PCB的生產非常復雜。以壹個四層印制板為例,制作過程主要包括PCB布局、芯板制作、內層PCB布局轉移、芯板打孔檢查、層壓、鉆孔、孔壁銅化學沈澱、外層PCB布局轉移、外層PCB蝕刻等步驟。
1,PCB布局
PCB制造的第壹步是安排和檢查PCB布局。PCB工廠從PCB設計公司接收CAD文件。由於每個CAD軟件都有自己獨特的文件格式,因此PCB工廠將被轉換為統壹的格式-Extended。
嘉寶RS-274X或嘉寶X2。然後工廠工程師會檢查PCB布局是否符合制造工藝,是否有缺陷。
2.芯板制造
清潔覆銅板時,如果有灰塵,可能會導致最終電路短路或開路。
下圖是壹個8層PCB的圖例,實際上是由3塊覆銅板(芯板)和2塊銅膜,再用預浸料粘合而成。制造順序從中間芯板(4層和5層線)開始,不斷疊加在壹起,然後固定。4層PCB的制作類似,只不過用了1梅拉妮板和2片銅膜。
3.內部PCB布局的轉移
先用中間的磁芯做兩層電路。覆銅板清洗幹凈後,會覆蓋壹層感光膜。這種薄膜遇光會固化,在覆銅板的銅箔上形成壹層保護膜。
插入兩層PCB布局膜和雙層覆銅板,最後插入上層PCB布局膜,保證上下兩層PCB布局膜堆疊位置準確。
感光器用紫外燈照射銅箔上的感光膜。感光膜在透明膜下固化,但不透明膜下仍然沒有固化的感光膜。固化後的感光膜下覆蓋的銅箔就是所需的PCB布局電路,相當於激光打印機墨水對手工PCB的作用。
然後用堿液洗掉未固化的感光膜,所需的銅箔電路就會被固化的感光膜覆蓋。
然後,用強堿(如NaOH)蝕刻掉不需要的銅箔。
撕下固化後的感光膜,露出所需的PCB布局電路銅箔。
4、芯板鉆孔和檢驗
核心板已經制作成功。然後在芯板上打對準孔,方便後續與其他原材料對準。
核心板壹旦和PCB其他層壓在壹起就無法修改,所以檢查很重要。機器會自動將其與PCB布局圖進行比較,以檢查錯誤。
5.薄板
這裏需要的是壹種叫做預浸料的新原料,它是芯板和芯板(PCB layers >;4)、以及芯板和外層銅箔之間的粘合劑,也起到絕緣的作用。
預先將下銅箔和兩層預浸料通過定位孔和下鐵板固定到位,然後將制作好的芯板放入定位孔中,最後將兩層預浸料、壹層銅箔和壹層承壓鋁板依次覆蓋在芯板上。
被鐵板夾住的PCB板放在支架上,然後送入真空熱壓機進行層壓。真空熱壓機中的高溫可以熔化預浸料中的環氧樹脂,並在壓力下將芯板和銅箔固定在壹起。
層壓後,移除壓住PCB的上鐵板。然後將受壓的鋁板拿走,鋁板還起到隔離不同PCB板,保證PCB板外層銅箔平整的作用。這時,PCB板的兩面會覆蓋壹層光滑的銅箔。
6、鉆孔
要將PCB中的四層銅箔無接觸的連接起來,首先要鉆壹個通孔打通PCB,然後將孔壁金屬化導電。
用X射線鉆孔機定位內芯板,機器會自動找到並定位芯板上的孔,然後在PCB板上打出定位孔,保證下壹次鉆孔會穿過孔的中心。
在沖壓機上放壹層鋁板,然後把PCB放上去。為了提高效率,1~3塊相同的PCB板會按照PCB層數疊在壹起進行打孔。最後,用鋁板覆蓋頂部PCB。上下鋁板的設計是為了防止鉆頭鉆入鉆出時PCB上的銅箔撕裂。
在之前的層壓過程中,熔化的環氧樹脂被擠出PCB,因此需要將其移除。仿形銑床根據正確的XY坐標切割PCB的外圍。
7.孔壁上的銅化學沈澱
因為幾乎所有的PCB設計都是通過孔連接不同層的導線,所以良好的連接需要孔壁上有壹層25微米的銅膜。這個厚度的銅膜需要電鍍,但是孔壁是由不導電的環氧樹脂和玻璃纖維板組成的。
所以第壹步是在孔壁上沈積壹層導電物質,用化學沈積的方法在包括孔壁在內的整個PCB表面形成壹層1微米的銅膜。化學處理和清洗等整個過程都是由機器控制的。
固定PCB
清潔PCB
運輸PCB
8、外層PCB布局轉移
接下來將外層的PCB布局轉移到銅箔上。工藝類似於之前內芯板的PCB版圖轉移。影印膜和感光膜用於將PCB布局轉移到銅箔上。唯壹不同的是,正片會作為板子。
內層PCB的布局轉移采用還原法,以負片為板。PCB被固化的感光膜覆蓋,未固化的感光膜被洗掉。在暴露的銅箔被蝕刻後,PCB布局線被固化的光敏膜保護。
外層PCB的布局轉移采用常規方法,使用正片作為板。PCB被固化的感光膜覆蓋作為非電路區域。清洗未固化的感光膜並電鍍。有膜的地方不能電鍍,沒有膜的地方先鍍銅再鍍錫。脫膜後,進行堿性蝕刻,最後脫錫。布線圖留在板上,因為有錫保護。
夾緊PCB並電鍍銅。如前所述,為了保證孔具有足夠好的導電性,孔壁上電鍍的銅膜厚度必須達到25微米,因此整個系統將由計算機自動控制,以保證其準確性。
9、外層PCB蝕刻
接下來,蝕刻過程由壹條完整的自動生產線完成。首先,清洗PCB上固化的感光膜。然後用強堿清洗掉被它覆蓋的不必要的銅箔。然後用退錫液去除PCB版圖銅箔上的錫塗層。清洗後,4層PCB的布局就完成了。