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PCB是怎么做出来的?一篇文章看懂电路板加工全过程(pcb电路板的制作过程)

2025-05-12 12:21:46杂谈277

设计文件准备与检查

加工前的核心工作是接收客户提供的Gerber文件。工程师会先用CAM软件检查走线宽度、层间对准、钻孔信息等关键参数。线路间距小于0.15mm时需要特别注意,可能涉及高频信号的特殊处理。阻焊层开口尺寸审查尤为重要,防止焊盘覆盖不全导致焊接缺陷。设计验证完成后,输出光绘底片或直接传输数字化资料到生产设备。

基板材料预处理

常用FR-4环氧树脂基板首先进行裁切,尺寸比成品大2-3cm作为加工余量。基材表面经历机械刷磨或化学微蚀处理,形成5-8μm的粗糙层,提升后续铜箔附着力。处理后的板材放入真空包装,避免氧化和粉尘污染。对于高频板材等特殊材料,需要单独设置温湿度控制存储区。 

图形转移工艺

铜箔表面均匀涂布光敏抗蚀剂,干膜通过热压贴合,湿膜采用喷涂方式。曝光工序使用紫外光照射,线路图案经光罩投射到感光层。显影环节用碳酸钠溶液溶解未曝光区域,形成精确的线路保护层。此阶段需保持万级洁净度,温度控制在23±2℃,确保图形精度误差小于±10μm。

蚀刻成形工序

酸性蚀刻液(常用氯化铜)溶解裸露区域的铜层,保留抗蚀剂下方的线路图形。药液温度维持在45-50℃,传送速度1.2-2m/min。蚀刻后通过AOI设备检测线宽,6层板要求线宽公差±15%,HDI板需达到±8%。完成蚀刻的基板立即进入退膜机,用氢氧化钠溶液去除残余抗蚀剂。

PCB是怎么做出来的?一篇文章看懂电路板加工全过程(pcb电路板的制作过程)

机械钻孔技术

直径0.15mm以上的通孔采用硬质合金钻头,主轴转速12-18万转/分钟。每钻500孔需更换新钻头,孔位精度控制在±0.05mm。钻孔产生的树脂粉尘由真空系统收集,防止污染孔壁。对于0.1mm以下的微孔,改用激光钻孔设备,CO2激光器可穿透铜层,紫外激光适合处理树脂介质层。

孔金属化处理

化学沉铜工艺使孔壁沉积0.3-0.5μm导电层。预处理包括除胶渣、活化钯催化剂等六个槽体流程。电镀铜厚度控制在20-25μm,采用脉冲电源改善孔内镀层均匀性。盲孔电镀需要特殊夹具确保药液循环。镀铜后的孔电阻需小于50mΩ,经热应力测试(288℃/10秒)无分层爆板现象。

阻焊层制作

液态光成像阻焊油墨采用丝网印刷,厚度控制在15-25μm。预烘烤去除溶剂后进行二次曝光,显影后焊盘位置完全露出。固化过程分阶段升温,峰值温度150℃保持40分钟。阻焊层需通过3M胶带测试,剥离后无油墨脱落。窗口对位精度要求±0.1mm,防止遮挡测试点或连接器位置。

表面处理工艺

常见处理方式包括沉金、喷锡、OSP三种。沉金工艺镍层厚度3-5μm,金层0.05-0.1μm,适合金手指和BGA封装。无铅喷锡层厚度1-3μm,需控制熔融焊料温度在260-280℃。OSP有机保护膜通过槽液浸涂形成,膜厚0.2-0.5μm。处理后的表面需通过可焊性测试,245℃下润湿时间小于2秒。

外形加工环节

V-cut分板采用钨钢刀片,切割深度为板厚1/3,保留0.8mm连接筋。数控铣床加工异形边,主轴转速2-4万转,走刀速度1.5m/min。毛刺控制标准不超过0.1mm,锐角部位做倒角处理。对于0.6mm以下薄板,使用激光切割避免机械应力。成型尺寸公差控制在±0.15mm范围内。

成品检测流程

飞针测试机通过四组探针测量网络通断,测试电压50V,电流10mA。阻抗测试使用TDR时域反射仪,误差控制在±8%以内。自动光学检查(AOI)对比实际图像与标准设计,识别短路、断路等缺陷。抽样进行热冲击试验(-55℃至125℃循环5次)和湿热试验(85℃/85%湿度/168小时)。

包装与交付

合格品使用防静电袋真空封装,每叠板间放置隔离纸。湿度敏感元件标注MSL等级,干燥剂用量按包装体积计算。外箱采用瓦楞纸板,内部用泡沫垫缓冲。发货前核对版本号、数量、生产批次等信息。特殊要求产品提供切片报告、阻抗测试数据等工艺文件,确保完整追溯性。