PCB科技 - PCB制造技術步驟

之前 PCB設計, 電子電路設計人員必須前往PCB製造車間，以充分瞭解PCB製造的能力和局限性. 設施. 這非常重要，因為許多 PCB設計ers沒有意識到PCB製造設施的局限性. 當他們將設計檔案發送到PCB製造車間時/設施, 他們將返回並要求更改以滿足容量要求/PCB制造技術的局限性. 然而, 如果電路設計師在沒有內部PCB製造車間的公司工作, 該公司將工作外包給一家外國PCB製造廠, 然後，設計師必須線上聯系製造商，詢問限制或規格, 例如最大值/最小銅厚度, 最大層數, PCB板的最小孔徑和最大尺寸.

在本文中，我們將重點關注PCB製造過程，囙此本文將幫助電路設計師逐步全面瞭解PCB製造過程，以避免設計錯誤。

步驟1:PCB設計和GERBER檔案

電路設計師在CAD軟件中繪製原理圖，用於佈局PCB設計。 設計者必須與PCB製造商就用於佈局PCB設計的軟件進行協調，以確保沒有相容性問題。 最流行的CAD PCB設計軟體是Altium Designer、鷹、ORCAD和Mentor PADS。

之後 PCB設計 接受製造, 設計者將根據PCB製造商接受的設計生成一個檔案. 該檔案稱為“GERBER檔案”. Gerber檔案是大多數人使用的標準檔案 PCB製造商 顯示 PCB佈局, 例如銅跟踪層和焊接掩模. Gerber檔案是2D向量圖像檔案. 擴展Gerber提供完美輸出.

該軟件具有用戶/設計師定義的算灋，其中包含關鍵元素，如軌跡寬度、板邊緣間距、軌跡和孔間距以及孔尺寸。 該算灋由設計者運行，以檢查設計中的任何錯誤。 驗證設計後，將其發送至PCB製造廠，由DFM進行檢查。 DFM（製造設計）檢查用於確保PCB設計的最小公差。

第二步：GERBER拍照

用於列印PCB照片的特殊打印機稱為“繪圖器”。 這些繪圖器將在膠片上列印電路板。 這些膠片用於對PCB進行成像。 繪圖器的列印科技非常精確，可以提供非常詳細的PCB設計。

從繪圖器中取出的塑膠板是用黑色墨水列印的PCB。 在內層的情况下，黑色墨水代表導電銅軌跡，空白部分是非導電部分。 另一方面，對於外層，黑色墨水將被蝕刻掉，空白區域將用於銅。 這些薄膜應妥善存放，以避免不必要的接觸或留下指紋。

每一層都有自己的膠片。 阻焊膜具有單獨的膜。 所有這些薄膜必須對齊在一起，以繪製PCB對齊。 這種PCB對齊是通過調整工作臺來實現的，在工作臺進行小校準後，可以實現最佳對齊。 這些薄膜必須具有對準孔，以便準確地相互傾斜。 定位銷將安裝到定位孔中。

步驟3：內層列印：光刻膠和銅

這些攝影膠片現在印在銅箔上。 PCB的基本結構由層壓板製成。 覈心資料是環氧樹脂和玻璃纖維，稱為基材。 層壓板接收構成PCB的銅。 基板為PCB提供了强大的平臺。 兩側都覆蓋著銅。 該過程包括去除銅以顯示薄膜的設計。

環境淨化對於從銅板層壓板上清潔PCB非常重要。 必須確保PCB上沒有灰塵顆粒，否則會導致短路或開路

現在應用光刻膠膜。 光刻膠是由光敏化學物質製成的，當施加紫外線輻射時會變硬。 必須確保照相膠片和平版印刷膠片完全匹配。

這些攝影膠片和光刻膠片通過固定銷固定在層壓板上。 現在應用紫外線輻射。 照相膠片上的黑色墨水將阻擋紫外線，從而防止其下方的銅，並且不會硬化黑色墨水痕迹下的光刻膠。 透明區域將通過紫外線硬化將被去除的多餘光刻膠。

然後用鹼性溶液清洗該板，以去除多餘的光刻膠。 電路板現在將乾燥。

印刷電路板現在可以覆蓋抵抗銅線用於使電路軌道。 如果電路板為兩層，則將用於鑽孔，否則將執行更多步驟。

第4步：去除多餘的銅

使用强力銅溶劑溶液去除多餘的銅，就像鹼性溶液去除多餘的光刻膠一樣。 不會去除硬化光刻膠下的銅。

硬化的光刻膠現在將被移除，以保護所需的銅。 這是通過用另一種溶劑清洗PCB來實現的。

步驟5：層對齊和光學檢查

在完成所有層的準備工作後，它們將相互對齊。 如前一步所述，這可以通過打孔來實現。 科技人員將所有層放置在機器中，稱為“光學沖頭”。 這臺機器能準確地打孔。

放置的層數和發生的錯誤無法逆轉。

自動光學檢測機將使用雷射檢測任何缺陷，並將數位圖像與Gerber檔案進行比較。

步驟6：添加層和綁定

在這個階段，包括外層在內的所有層都將相互粘合。 所有層將堆疊在基板上。

外層由“預浸漬”玻璃纖維製成，環氧樹脂稱為預浸料。 基板的頂部和底部將覆蓋一層薄銅層，並進行銅痕迹蝕刻。

帶有金屬夾的重型鋼工作臺用於粘合/壓制層。 這些層緊密固定在工作臺上，以避免在校準過程中移動。

在校准臺上安裝預浸料層，然後在其上安裝基板層，然後放置銅板。 以類似的管道放置更多預浸料，最後堆疊鋁箔。

電腦將自動完成壓力機的處理，以受控速率加熱和冷卻堆棧。

現在，科技人員將拆除包裝銷和壓盤，以打開包裝袋。

第7步：鑽孔

現在是時候在堆疊的PCB上鑽孔了。 該精密鑽頭可以以極高的精度實現直徑為100微米的孔。 這種鑽頭是一種風鑽，主軸轉速約為300K RPM。 但即使以這樣的速度，鑽孔過程也需要時間，因為每個孔都需要時間才能鑽好。 根據X射線識別字準確識別鑽頭的位置。

鑽孔檔案也由PCB設計師在提供給PCB製造商的早期階段生成。 鑽孔檔案確定鑽頭的微小移動，並確定鑽孔的位置。 這些孔在電鍍後將成為通孔和孔。

步驟8：電鍍和鍍銅

仔細清潔後，PCB板現在已化學沉積。 在此期間，在面板表面沉積一薄層（1微米厚）銅。 銅流入鑽孔。 孔壁完全鍍銅。 浸漬和去除的整個過程由電腦控制

步驟9：外層成像

與內層相同，在外層塗上光刻膠，並在黃色房間用紫外線對連接在一起的預浸料面板和黑色油墨膜進行噴砂處理。 光刻膠變硬。 現在，對面板進行機械加工，以去除受黑色油墨不透明性保護的硬化抗蝕劑。

步驟10：電鍍外層：

帶有薄銅層的電鍍板。 在初始鍍銅後，將面板鍍錫，以便可以去除留在板上的所有銅。 在蝕刻階段，錫可以防止面板的所需部分被銅包圍。 蝕刻消除了面板中不需要的銅。

步驟11：蝕刻

多餘的銅和殘留抗蝕劑層下的銅將被去除。 化學物質用於清潔多餘的銅。 另一方面，錫覆蓋了所需的銅。 現在，它最終導致正確的連接和跟踪

步驟12：焊接掩模應用

清潔面板，環氧焊接掩模將覆蓋面板。 將紫外線輻射施加到電路板上，穿過阻焊膜照片膜。 覆蓋部分未硬化，將被移除。 現在將電路板放入烤箱中以修復阻焊板。

步驟13：表面處理

HASL（熱風焊料流平）為PCB提供了額外的焊接能力。 RayPCB（ https://raypcb.com/pcb-fabrication/ ）提供浸沒金和浸沒銀HASL。 HASL提供統一的緩衝。 這將導致表面光潔度。

步驟14：絲網印刷

當 PCB佈局 設計處於最後階段, 噴墨列印/表面上接受書寫. 這用於訓示與PCB相關的重要資訊.