PCB印刷电路板制造过程和工艺详解

1、PCB印卩刷电路板制造过程和工艺详解 eda-china 资源共享pcb 印刷电路板的原料是玻璃纤维，这种材料我们在日常生活中出处可见，比方防火布、防火毡的核心就是玻璃纤维，玻璃纤维很容易和树脂相结合，我们把结构紧密、强度高的玻纤布浸入树脂中，硬化就得到了隔热绝缘、不易弯曲的pcb基板了 -如果把pcb板折断，边缘是发白分层，足以证明材质为树脂玻纤。光是绝缘板我们不可能传递电信号，于是需要在外表覆铜。所以我们把pcb板也称之为覆铜基板。在工厂里，常见覆铜基板的代号是fr-4，这个在各家板卡厂商里面一般没有区别，所以我们可以认为大家都处于同一起跑线上，当然，如果是高频板卡，最好用本钱较高的覆铜箔

2、聚四氟乙烯玻璃布层压板。覆铜工艺很简单，一般可以用压延与电解的方法制造，所谓压延就是将高纯度99.98 %的铜用碾压法贴在 pcb基板上-因为环氧树脂与铜箔有极好的粘合性， 铜箔的附着 强度和工作温度较高，可以在 260C的熔锡中浸焊而无起泡。这个过程颇像擀饺子皮，最薄可以小于1mil 工业单位：密耳，即千分之一英寸，相当于0.0254mm。如果饺子皮这么薄的话，下锅肯定漏馅！所谓电解铜这个在初中化学 已经学过，CUSO4电解液能不断制造一层层的铜箔，这样容易控制厚度，时间越长铜箔越厚！通常厂里对铜箔的厚度有很严格的要求，一般在0.3mil和3mil之间，有专用的铜箔厚度测试仪检验其品质。像古

3、老的收音机和业余爱好者用的pcb上覆铜特别厚，比起电脑板卡工厂里品质差了很远。控制铜箔的薄度主要是基于两个理由：一个是均匀的铜箔可以有非常均匀的电阻温 度系数，介电常数低，这样能让信号传输损失更小，这和电容要求不同，电容要求介电常数 高，这样才能在有限体积下容纳更高的容量，电阻为什么比电容个头要小，归根结底是介电常数高啊！其次，薄铜箔通过大电流情况下温升较小，这对于散热和元件寿命都是有很大好处的，数字集成电路中铜线宽度最好小于0.3cm也是这个道理。制作精良的pcb成品板非常均匀，光泽柔和因为外表刷上阻焊剂，这个用肉眼能看出来，但要光看覆铜基板能看出好 坏的人却不多，除非你是厂里经验丰富的品检

4、。对于一块全身包裹了铜箔的pcb基板，我们如何才能在上面安放元件，实现元件-元件间的信号导通而非整块板的导通呢？板上弯弯绕绕的铜线，就是用来实现电信号的传递的，因此，我们只要把铜箔蚀掉不用的局部，留下铜线局部就可以了。如何实现这一步，首先，我们需要了解一个概念，那就是线路底片或者称之为线路菲林，我们将板卡的线路设计用光刻机印成胶片，然后把一种主要成分对特定光谱敏 感而发生化学反响的感光干膜覆盖在基板上，干膜分两种，光聚合型和光分解型，光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化，从水溶性物质变成水不溶性而光分解型那么正好相反。这里我们就用光聚合型感光干膜先盖在基板上，上面再盖一层线路胶片让其曝光，

5、曝光的地方呈黑色不透光，反之那么是透明的线路局部。光线通过胶片照射到感光干膜上-结果怎么样了？但凡胶片上透明通光的地方干膜颜色变深开始硬化，紧紧包裹住基板外表的铜箔，就像把线路图印在基板上一样，接下来我们经过显影步骤使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜，让不需要干膜保护的铜箔露出来，这称作脱膜stripping 工序。接下来我们再使用蚀铜液腐蚀铜的化学药品对基板进行蚀刻，没有干膜保护的铜全军覆没，硬化干膜下的线路图就这么在基板上呈现出来。这整个过程有个叫法叫影像转移，它在pcb制造过程中占非常重要的地位。接着是制作多层板，按照上述步骤制作只是单面板，即使两面加工也是双面板而已，但是我们常常可以发现自己

6、手中的板卡是四层板或者六层板甚至有8层板。有了上面的根底，我们明白其实不难，做两块双面板粘起来就行啦！比方我们做一块典型的四层板按照顺序分14层，其中1/4是外层，信号层，2/3是内层，接地和电源层，先呢分别做好 1/2和3/4 同一块基板，然后把两块基板粘一块不就ok 了？不过这个粘结剂可不是普通的胶水，而是软化状态下的树脂材料，它首先是绝缘的，其次很薄，与基板粘合性良好。我们称之为pp材料，它的规格是厚度与含胶树脂量。当然，一般四层板和六层板我们是看不出来的，因为六层板的基板厚度比拟薄，即使要用两层pp三块双面基板，也未见得比一层pp两块双面基板的四层板能增加多少厚度-板卡的厚度都有一定标

7、准，否那么就插不进各种卡槽中了。说到这里，读者又会产生疑问，那个多层板之间信号不是要导通吗？现在 pp是绝缘材料，如何实现层与层之间的互联？别急，我们在粘结多层 板之前还需要钻孔！钻了孔可以将电路板上下位置相应铜线对起来，然后让孔壁带铜，那么不是相当于导线将电路串联起来了吗？这种孔我们称之为导通孔plating hole ，简称pt孔。这些孔需要钻孔机钻出来， 现代钻孔机能钻出很小很小的孔和很浅的孔，一块主板上有成百上千个大小迥异深浅不一的孔，我们用高速钻孔机起码要钻一个多小时才能钻完。钻完孔后，我们再进行孔电镀该技术称之为镀通孔技术，plated-through-hole technolog

8、y ， pth ，让孔导通。孔也钻了，里外层都通了，多层板粘好了，是不是完事了呢？我们的答复是no,因为主板生产需要大量进行焊接，如果直接焊接，会产生两个严重后果：一、板卡外表铜线氧化，焊不上；二、搭焊现象严重-因为线与线之间的间距实在太小了啊！所以我们必须在整个pcb基板外面再包上一层装甲-这就是防焊漆，也就是俗称阻焊剂的的东东，它对液态的焊锡不具有亲和力，并且在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化，这个特性和干膜类似， 我们看到的板卡颜色，其实就是防焊漆的颜色，如果防焊漆是绿色，那么板卡就是绿色。最后大家不要忘了网印、金手指镀金(对于显卡或者pci等插卡来说)和质检，测试pcb是否有短路或是断路的状况， 可以使用光学或电子方式测试。 光学方式采用扫描以找 出各层的缺陷，电子测试那么通常用飞针探测仪 (flyi n