜层厚度增至5-8μm确保导电可靠性。对于特殊需求,可能增加镀锡或镀金工艺,贵金属电镀需单独设置防污染生产线。

阻焊层制作

液态感光阻焊油墨经丝网印刷或喷涂覆盖板面,预烘后形成半固化膜。曝光显影工序保留焊盘区域的阻焊开窗,固化后形成耐高温的绝缘保护层。现代产线多采用LED面光源曝光技术,相比传统汞灯具有能耗低、寿命长的优势。阻焊厚度控制在15-25μm,既能有效绝缘又不会影响后续焊接。颜色选择除常规绿色外,可根据需求调配红、蓝、黑等色系。

表面处理工艺

根据应用场景选择不同表面处理方式。喷锡工艺通过热风整平形成银白色焊盘,成本较低但平整度稍差。化学沉镍金在焊盘上形成镍阻隔层和金保护层,适用于高可靠性产品。抗氧化处理(OSP)在铜面生成有机保护膜,适合短期存储的消费类产品。每种工艺都需严格管控药液浓度和反应时间,确保处理后的焊接性能达标。

成型与检测

数控铣床按外形文件进行轮廓切割,V-cut机在拼板单元间制作分板槽。成品板经过飞针测试仪检测电路通断,四线制测量保证阻抗测试精度。自动光学检测(AOI)系统通过多角度CCD相机扫描,比对实际线路与设计图形的偏差。最终质检包括翘曲度测量、焊盘可焊性测试等,抽样进行高温高湿环境试验验证长期可靠性。

包装出货标准

合格产品以真空包装形式出货,每包内放置干燥剂并标注生产批次。多层板产品间用防静电泡棉分隔,外箱采用抗压瓦楞纸箱封装。出货文件包含材质证明、检测报告及IPC-6012符合性声明。特殊要求的产品可提供切片分析报告或第三方认证证书,军工级产品还需进行X光检测和破坏性物理分析。