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設計之前，電子電路設計師必須到PCB制造車(chē)間，全面了解PCB制造的容量和限制。設施。這非常重要，因為許多PCB設計人員并不知道PCB制造設施的限制，當他們將設計文件發(fā)送到PCB制造車(chē)間/設施時(shí)，他們會(huì )返回并要求進(jìn)行更改以滿(mǎn)足PCB制造工藝的容量/限制。但是，如果電路設計師在沒(méi)有內部PCB制造車(chē)間的公司工作，并且該公司將工作外包給外國PCB制造工廠(chǎng)，那么設計人員必須在線(xiàn)聯(lián)系制造商并詢(xún)問(wèn)限制或規格，如最大/分鐘銅板厚度，最大層數，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計人員逐步全面了解PCB制造工藝，避免設計錯誤。
PCB制造工藝步驟
第1步：PCB設計和GERBER文件
< p>電路設計人員在CAD軟件中繪制原理圖，用于布局PCB設計。設計人員必須與PCB制造商協(xié)調有關(guān)用于布局PCB設計的軟件，以便不存在兼容性問(wèn)題。最受歡迎的CAD PCB設計軟件是Altium Designer，Eagle，ORCAD和Mentor PADS。
在PCB設計被接受制造之后，設計人員將生成一個(gè)文件來(lái)自PCB制造商接受的設計。該文件稱(chēng)為“GERBER文件”。 Gerber文件是大多數PCB制造商使用的標準文件，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。擴展的Gerber提供了完美的輸出。
該軟件具有用戶(hù)/設計人員定義的算法，該算法具有軌道寬度，板邊緣間距，跡線(xiàn)和孔間距以及孔尺寸等關(guān)鍵元素。該算法由設計者運行，以檢查設計中的任何錯誤。在驗證設計之后，將其發(fā)送到PCB制造廠(chǎng)，在那里進(jìn)行DFM檢查。 DFM（制造設計）檢查用于確保PCB設計的最小容差。
第2步：GERBER到相片
用于打印PCB相片的特殊打印機稱(chēng)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)方面非常準確，可以提供高度詳細的PCB設計。
從繪圖儀中取出的塑料片是用黑色墨水印刷的PCB。在內層的情況下，黑色墨水表示導電銅軌道，而空白部分是非導電部分。另一方面，對于外層，黑色墨水將被蝕刻掉并且空白區域用于銅。這些膠片應妥善保存，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)單獨的薄膜。所有這些薄膜必須對齊在一起以繪制PCB對齊。通過(guò)調整薄膜片適合的工作臺來(lái)實(shí)現這種PCB對準，并且在對工作臺進(jìn)行小校準之后，可以實(shí)現最佳對準。這些膠片必須有對準孔才能準確地相互靠在一起。定位銷(xiāo)將適合定位孔。
第3步：內層印刷：光刻膠和銅的
現在這些照相膠片印在銅箔上。 PCB的基本結構由層壓板制成。芯材料是環(huán)氧樹(shù)脂和稱(chēng)為基材的玻璃纖維。層壓板接收構成PCB的銅?；鍨镻CB提供了強大的平臺。兩側都覆蓋銅。該過(guò)程包括去除銅以顯示薄膜的設計。
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(méi)有灰塵顆粒，否則會(huì )導致電路短路或開(kāi)路
現在應用了光刻膠膜。光致抗蝕劑由光敏化學(xué)物質(zhì)制成，當施加紫外線(xiàn)輻射時(shí)，該化學(xué)物質(zhì)會(huì )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(guò)固定針固定在層壓板上?，F在應用紫外線(xiàn)輻射。照相膠片上的黑色墨水將阻擋紫外線(xiàn)，從而防止其下面的銅并且不會(huì )使黑色墨水痕跡下的光致抗蝕劑硬化。透明區域將通過(guò)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。電路板現在將干燥。
PCB現在可以用抗蝕劑覆蓋用于制作電路軌道的銅線(xiàn)。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(huì )去除硬化光刻膠下面的銅。
現在硬化的光刻膠將被去除，以保護所需的銅。這是通過(guò)用另一種溶劑洗掉PCB來(lái)實(shí)現的。
步驟5：層對齊和光學(xué)檢測
在完成所有層的準備工作之后，它們會(huì )相互對齊。這可以通過(guò)沖壓注冊孔來(lái)完成，如前一步驟中所述。技術(shù)人員將所有層放置在機器中，稱(chēng)為“光學(xué)打孔器”。這臺機器將準確地打孔。
放置的層數和發(fā)生的錯誤無(wú)法逆轉。
自動(dòng)光學(xué)檢測機將使用激光檢測任何缺陷并將數字圖像與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“預浸漬”制成，環(huán)氧樹(shù)脂稱(chēng)為預浸料。襯底的頂部和底部將覆蓋有具有銅跡線(xiàn)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，以避免在校準過(guò)程中移動(dòng)。
將預浸料層安裝在校準臺上，然后將基板層安裝在其上，然后放置銅板。更多的預浸料板以類(lèi)似的方式放置，最后鋁箔完成堆疊。
計算機將自動(dòng)完成壓力機的加工，加熱堆棧并以受控速率冷卻。
現在技術(shù)人員將拆下包裝銷(xiāo)和壓力板以拆開(kāi)包裝袋。
第7步：鉆孔
現在是時(shí)候在堆疊PCB上鉆孔了。精密鉆頭可實(shí)現100微米直徑的孔，精度極高。這種鉆頭是氣動(dòng)鉆頭，主軸轉速約為300K RPM。但即使有這樣的速度，鉆孔過(guò)程也需要時(shí)間，因為每個(gè)孔都需要時(shí)間才能完美鉆孔?；赬射線(xiàn)的標識符準確地識別鉆頭位置。
鉆孔文件也是由PCB設計人員在早期階段提供給PCB制造廠(chǎng)生成的。該鉆孔文件確定鉆頭的微小運動(dòng)并確定鉆孔的位置。這些孔現在將成為電鍍后的過(guò)孔和孔。
步驟8：電鍍和銅沉積
仔細清潔后，PCB面板現在進(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(guò)程是由計算機控制的
步驟9：外層成像
與內層相同，光刻膠應用于外層，預浸料面板和連接在一起的黑色油墨膜現已爆破在黃色的房間里有紫外線(xiàn)。光刻膠硬化?，F在，面板通過(guò)機器沖洗掉受黑色墨水不透明保護的硬化抗蝕劑。
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。它現在最終導致正確的連接和軌道
步驟12：焊接掩模應用
清潔面板，環(huán)氧樹(shù)脂阻焊油墨將覆蓋面板。在板上施加UV輻射，穿過(guò)焊接掩模照相膠片。覆蓋的部分保持未硬化并將被移除?，F在將電路板放入烤箱中以修復阻焊膜。
步驟13：表面處理
HASL（熱空氣焊料調平）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(huì )導致表面光潔度。
步驟14：絲網(wǎng)印刷
PCB處于最后階段，在表面上接受?chē)娔蛴?書(shū)寫(xiě)。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(dòng)過(guò)程驗證PCB的功能以匹配原始設計。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(zhù)電路板邊緣創(chuàng )建了小標簽，使電路板可以輕松地從面板中彈出。
