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PCB是怎么造出来的?带你走遍工厂全流程(pcb怎么做的)

2025-05-16 10:09:45杂谈215

设计文件与工程确认

任何PCB的诞生都始于电子工程师的设计文件,这些文件需要转换为生产设备能识别的Gerber格式。工程团队会对文件进行多层线路检查,确认最小线宽、孔径尺寸等参数是否符合生产能力。专业软件自动比对原理图和PCB布局,预防短路、断路等潜在缺陷。当发现相邻过孔间距过小时,工程师会与客户沟通调整方案。

基板材料准备

覆铜板的选择直接影响成品性能。FR-4环氧树脂板适用于常规电子产品,高频电路多选用聚四氟乙烯基材,金属基板则用于大功率照明设备。板材裁切环节采用真空吸附装置,确保切割时无粉尘污染。铜箔厚度根据电流承载需求选定,常见规格从12μm到105μm不等。特殊场景还会使用铝基、陶瓷基等特种板材。

图形转移工艺

光刻胶涂布是图形转移的起点,旋转涂布机以每分钟3000转的速度在铜面形成均匀的光敏层。曝光环节分为传统底片接触式和激光直接成像两种方式,后者能实现50μm以下的精细线路。显影工序通过碳酸钠溶液溶解未曝光区域,留下精确的线路图案。技术人员会抽样检测线宽误差,确保控制在±10%以内。

酸性蚀刻技术

氯化铁蚀刻液在45℃的环境中对裸露铜面进行腐蚀,智能喷淋系统保持溶液浓度稳定。蚀刻因子直接影响侧蚀程度,专业设备通过调节压力参数使垂直度达到85°以上。废液回收系统分离铜离子,处理后的溶液可重复使用。完成蚀刻的基板需经三级水洗,残留氯离子浓度需低于5ppm。

PCB是怎么造出来的?带你走遍工厂全流程(pcb怎么做的)

机械钻孔工艺

钨钢钻头以每分钟15万转的速度穿透板材,不同孔径使用对应规格的钻嘴。每钻500个孔后自动测量钻头磨损量,超过0.02mm立即更换。吸尘装置实时清理孔内碎屑,真空度维持在-90kPa以上。针对0.2mm以下的微孔,部分工厂采用激光钻孔技术,聚焦光束能在10秒内完成1000个盲孔加工。

孔金属化处理

化学沉铜是导通孔壁的关键步骤,除胶渣机先用高锰酸钾溶液活化孔壁,再通过钯催化剂使铜离子均匀沉积。电镀线采用分段供电模式,板边电流密度比中心区域高20%。镀铜厚度通过X射线测厚仪实时监控,确保25μm的均匀覆盖。最后镀上5μm锡层作为蚀刻保护层。

阻焊层制作

液态感光油墨经280目丝网印刷后,在80℃环境下预烘10分钟。紫外曝光机使用阶梯式能量设置,使不同区域的油墨固化程度一致。显影后保留的阻焊层能承受5kg/cm²的剥离力测试。常见绿色油墨含有2%的荧光剂,方便AOI检测。部分高端板采用黑色哑光油墨,散热性能提升15%。

表面处理工艺

热风整平是最常见的焊盘处理方式,熔融锡铅合金在265℃高温下形成镜面效果。无铅工艺改用化学镍金沉积,镍层3-5μm搭配0.05μm金层。选择性镀金设备通过掩模技术,只在金手指区域沉积金属。新兴的沉银工艺能在接触面形成0.2μm有机保护膜,保存期限延长至12个月。

丝印与标记

字符印刷采用环氧树脂油墨,150℃固化后能达到3H铅笔硬度。自动对位系统纠正±0.1mm的偏差,确保元件标识与焊盘精确对应。二维码雕刻机用紫外激光在阻焊层上蚀刻追溯标记,单个码点尺寸控制在50μm×50μm。防呆标记采用凸起设计,盲人操作员可通过触觉识别板件方向。

电气测试环节

飞针测试机用4根探针同步检测相邻网络,测试速度达每秒800个节点。治具测试适合批量生产,3000根探针同时接触板面各测试点。阻抗测试仪发射100MHz信号,测量差分线误差是否在±10%以内。老化工序将样板置于85℃/85%RH环境48小时,验证长期可靠性。

成型与包装

V-cut分板机以20°刀角切割拼板,残留厚度控制在板厚的1/3。CNC铣床加工异形边缘,主轴转速保持24000rpm以上。自动分拣机根据板厚公差将产品分为±0.1mm、±0.15mm两个等级。防静电包装袋内置湿度指示卡,真空封装后充入氮气。每箱成品附有批次追溯标签,记录全部工艺参数。