手把手了解PCB板是怎么做出来的(pcb板制作十五个步骤)
设计图纸与文件准备
工程师使用专业软件绘制电路图,确定元件布局和布线方案。设计文件需包含各层铜箔走线图、钻孔坐标及板层结构说明。完成后导出Gerber格式生产文件,这是工厂识别图形数据的关键标准。需特别注意设计规则检查(DRC),避免出现线距过近或孔径不符等问题。
基板材料选择
根据电路需求挑选FR-4玻璃纤维板、高频陶瓷基板或柔性聚酰亚胺等不同材质。普通电子设备多选用成本适中的FR-4材料,其耐温性与绝缘性能满足常规需求。特殊电路可能使用金属基板方便散热,厚度从0.2mm到3.2mm不等,需提前与制造商确认库存参数。
内层线路制作
清洁覆铜板后涂覆光刻胶,通过紫外曝光将设计图形转移到板上。显影液溶解未固化区域,露出需蚀刻的铜层。酸性蚀刻液溶解多余铜箔,保留设计线路。完成后用强碱去除残余光刻胶,经自动光学检测(AOI)确认线路精度,误差超过5微米需返工重制。
层压叠合工艺
将制作好的内层板与半固化片交替叠放,每层对准定位孔。送入真空压合机后,在180℃高温和500psi压力下持续90分钟,使树脂充分流动填充空隙。冷却定型后形成多层结构,板边溢出的半固化片材料需用铣刀修整,确保板面平整度在0.1mm公差范围内。
机械钻孔加工
使用钨钢钻头在数控钻床进行打孔,标准孔径从0.2mm到6.5mm不等。主轴转速达到15万转/分钟,配合自动换刀系统提升效率。钻孔后产生的树脂粉尘需用高压气枪清理,避免影响后续金属化过程。重点监控孔壁粗糙度,控制在30微米以下保证镀铜质量。
孔金属化处理
通过化学沉铜使孔壁沉积0.3-0.5微米的导电层。将板件浸入钯活化溶液,再放入化学镀铜槽反应40分钟。随后进行全板电镀加厚铜层至25微米,确保导通可靠性。此环节需严格控制溶液浓度,PH值波动超过0.5将导致镀层脱落。
外层线路成型
采用图形电镀工艺,在贴膜曝光后的线路区域增厚铜层至35微米。电镀锡作为蚀刻保护层后,用氨水蚀刻液去除多余铜箔。对比内层制作,外层需额外处理焊盘位置,通过二次蚀刻形成凸起的焊接平台。最终外层铜箔厚度误差不超过±3微米。
阻焊层印刷
使用丝网印刷或喷墨方式涂覆液态感光油墨,覆盖除焊盘外的区域。紫外曝光显影后形成0.03mm厚的保护层,颜色多为绿色或黑色。需进行附着力测试,用3M胶带粘贴后用力撕扯,油墨脱落面积不得超过5%。部分高密度板采用LPI(液态感光)阻焊,精度可达50微米。
表面处理工艺
根据应用场景选择处理方式:普通板常用喷锡工艺,焊盘镀上锡铅合金;无铅要求采用沉银或沉金工艺;高可靠性产品使用化学镀镍金。金层厚度控制在0.05-0.1微米,镍层3-5微米。处理后的焊盘需在24小时内进入组装工序,防止表面氧化。
文字符号印刷
用白色或黄色油墨印制元件标识符号,采用300目丝网保证字符清晰度。字符高度不小于0.8mm,线宽不低于0.15mm。印刷后经120℃烘烤30分钟固化,用棉签蘸酒精擦拭检测附着力。重要信息区需留出1mm安全距离,避免组装时被元件遮盖。
外形切割成型
根据设计图纸用数控铣床加工板件外廓,V-CUT刀具在拼板间开0.3mm深槽便于后期分板。切割公差控制在±0.15mm以内,板边毛刺高度不超过0.1mm。异形板件使用激光切割,切口精度可达0.02mm。切割产生的粉尘需及时清理,避免污染板面。
电气性能测试
用飞针测试机对关键网络进行导通检测,测试电压50V,电阻阈值设为10Ω。四线法测量能精确到毫欧级,识别微短路或断路缺陷。高频板需追加阻抗测试,使用TDR时域反射仪检测信号完整性,偏差超过±10%需报废处理。
最终清洗包装
经离子风机除尘后,用去离子水超声波清洗去除表面污染物。清洗后板件在无尘烘箱80℃干燥2小时,湿度控制在30%以下。真空防静电袋包装时加入干燥剂,外箱贴防潮标签。每包数量根据板尺寸确定,10cm²以下小板按500片/包封装。
品质管控要点
首件检验需核对20项参数,包括线宽、孔径、板厚等关键指标。抽样检测按GB/T 4677标准执行,批量超过500片需进行5%抽检。使用X-Ray检查内层对准度,层间偏移超过0.075mm判定不合格。保留过程记录文档,确保质量问题可追溯至具体工序。
生产安全规范
蚀刻工序需配置酸雾收集装置,废气处理达标后排放。电镀车间设置紧急洗眼器,操作人员必须佩戴防化面罩。设备急停按钮每月测试,安全光栅灵敏度校准误差小于0.1秒。化学品存储实行双人双锁管理,废液交由专业机构处理并保留转运联单。