首先:PCB的原料是什麽？眾所周知，有壹種東西叫“玻璃纖維”。我們可以在日常生活中看到這種物質的來源。比如防火布、防火氈的芯是玻璃纖維，可以很容易和樹脂結合。我們把結構緊密、強度高的玻璃纖維布浸入樹脂中，硬化後得到壹個隔熱、不易彎曲的PCB基板——如果PCB板壞了，邊緣發白、有層次，就足以證明材料是樹脂玻璃纖維。
那麽我們不能僅僅通過絕緣板來傳輸電信號，所以我們需要用銅覆蓋表面。所以我們也稱PCB為覆銅基板。在工廠裏，常見的覆銅基板代號都是FR-4，壹般卡廠之間都是壹樣的，可以認為大家都在同壹起跑線上。當然，如果是高頻卡，最好使用成本較高的覆銅PTFE玻璃布層壓板。覆銅工藝很簡單，壹般可以用壓延法和電解法制造。所謂壓延就是將高純度(>:99.98%)的銅卷在PCB基板上——由於環氧樹脂與銅箔的附著力極好，銅箔的附著強度和工作溫度高，可以浸在260℃的熔錫中不起泡。這個過程挺像搟餃子皮的，但是餃子皮很薄，最薄可以不到1mil(工業單位:mil，即千分之壹英寸，相當於0.0254mm)！餃子皮這麽薄，餡料肯定會漏鍋！所謂電解銅，初中化學學過。CuSo4電解液可以連續制作壹層層的“銅箔”，更容易控制厚度。時間越長，銅箔越厚！通常工廠對銅箔的厚度有嚴格的要求，壹般在0.3密耳到3密耳之間，有專門的銅箔測厚儀檢查其質量。比如古代收音機和業余愛好者用的PCB，銅特別厚，比電腦板廠的質量差遠了。
為什麽把銅箔做得這麽薄？主要有兩個原因:第壹，均勻的銅箔可以具有非常均勻的電阻溫度系數和較低的介電常數，可以使信號傳輸損耗更小，這與電容器的要求不同，電容器要求較高的介電常數，以便在有限的體積內容納更高的容量。為什麽電容比鋁電容小？歸根結底是介電常數高！其次，薄銅箔在大電流情況下溫升小，對散熱和元件壽命大有好處。數字集成電路中銅線的寬度最好小於0.3cm也是事實，制作精良的PCB成品非常均勻柔軟(因為表面刷了阻焊層)，肉眼就能看出來，但說實話，光看覆銅基板就能看出質量的人不多，除非妳是廠裏經驗豐富的質檢員。有朋友問，對於壹個覆銅箔的PCB基板，如何在上面放元器件，實現元器件之間的信號傳導，而不是整板？那我就要問了，妳見過壹個主板表面全是銅的嗎——答案當然是:沒有！！板子都是纏繞的銅線，電信號通過銅線傳輸。所以答案很簡單。為什麽我們不把銅箔不用的部分蝕刻掉，留下銅線呢？
好，那麽這壹步是怎麽完成的呢？好的，我們需要聯系到壹個概念:那就是“電路膜”或“電路膜”。我們用光刻機把電路板的電路設計打印成薄膜，然後在基板上覆蓋壹層光敏幹膜，其主要成分對特定光譜敏感，發生化學反應。幹膜有兩種，光聚合型和光降解型。光聚合型在特定光譜的光照射下會硬化，水溶性物質變成不溶於水，而光降解型正好相反。好了，這裏我們先在基板上覆蓋光聚合光敏幹膜，然後再覆蓋壹層電路膜進行曝光。暴露的地方是黑色不透明的，否則就是透明的(電路部分)。光線透過膠片照在感光幹膜上——怎麽回事？在膜透明清晰的地方，幹膜顏色變深變硬，把銅箔緊緊地包裹在基板表面，就像把電路圖印在基板上壹樣。接下來，我們通過顯影步驟(用碳酸鈉溶液洗掉未硬化的幹膜)來暴露不需要幹膜保護的銅箔，這就是所謂的剝離工藝。
接下來我們用銅蝕刻液(壹種腐蝕銅的化學物質)對基板進行蝕刻，沒有幹膜保護的銅被徹底擦幹凈，於是基板上就呈現出了硬化幹膜下的電路圖。這整個過程被稱為“圖像轉移”，它在PCB制造過程中起著非常重要的作用。接下來自然是做多層板了！按照上面的步驟，只是單面板，即使雙面加工，也只是雙面板。但是我們經常可以發現，自己手裏的牌是四六板(甚至八板)。這是怎麽發生的？有了以上基礎，我們明白了，其實不難，做兩塊雙面板然後“粘”在壹起就行了！比如我們做壹個典型的四層板(依次分為1 ~ 4層，其中1/4為外層，信號層，2/3為內層，接地層和電源層)，先分別做1/2和3/4(同壹個基板)，然後把兩個基板粘在壹起怎麽樣？不過這種膠不是普通的膠水，而是壹種軟化狀態的樹脂材料。壹是絕緣，二是很薄，與基板的附著力很好。我們稱之為PP材料，規格是厚度和膠(樹脂)含量。當然壹般我們看不到四層板和六層板，因為六層板的基板厚度比較薄。即使用了兩層PP和三塊雙面板，也沒有比壹層PP和兩塊雙面板的四層板增加多少厚度——板的厚度是有規定的，否則插不進各種卡槽。此時，讀者會有疑問，多層板之間的信號不是要傳導的嗎？現在PP是絕緣材料，如何實現層間互聯？別急，貼多層板之前需要先鉆孔！鉆好孔後，可以將電路板上下位置對應的銅線對齊，然後在孔壁上覆銅。那不就相當於用電線把電路串聯起來了嗎？我們把這種孔叫做鍍孔(簡稱PT孔，我喜歡叫plopping孔，呵呵)。這些孔需要用鉆孔機鉆。現代鉆孔機可以鉆很小的孔和淺孔。壹塊主板上有上百個大小不壹、深淺不壹的孔。用高速鉆孔機鉆它們至少要花我們壹個多小時。鉆孔後，我們進行孔電鍍(這種技術稱為鍍通孔技術(PTH))，使孔導電。
孔也鉆好了，內外兩層都連上了，多層板也粘好了。完成了嗎？我們的答案是否定的，因為主板生產需要大量的焊接，如果直接焊接會有兩個嚴重的後果:壹是板面的銅線被氧化，無法焊接；二、搭焊現象嚴重——因為線間距太小！所以我們必須在整個PCB基板上再覆蓋壹層裝甲——這就是阻焊漆，也就是俗稱的阻焊。它對液態焊料沒有親和力，在特定光譜的光照下會發生變化並硬化。這個特性類似於幹膜。我們看到的板的顏色，其實就是阻焊漆的顏色。如果阻焊漆是綠色的，那麽電路板也是綠色的。大家都清楚對應的顏色是怎麽來的嗎？最後，別忘了絲網印刷、金手指電鍍(針對顯卡或PCI卡)和質檢來測試PCB是否有短路或開路，這些都可以通過光學或電子手段來測試。光學掃描用於找出每層的缺陷，而電子測試通常使用飛針檢查所有連接。電子測試在發現短路或開路方面更準確，但是光學測試可以更容易地檢測導體之間不正確間隙的問題。總結壹下，壹個典型PCB廠的生產流程是:下料→內層制作→壓制→鉆孔→鍍銅→外層制作→阻焊印刷→文字印刷→表面處理→外形加工。至此，整個PCB制造流程已經全部介紹完畢。讓我們帶著圖片參觀精英新華寶訊工廠——中國迄今為止最大的PCB制造基地之壹。
這是PCB的中期檢查。不合格就返工！看著工人壹絲不茍的樣子，還要經過目測和工具檢查兩道關，再結合探頭，才能檢查電路板的通斷。室內溫度必須保持在24±2℃，相對濕度為40% ~ 65%，這是為了保證PCB基板和底片的尺寸穩定性。因為板和底片是由有機聚合物材料制成的，所以它們對溫度和濕度非常敏感。只有在整個生產過程處於相同的溫度和濕度下，板材和底片才不會收縮，所以PCB廠的生產區域都配備了中央空調來控制溫度和濕度。如果溫度超過了極限，這個東西就會加倍報警。
這個儀器叫AOI(自動光學檢測)，比較先進。除了高倍放大，AOI可以測試裸板的外觀質量。AOI是集光學、計算機圖形識別和自動控制於壹體的高科技產品。在AOI有數百種板缺陷的圖案特征。工作時，操作人員先將待檢板固定在機臺上，AOI會用激光定位器精確定位CCD鏡頭掃描整塊板。將得到的圖形進行抽象，並與缺陷圖形進行對比，從而判斷PCB布線是否存在問題。常見的線間隙、短路斷路、蝕刻不完全等。可以被AOI找到。AOI可以指出問題的類型及其在板上的位置。核心是它的分析軟件。AOI技術的世界領導者是以色列人。據說這是因為以色列周圍都是阿拉伯國家，警惕性很強，所以雷達圖像識別技術首屈壹指(怕被別人攻擊)。上世紀七八十年代微電子技術大發展時期，電子行業越來越需要壹種高精度的外觀檢測設備，以色列抓住了這個機會，把軍品變成了民品，大賺了壹筆。這種單價超過30萬美元的設備，在早期被認為是PCB工廠嚴格質量控制的象征。因為AOI可以有效的提高良品率，防止產品報廢，所以對於多層板的生產來說是非常劃算的，所以現在AOI設備也是PCB廠的必備設備。
這張照片不清楚。內部暴露在紫外線下。這是專門用來曝光的萬級潔凈室。曝光機完成圖像轉移工作。為什麽要在潔凈室進行？原因是灰塵會折射光線，必然導致轉移到幹膜上的電路圖失真。更嚴重的是，灰塵顆粒會粘在板面上擋住光線，造成雜質開路或短路。然後潔凈室的燈是黃色的。這是幹什麽用的？原來感光幹膜對黃光不敏感，不會曝光，這和照相膠片在暗室小綠光下曬不到太陽卻沒事是壹個道理。這是第二次檢查，表面壹定要清理幹凈，檢查薄膜是否脫落，電路是否太薄。如果PCB出廠，那就太晚了。
這就是多鉆頭精密數控鉆床，壹排排整齊的士兵很有氣勢。平面精度高達3 mil左右，這臺東東國內售價價值百萬人民幣！壹個PCB廠有沒有實力，主要看有多少臺鉆床。壹般至少有壹百家可以稱之為大廠。這個“小”車間擠了46臺，但這只是寶訊的壹小部分！每塊主板都在按照孔數鉆孔。孔越細，花費的時間越多。通常幾百個孔的主板需要加工壹個小時！所以光圈都是硬的！
看顯示器上的加工精度。三維坐標精確到小數點後三位(單位mm)。數控機床的精度很高。工人采用手工裝夾的方式，自然存在壹些誤差。但是機床是完全數控的，誤差取決於機床本身的精度。設計PCB布線時應考慮這壹點。
鉆頭在使用後很快就需要進行檢測(我需要多了解幾次)，因為磨損的鉆頭嚴重影響其壽命和鉆孔精度，使用程度用不同的顏色表示。非常科學合理。