電子精密PCB電路板的生產製造流程! 壹块PCB線路板的艺术之旅!

PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制电路板，是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。PCB是在覆铜板上贴上干膜，经曝光显影、蚀刻形成导电线路图形在电子产品起到电流导通与信号传送的作用,是电子原器件的载体。

大多数工程师把PCB文件，或者gerber文件发给厂家之后，就可以等着回板了。但是往往硬件研发岗位工作很多年都没有机会去PCB生产厂去看看整个生产的过程。

今天带你走一遭。看一看完整的过程。

第一步，开料
PCB板厂的原材料一般都是1020mm×1020mm和1020mm×1220mm规格的多，如果单板或拼板的尺寸不合适，PCB生产过程中，就会产生很多的原料废边，PCB板厂会把之些废边的价格都加到你的板子上，这样你的PCB板单位价格就贵一些；如果板子大小设计得好，单板或拼板的尺寸是原材料的n等分，那么原材料的利用率就最高，PCB板厂也好开料，以一样的原材料尺寸，做出最多的板子，单板价格也就是最便宜的了。

我们把买来的覆铜板，切割成我们需要的大小，叫做开料。
开料设备：（把大板子切成小板子）

最早的覆铜板是，是一个介质层，两面覆上铜。

上图为覆铜板的剖面图。

第二步，排版

第三步：菲林
把客户提供的图形文件通过软件进行导入和修改，并最终把图形输出在菲林上。就是把你给厂家的gerber文件变成胶片。
菲林就是胶片就是银盐感光胶片，也叫菲林。由PC/PP/PET/PVC料制作而成。现在一般是指胶卷,也可以指印刷制版中的底片。菲林都是黑色的

第四步、曝光

在覆铜板表面会涂一层感光液体，经过80度的温试烤干，再用菲林贴在PCB板上，再经过紫外线曝光机曝光，撕下菲林。
下图为曝光机：

第五步、蚀刻
单独一个蚀刻过程可以拆解为下面几步

PCB的蚀刻机

板子在滚轮下方流动
为什么PCB内外层蚀刻方法不一样
内层：显影→蚀刻→剥离
外层：显影→二铜镀锡→剥离→蚀刻→剥锡
为什么这么做？外层这样蚀刻不是工序更多吗？
内层一般线宽线距较大，故Ring环是够的；外层一般线路较密，空间不够，所以这个时候就需要想办法在不够的空间内达到做出线路的目的。堿蚀的能力可以达到1~2mil的ring即可，但是酸蚀则需要5mil左右，所以就必须使用锡将需要的线路先保护起来。在能不做堿蚀的地方尽量不做，因为堿蚀成本高於酸蚀。蚀刻因子是一个工厂的制成能力，是无法通过工序来提高的。酸堿蚀的蚀刻能力不一样而已。

第六步、钻孔
机器按照文件中过孔的尺寸和坐标，在PCB上面钻孔。

如过做成非金属孔，线路板厂必须用干膜或者做二钻或者塞胶粒，无论怎么做都会增加板厂成本。所以如果你不要求的话，板厂一般都会做金属化孔给你.

第七步、沉铜
沉铜是在本来不导电的基材(孔壁)以及铜面上沉上一层化学薄铜

第八步 绿油、字符

PCB低温UV机，用途：紫外线（UV）披覆涂层固化
刷字符：
字符网版

最后一步、综检
样品加工的时候，工厂一般不做夹具进行测试，手工测试；如果小批量的时候，工厂需要制作测试夹具，测试所有走线的阻抗，连通性。

常见PCB的表面工艺有哪几种?

常见的PCB表面处理工艺有：热风整平，有机涂覆(OSP)，化学镀镍/浸金，浸银，浸锡等。

热风整平

      热风整平又名热风焊料整平，它是在PCB表明涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平(吹平)的工艺，使其形成一层即抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属化合物，其厚度大约有1～2mil。

浸锡

      由于目前所有焊料是以锡为基础的，所锡层能与任何类型的焊料相匹配，从这一点来看，浸锡工艺极具发展前景。但以前的PCB经浸锡工艺后易出现锡须，在焊接过程中锡须和锡迁移会带来可靠性问题，因此限制了浸锡工艺的采用。后在浸锡溶液中加入了有机添加剂，使锡层结构呈颗粒状结构，克服了之前的问题，而且还具有好的热稳定性和可焊性。其它表明处理工艺的应用较少，其中应用较多的有电镀镍金和化学镀钯工艺。

OSP抗氧化

      OSP不同于其它表面处理工艺之处为：它是在铜和空气间充当阻隔层; 简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化等);同时又必须在后续的焊接高温中，能很容易被助焊剂所迅速清除，以便焊接。

浸银

      浸银工艺介于OSP和化学镀镍/浸金之间，工艺较简单、快速。浸银不是给PCB穿上厚厚的盔甲，即使暴露在热、湿和污染的环境中，仍能提供很好的电性能和保持良好的可焊性，但会失去光泽。因为银层下面没有镍，所以浸银不具备化学镀镍/浸金所有的好的物理强度。浸银是置换反应，它几乎是亚微米级的纯银涂覆。有时浸银过程中还包含一些有机物，主要是防止银腐蚀和消除银迁移问题，一般很难量测出来这一薄层的有机物，分析表明有机体的重量少于1%。

化学镀钯

      化学镀钯的过程与化学镀镍的过程相近似。主要过程是通过还原剂，使钯离子在催化的表面还原成钯，新生的钯可称为推动反应的催化剂，因而可得到任意厚度的镀钯层。化学镀钯的优点为良好的焊接可靠性、热稳定性、表明平整性。

化学镀镍/浸金(又称化学金)

      化学镀镍/浸金实在铜面上包裹一层厚厚的，电性能良好的镍金合金并可以长期保护PCB。不像OSP那样仅作为防锈阻隔层，其能够在PCB长期使用过程中有用并实现良好的电性能。另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性。

电镀镍金(电镀金)

      电镀镍金是PCB表面处理工艺的鼻祖，自从PCB出现它就出现，慢慢演化出其它工艺。电镀镍金就是在PCB表面导体先电镀上一层镍之后再电镀上一层金，镀镍主要是防止金和铜之间的扩散。现在的电镀镍金有两类：镀软金(纯金，金表明看起来不亮)和镀硬金(表面平滑坚硬，耐磨，含有钴等其它元素，表面看起来较光亮)。软金主要用于芯片封装时打金线;硬金主要用在非焊接处的电性互连(如金手指)。在正常的情况下，焊接会导致电镀金变脆，这将缩短使用寿命，因而要避免在电镀金上进行焊接;而化学镀镍/浸金由于金很薄且一致，变脆现象很少发生。

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