谁知道PCB的制造工艺?
PCB的生产非常复杂。以一个四层印制板为例,制作过程主要包括PCB布局、芯板制作、内层PCB布局转移、芯板打孔检查、层压、钻孔、孔壁铜化学沉淀、外层PCB布局转移、外层PCB蚀刻等步骤。
1,PCB布局
PCB制造的第一步是安排和检查PCB布局。PCB工厂从PCB设计公司接收CAD文件。由于每个CAD软件都有自己独特的文件格式,因此PCB工厂将被转换为统一的格式-Extended。
嘉宝RS-274X或嘉宝X2。然后工厂工程师会检查PCB布局是否符合制造工艺,是否有缺陷。
2.芯板制造
清洁覆铜板时,如果有灰尘,可能会导致最终电路短路或开路。
下图是一个8层PCB的图例,实际上是由3块覆铜板(芯板)和2块铜膜,再用预浸料粘合而成。制造顺序从中间芯板(4层和5层线)开始,不断叠加在一起,然后固定。4层PCB的制作类似,只不过用了1梅拉妮板和2片铜膜。
3.内部PCB布局的转移
先用中间的磁芯做两层电路。覆铜板清洗干净后,会覆盖一层感光膜。这种薄膜遇光会固化,在覆铜板的铜箔上形成一层保护膜。
插入两层PCB布局膜和双层覆铜板,最后插入上层PCB布局膜,保证上下两层PCB布局膜堆叠位置准确。
感光器用紫外灯照射铜箔上的感光膜。感光膜在透明膜下固化,但不透明膜下仍然没有固化的感光膜。固化后的感光膜下覆盖的铜箔就是所需的PCB布局电路,相当于激光打印机墨水对手工PCB的作用。
然后用碱液洗掉未固化的感光膜,所需的铜箔电路就会被固化的感光膜覆盖。
然后,用强碱(如NaOH)蚀刻掉不需要的铜箔。
撕下固化后的感光膜,露出所需的PCB布局电路铜箔。
4、芯板钻孔和检验
核心板已经制作成功。然后在芯板上打对准孔,方便后续与其他原材料对准。
核心板一旦和PCB其他层压在一起就无法修改,所以检查很重要。机器会自动将其与PCB布局图进行比较,以检查错误。
5.薄板
这里需要的是一种叫做预浸料的新原料,它是芯板和芯板(PCB layers >;4)、以及芯板和外层铜箔之间的粘合剂,也起到绝缘的作用。
预先将下铜箔和两层预浸料通过定位孔和下铁板固定到位,然后将制作好的芯板放入定位孔中,最后将两层预浸料、一层铜箔和一层承压铝板依次覆盖在芯板上。
被铁板夹住的PCB板放在支架上,然后送入真空热压机进行层压。真空热压机中的高温可以熔化预浸料中的环氧树脂,并在压力下将芯板和铜箔固定在一起。
层压后,移除压住PCB的上铁板。然后将受压的铝板拿走,铝板还起到隔离不同PCB板,保证PCB板外层铜箔平整的作用。此时,PCB的两面将覆盖一层光滑的铜箔。
6、钻孔
要将PCB中的四层铜箔无接触的连接起来,首先要钻一个通孔打通PCB,然后将孔壁金属化导电。
用X射线钻孔机定位内芯板,机器会自动找到并定位芯板上的孔,然后在PCB板上打出定位孔,保证下一次钻孔会穿过孔的中心。
在冲压机上放一层铝板,然后把PCB放上去。为了提高效率,1~3块相同的PCB板会按照PCB层数叠在一起进行打孔。最后,用铝板覆盖顶部PCB。上下铝板的设计是为了防止钻头钻入钻出时PCB上的铜箔撕裂。
在之前的层压过程中,熔化的环氧树脂被挤出PCB,因此需要将其移除。仿形铣床根据正确的XY坐标切割PCB的外围。
7.孔壁上的铜化学沉淀
因为几乎所有的PCB设计都是通过孔连接不同层的导线,所以良好的连接需要孔壁上有一层25微米的铜膜。这个厚度的铜膜需要电镀,但是孔壁是由不导电的环氧树脂和玻璃纤维板组成的。
所以第一步是在孔壁上沉积一层导电物质,用化学沉积的方法在包括孔壁在内的整个PCB表面形成一层1微米的铜膜。化学处理和清洗等整个过程都是由机器控制的。
固定PCB
清洁PCB
运输PCB
8、外层PCB布局转移
接下来将外层的PCB布局转移到铜箔上。工艺类似于之前内芯板的PCB版图转移。影印膜和感光膜用于将PCB布局转移到铜箔上。唯一不同的是,正片会作为板子。
内层PCB的布局转移采用还原法,以负片为板。PCB被固化的感光膜覆盖,未固化的感光膜被洗掉。在暴露的铜箔被蚀刻后,PCB布局线被固化的光敏膜保护。
外层PCB的布局转移采用常规方法,使用正片作为板。PCB被固化的感光膜覆盖作为非电路区域。清洗未固化的感光膜并电镀。有膜的地方不能电镀,没有膜的地方先镀铜再镀锡。脱膜后,进行碱性蚀刻,最后脱锡。布线图留在板上,因为有锡保护。
夹紧PCB并电镀铜。如前所述,为了保证孔具有足够好的导电性,孔壁上电镀的铜膜厚度必须达到25微米,因此整个系统将由计算机自动控制,以保证其准确性。
9、外层PCB蚀刻
接下来,蚀刻过程由一条完整的自动生产线完成。首先,清洗PCB上固化的感光膜。然后用强碱清洗掉被它覆盖的不必要的铜箔。然后用退锡液去除PCB版图铜箔上的锡涂层。清洗后,4层PCB的布局就完成了。