PCB制作工艺大揭密

PCB也叫印制电路板或印制线路板，应用非常广泛，无论多么神奇的电子设备，包括智能机器人、航空航天等高科技设备都离不开PCB产品的支撑。

因其在各种电子设备的内部，甘当幕后英雄，因此并不为众人所知晓，对于大多数人来说，更不要说其制作过程了。

那么你是不是如同大多数人一样，对它的生产制作过程很好奇呢?!

下面我们就以8层印制板为例，为好奇的你揭开PCB制作的神秘面纱。

PCB制作过程主要包括了PCB线路布局、芯板的制作、内层PCB线路的转移、芯板打钻孔与检查、层压、钻孔、孔壁镀铜、外层PCB线路的转移和蚀刻等工序。

1、PCB布局

整理并检查PCB布局(Layout)。用户通过智创时代电子采购商城在线下单给智创时代PCB工厂后，工厂的工程师们会检查PCB布局设计是否符合工厂的制作工艺要求，在确定没有设计缺陷等问题后将其转化为统一的格式——Extended Gerber RS-274X 或者 Gerber X2。

2、芯板的制作

清洗覆铜板，清除覆铜板上面的灰尘和污渍，以免造成后期线路板短路和断路，影响产品品质。

下图是一张8层线路板图例，它是由3张覆铜板(芯板)加2张铜膜，然后用半固化片粘连起来的。制作顺序是从最中间的芯板(4、5层线路)开始，不断地叠加在一起，然后固定。4层PCB的制作也是类似的，只不过只用了1张芯板加2张铜膜。

3、内层PCB线路转移

先要制作最中间芯板(Core)的两层线路。覆铜板清洗干净后会在表面盖上一层感光膜。这种膜遇到光会固化，在覆铜板的铜箔上形成一层保护膜。

放入PCB线路布局胶片和双层覆铜板，最后放入上层的PCB布局胶片，保证上下两层PCB布局胶片层叠位置精准。

感光机用UV灯对铜箔上的感光膜进行照射，透光的胶片下，感光膜被固化，不透光的胶片下还是没有固化的感光膜。固化感光膜底下覆盖的铜箔就是需要的PCB布局线路。

然后用碱液将没有固化的感光膜清洗掉，需要的铜箔线路将会被固化的感光膜所覆盖。

然后再用强碱类溶剂将不需要的铜箔蚀刻掉。

将固化的感光膜撕掉，露出需要的PCB线路铜箔。

4、芯板打孔与检查

芯板已经制作成功。然后在芯板上打对位孔，方便接下来和其他PCB板材对齐。

芯板一旦和其他层的PCB压制在一起就无法进行修改了，所以检查非常重要。自动光学检测仪(AOI)对内层线路可能存在的缺陷进行检测。

05、层压

这里需要一个新的基材叫做半固化片，是芯板与芯板(PCB层数>4)，以及芯板与外层铜箔之间的粘合剂，同时也起到绝缘的作用。

下层的铜箔和两层半固化片已经提前通过对位孔和下层的铁板固定好位置，然后将制作好的芯板也放入对位孔中，最后依次将两层半固化片、一层铜箔和一层承压的铝板覆盖到芯板上。

将被铁板夹住的PCB板子放置到支架上，然后送入真空热压机中进行层压。真空热压机里的高温可以融化半固化片里的环氧树脂，在压力下将芯板和铜箔固定在一起。 

层压完成后，卸掉压制PCB的上层铁板。然后将承压的铝板拿走，铝板还起到了隔离不同PCB板材以及保证PCB外层铜箔光滑的作用。这时拿出来的PCB的两面都会被一层光滑的铜箔所覆盖。

6、钻孔

要将PCB里4层毫不接触的铜箔连接在一起，首先要钻出上下贯通的孔通来打通PCB，然后把孔壁金属化来导电。

用X射线钻孔机对内层的芯板进行定位，机器会自动找到并且定位芯板上的孔位，然后给PCB打上定位孔，确保接下来钻孔时是从孔位的正中央穿过。

将一层铝板放在打孔机机床上，然后将PCB放在上面。为了提高效率，根据PCB的层数会将1~3个相同的PCB板叠加在一起进行钻孔。最后在最上面的PCB上盖上一层铝板，上下两层的铝板是为了当钻头钻进和钻出的时候，不会撕裂PCB上的铜箔。

在之前的层压工序中，融化的环氧树脂被挤压到了PCB外面，所以需要进行切除。靠模铣床根据PCB正确的XY坐标对其外围进行切割。

7、孔壁化学沉铜

由于几乎所有PCB线路板都是用通孔来连接不同层的线路，通常需要在孔壁上镀上25微米的铜膜。

电镀的第一步就是先在孔壁上镀上一层铜层，通过化学沉积的方式在整个PCB表面，也包括孔壁上形成1微米的铜膜。

8、外层PCB布局转移和镀铜

接下来会用和内层芯板PCB线路转移的方法制作外层线路。

内层PCB布局转移采用的是减成法，负片做板。PCB上被固化感光膜覆盖的为线路，清洗掉没固化的感光膜，露出的铜箔被蚀刻后，PCB布局线路被固化的感光膜保护而留下。

外层PCB布局转移采用的是正常法，正片做板。PCB上被固化的感光膜覆盖的为非线路区。清洗掉没固化的感光膜后进行电镀。有膜处无法电镀，而没有膜处，先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻，最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。

将PCB用夹子夹住，将铜电镀上去。为了保证各层间有可靠的导通性，孔壁上电镀的铜膜必须要有25微米的厚度。所以整套系统将会由电脑自动控制，以保证镀层厚度的精准性。

9、外层PCB蚀刻

接下来由一条完整的自动化流水线完成蚀刻的工序。首先将PCB板上被固化的感光膜清洗掉。然后用强碱清洗掉被其覆盖的不需要的铜箔。再用退锡液将PCB布局铜箔上的锡层去除。清洗干净后4层PCB布局就完成了。

10、外层AOI

用AOI机器对外层线路进行检测。

11、其它工序

后序就是叠板、压合、阻焊、文字、表面处理、检测、包装等。

这样，一块合格的电路板就诞生了。