PCB是如何制造的?一步步看懂电路板制作流程(pcb电路板怎么制作)
设计与工程准备
电路板制造始于设计文件的确认。工程师根据电路原理图生成Gerber格式文件,包含各层铜箔线路、钻孔位置及元件布局信息。设计验证环节会检查线路宽度、孔径公差是否符合生产设备的精度要求。部分复杂设计需进行信号完整性模拟,避免高频信号传输干扰。材料选择同步确定,常规FR-4环氧树脂基板与高频板材的加工参数存在显著差异。
基板预处理
原材料铜箔基板进入车间后需进行表面处理。机械刷磨设备去除氧化层,化学微蚀液使铜面形成微观粗糙结构,增强后续工序的附着力。清洗环节采用多级水洗系统,残留颗粒物控制在直径5微米以下。对于多层板制作,此时会将内层芯板与半固化片按设计顺序叠合,真空压机在高温高压下完成粘合。
图形转移工艺
光刻工序将设计图形转移到铜箔表面。涂布机在基板覆盖液态光致抗蚀剂,旋转离心力确保涂层厚度均匀。曝光机通过紫外光照射将底片图案显现在光刻胶层,显影液溶解未固化区域形成保护图形。直接成像技术可跳过底片环节,激光直接描绘电路图形,精度提升至25微米以下。
蚀刻成型
酸性蚀刻液腐蚀掉未被光刻胶保护的铜层,保留设计所需的导电线路。蚀刻速率由温度、溶液浓度和喷淋压力共同控制,过度蚀刻会导致线路边缘锯齿化。完成蚀刻后,碱性溶液去除残余光刻胶,二次清洗确保表面洁净。精密线路板采用差分蚀刻工艺,通过两次不同参数的蚀刻提升线宽一致性。
机械与激光钻孔
数控钻床根据设计坐标加工通孔,钨钢钻头转速达15万转/分钟,配合真空吸尘系统清除碎屑。孔径小于0.3mm时改用激光钻孔,二氧化碳激光器通过烧蚀形成微孔。钻孔后需进行去毛刺处理,化学沉铜前要进行等离子体清洗,改善孔壁粗糙度以利铜层沉积。
金属化孔工艺
化学沉铜在孔壁沉积0.3-0.8微米厚度的导电层,溶液中的钯催化剂引发氧化还原反应。电镀铜工序将孔铜加厚至25微米以上,采用脉冲电源可改善镀层均匀性。表面处理可选化金、镀银或OSP抗氧化涂层,化金工艺通过置换反应形成镍金复合层,焊接性能优良且保存周期长。
阻焊层制作
液态感光阻焊油墨经丝网印刷覆盖板面,避开焊盘区域。紫外曝光显影后形成永久性保护层,部分高端产品采用激光直接成像技术。烘烤环节使阻焊层完全固化,耐温性能达到288℃/10秒的焊接要求。颜色选择影响检修便利性,绿色阻焊层因对比度高被广泛采用。
表面丝印标识
字符印刷机在阻焊层表面标记元件位号、极性符号等信息。UV固化油墨需通过波长365nm的紫外线照射硬化。二维码标识系统可追溯生产批次和工艺参数。部分军工级产品采用激光刻字替代油墨印刷,确保标识在恶劣环境下保持清晰。
成型与外形加工
数控铣床根据外形文件切割电路板轮廓,主轴转速2万转/分钟,切割公差±0.1mm。V-CUT工艺在拼板间制作浅槽,方便后期分板操作。金手指部位通过斜边机加工45°倒角,确保插接可靠性。清洗工序采用纯水喷淋与高压气刀组合,消除加工产生的粉尘。
电气测试与检验
飞针测试机自动检测开路、短路等缺陷,测试探针最小间距0.15mm。批量产品采用治具测试,1280个测试点可在12秒内完成全检。AOI光学检测设备比对实际线路与设计图形,识别缺口、毛刺等外观缺陷。抽样进行热应力测试,288℃焊锡槽浸渍3次验证板材耐热性。
包装与存储管理
合格产品用防静电袋真空封装,湿度指示卡监控存储环境。多层堆叠时使用珍珠棉隔片缓冲,外箱粘贴防潮、防震标识。库房温度控制在20-25℃,湿度低于60%RH。出货前进行接地电阻抽检,确保运输过程静电防护有效。特殊板材需在氮气柜中保存防止氧化。