PCB由FR-4材料制成的基板和遍布電路的銅路徑整個(gè)電路板上都有信號。
在PCB設(shè)計(jì)之前，電子電路設(shè)計(jì)師必須到PCB制造車間，全面了解PCB制造的容量和限制。設(shè)施。這非常重要，因?yàn)樵S多PCB設(shè)計(jì)人員并不知道PCB制造設(shè)施的限制，當(dāng)他們將設(shè)計(jì)文件發(fā)送到PCB制造車間/設(shè)施時(shí)，他們會返回并要求進(jìn)行更改以滿足PCB制造工藝的容量/限制。但是，如果電路設(shè)計(jì)師在沒有內(nèi)部PCB制造車間的公司工作，并且該公司將工作外包給外國PCB制造工廠，那么設(shè)計(jì)人員必須在線聯(lián)系制造商并詢問限制或規(guī)格，如最大/分鐘銅板厚度，最大層數(shù)，最小孔徑和PCB面板的最大尺寸。
在本文中，我們將重點(diǎn)關(guān)注PCB制造工藝，因此本文將是有利于電路設(shè)計(jì)人員逐步全面了解PCB制造工藝，避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
PCB制造工藝步驟
第1步：PCB設(shè)計(jì)和GERBER文件
< p>電路設(shè)計(jì)人員在CAD軟件中繪制原理圖，用于布局PCB設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員必須與PCB制造商協(xié)調(diào)有關(guān)用于布局PCB設(shè)計(jì)的軟件，以便不存在兼容性問題。最受歡迎的CAD PCB設(shè)計(jì)軟件是Altium Designer，Eagle，ORCAD和Mentor PADS。
在PCB設(shè)計(jì)被接受制造之后，設(shè)計(jì)人員將生成一個(gè)文件來自PCB制造商接受的設(shè)計(jì)。該文件稱為“GERBER文件”。 Gerber文件是大多數(shù)PCB制造商使用的標(biāo)準(zhǔn)文件，用于顯示PCB布局的組件，如銅跟蹤層和焊接掩模等.Gerber文件是2D矢量圖像文件。擴(kuò)展的Gerber提供了完美的輸出。
該軟件具有用戶/設(shè)計(jì)人員定義的算法，該算法具有軌道寬度，板邊緣間距，跡線和孔間距以及孔尺寸等關(guān)鍵元素。該算法由設(shè)計(jì)者運(yùn)行，以檢查設(shè)計(jì)中的任何錯(cuò)誤。在驗(yàn)證設(shè)計(jì)之后，將其發(fā)送到PCB制造廠，在那里進(jìn)行DFM檢查。 DFM（制造設(shè)計(jì)）檢查用于確保PCB設(shè)計(jì)的最小容差。
第2步：GERBER到相片
用于打印PCB相片的特殊打印機(jī)稱為“繪圖儀”。這些繪圖儀將在膠片上印刷電路板。這些薄膜用于成像PCB。繪圖儀在印刷技術(shù)方面非常準(zhǔn)確，可以提供高度詳細(xì)的PCB設(shè)計(jì)。
從繪圖儀中取出的塑料片是用黑色墨水印刷的PCB。在內(nèi)層的情況下，黑色墨水表示導(dǎo)電銅軌道，而空白部分是非導(dǎo)電部分。另一方面，對于外層，黑色墨水將被蝕刻掉并且空白區(qū)域用于銅。這些膠片應(yīng)妥善保存，以避免不必要的接觸或指紋。
每層都有自己的膠片。焊接掩模有一個(gè)單獨(dú)的薄膜。所有這些薄膜必須對齊在一起以繪制PCB對齊。通過調(diào)整薄膜片適合的工作臺來實(shí)現(xiàn)這種PCB對準(zhǔn)，并且在對工作臺進(jìn)行小校準(zhǔn)之后，可以實(shí)現(xiàn)最佳對準(zhǔn)。這些膠片必須有對準(zhǔn)孔才能準(zhǔn)確地相互靠在一起。定位銷將適合定位孔。
第3步：內(nèi)層印刷：光刻膠和銅的
現(xiàn)在這些照相膠片印在銅箔上。 PCB的基本結(jié)構(gòu)由層壓板制成。芯材料是環(huán)氧樹脂和稱為基材的玻璃纖維。層壓板接收構(gòu)成PCB的銅。基板為PCB提供了強(qiáng)大的平臺。兩側(cè)都覆蓋銅。該過程包括去除銅以顯示薄膜的設(shè)計(jì)。
去污染環(huán)境對于從銅層壓板清潔PCB非常重要。必須確保PCB上沒有灰塵顆粒，否則會導(dǎo)致電路短路或開路
現(xiàn)在應(yīng)用了光刻膠膜。光致抗蝕劑由光敏化學(xué)物質(zhì)制成，當(dāng)施加紫外線輻射時(shí)，該化學(xué)物質(zhì)會硬化。必須確保攝影膠片和光刻膠片必須完全匹配。
這些攝影膠片和光刻膠片通過固定針固定在層壓板上?，F(xiàn)在應(yīng)用紫外線輻射。照相膠片上的黑色墨水將阻擋紫外線，從而防止其下面的銅并且不會使黑色墨水痕跡下的光致抗蝕劑硬化。透明區(qū)域?qū)⑼ㄟ^UV光，從而硬化將被去除的多余光刻膠。
然后用堿性溶液清洗板以除去多余的光刻膠。電路板現(xiàn)在將干燥。
PCB現(xiàn)在可以用抗蝕劑覆蓋用于制作電路軌道的銅線。如果電路板是兩層，那么它將用于鉆孔，否則將進(jìn)行更多步驟。
步驟4 ：去除不需要的銅
使用功能強(qiáng)大的銅溶劑溶液去除多余的銅，就像堿性溶液去除多余的光刻膠一樣。不會去除硬化光刻膠下面的銅。
現(xiàn)在硬化的光刻膠將被去除，以保護(hù)所需的銅。這是通過用另一種溶劑洗掉PCB來實(shí)現(xiàn)的。
步驟5：層對齊和光學(xué)檢測
在完成所有層的準(zhǔn)備工作之后，它們會相互對齊。這可以通過沖壓注冊孔來完成，如前一步驟中所述。技術(shù)人員將所有層放置在機(jī)器中，稱為“光學(xué)打孔器”。這臺機(jī)器將準(zhǔn)確地打孔。
放置的層數(shù)和發(fā)生的錯(cuò)誤無法逆轉(zhuǎn)。
自動光學(xué)檢測機(jī)將使用激光檢測任何缺陷并將數(shù)字圖像與Gerber進(jìn)行比較文件。
第6步：加層和綁定
在此階段，包括外層的所有層將彼此粘合在一起。所有層都將堆疊在基板上。
外層由玻璃纖維“預(yù)浸漬”制成，環(huán)氧樹脂稱為預(yù)浸料。襯底的頂部和底部將覆蓋有具有銅跡線蝕刻的薄銅層。
帶有金屬夾的重型鋼臺用于粘合/壓制層。這些層與工作臺緊密固定，以避免在校準(zhǔn)過程中移動。
將預(yù)浸料層安裝在校準(zhǔn)臺上，然后將基板層安裝在其上，然后放置銅板。更多的預(yù)浸料板以類似的方式放置，最后鋁箔完成堆疊。
計(jì)算機(jī)將自動完成壓力機(jī)的加工，加熱堆棧并以受控速率冷卻。
現(xiàn)在技術(shù)人員將拆下包裝銷和壓力板以拆開包裝袋。
第7步：鉆孔
現(xiàn)在是時(shí)候在堆疊PCB上鉆孔了。精密鉆頭可實(shí)現(xiàn)100微米直徑的孔，精度極高。這種鉆頭是氣動鉆頭，主軸轉(zhuǎn)速約為300K RPM。但即使有這樣的速度，鉆孔過程也需要時(shí)間，因?yàn)槊總€(gè)孔都需要時(shí)間才能完美鉆孔?；赬射線的標(biāo)識符準(zhǔn)確地識別鉆頭位置。
鉆孔文件也是由PCB設(shè)計(jì)人員在早期階段提供給PCB制造廠生成的。該鉆孔文件確定鉆頭的微小運(yùn)動并確定鉆孔的位置。這些孔現(xiàn)在將成為電鍍后的過孔和孔。
步驟8：電鍍和銅沉積
仔細(xì)清潔后，PCB面板現(xiàn)在進(jìn)行化學(xué)沉積處理。在此期間，在面板的表面上沉積薄層（1微米厚）的銅。銅流入鉆孔?？椎谋谕耆冦~。浸漬和去除的整個(gè)過程是由計(jì)算機(jī)控制的
步驟9：外層成像
與內(nèi)層相同，光刻膠應(yīng)用于外層，預(yù)浸料面板和連接在一起的黑色油墨膜現(xiàn)已爆破在黃色的房間里有紫外線。光刻膠硬化?，F(xiàn)在，面板通過機(jī)器沖洗掉受黑色墨水不透明保護(hù)的硬化抗蝕劑。
步驟10：電鍍外層：
帶有薄銅層的電鍍板。在初始鍍銅之后，面板進(jìn)行鍍錫，這樣可以去除板上留下的所有銅。錫在蝕刻階段防止所需的面板部分被銅封閉。蝕刻從面板中消除了不需要的銅。
步驟11：蝕刻
將去除殘留抗蝕劑層下的不需要的銅和銅?；瘜W(xué)品用于清潔多余的銅。另一方面，錫覆蓋所需的銅。它現(xiàn)在最終導(dǎo)致正確的連接和軌道
步驟12：焊接掩模應(yīng)用
清潔面板，環(huán)氧樹脂阻焊油墨將覆蓋面板。在板上施加UV輻射，穿過焊接掩模照相膠片。覆蓋的部分保持未硬化并將被移除?，F(xiàn)在將電路板放入烤箱中以修復(fù)阻焊膜。
步驟13：表面處理
HASL（熱空氣焊料調(diào)平）為PCB提供額外的焊接能力。 RayPCB提供浸金和浸銀HASL。 HASL提供均勻的墊。這會導(dǎo)致表面光潔度。
步驟14：絲網(wǎng)印刷
PCB處于最后階段，在表面上接受噴墨打印/書寫。這用于表示與PCB相關(guān)的重要信息。
步驟15：電氣測試
最后階段是最終PCB的電氣測試。自動過程驗(yàn)證PCB的功能以匹配原始設(shè)計(jì)。在RayPCB，我們提供飛針測試或釘床測試。
第16步：分析
最后一步是從原始面板切割板。路由器用于此目的，它沿著電路板邊緣創(chuàng)建了小標(biāo)簽，使電路板可以輕松地從面板中彈出。
