什么是PCB?PCB线路板制造工艺

电子产品中裸露的印刷电路板和PCB的制造过程与组件的组装一样重要。PCB制造工艺对电子行业的任何人都非常重要。印刷电路板也称为PCB,被广泛用作电子电路的基础,印刷电路板是构建各种电路的机械基础。

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尽管PCB构成了当今几乎所有电子电路的基础,但它们往往被认为是理所当然的。然而,电子领域的技术正在向前发展。线路尺寸正在减小,线路板中的层数正在增加,以适应所需的增加的连接性,并且设计规则也在不断改进,以确保可以处理更小的SMT器件,并且可以适应生产中使用的焊接工艺。

PCB制造过程可以通过多种方式实现,并且有许多变体。尽管变化很小,但PCB制造过程的主要阶段是相同的。

PCB的构成印刷电路板(PCB)可以由多种材料制成。最广泛采用的是以玻璃纤维为基础的基板,称为FR4。这种材料可以耐高温,非常稳定,并且不会被严重击穿,价格也很便宜。其他更便宜的材料可用于低成本产品中的PCB。对于高性能射频设计,其中基片的介电常数很重要,并且需要低损耗,可以使用基于PTFE工程塑料材质的印刷线路板。

为了制造带有元件和走线的PCB,首先要获得覆铜板。它由通常由FR4的材料组成,通常在两侧均镀有铜。该铜包层由一层薄薄的铜板粘合到板上组成。这种粘合通常对于FR4来说非常好,但是PTFE的性质使其变得更加困难,这增加了PTFE PCB的加工难度。

基本的PCB制造工艺选择PCB板之后,下一步就是在板上创建所需的走线并去除不需要的铜。 PCB的制造通常使用化学蚀刻工艺来实现。与PCB一起使用的最常见蚀刻形式是氯化铁。

为了获得正确的轨道图案,使用了显影技术。通常,裸露印刷电路板上的铜被一层薄薄的光刻胶覆盖。然后通过菲林或光罩将其暴露在光线下,形成所需的轨迹。这样,轨道的图像被传递到光刻胶上。完成此步骤后,将光刻胶放置在显影剂中,在板上保留走线的区域并覆盖光刻胶。

该过程的下一个阶段是将印刷电路板放入氯化铁中,以蚀刻不需要走线铜的区域。氯化铁溶液倒入蚀刻泡沫中需要一定的时间。如果将印刷电路板放置在蚀刻液中的时间过长,则会失去某些清晰度,因为氯化铁将会侵蚀光刻胶。

尽管大多数PCB板都是使用显影技术处理制造的,但也可以使用其他方法。一种是使用专门的高精度铣床。然后控制机器以在不需要铜的那些区域磨掉铜。该控件显然是自动化的,并由PCB设计软​​件生成的文件驱动。这种形式的PCB制造不适合大量生产,但在许多情况下是非常理想的选择,在这种情况下,需要的PCB原型数量非常少,适合小批量生产。

有时用于PCB原型的另一种方法是使用丝网印刷工艺在PCB上印刷耐腐蚀油墨。
多层印刷电路板随着电子电路复杂性的增加,使用双面PCB无法提供所需的连接。当设计密集的微处理器和其他类似的板卡时,需要多层板,这种情况非常普遍。
多层印刷电路板的生产尽管使用与单层板相同的过程,但仍要求更高的精度和生产过程控制。

这些板是通过使用更薄的单个板制成的,每一层一个,然后将它们粘合在一起以生产整个PCB。随着层数的增加,各个板必须变薄,以防止成品PCB变得太厚。另外,各层之间的精度必须非常准确,以确保所有孔对齐。

PCB孔和过孔PCB内需要孔(通常称为通孔或过孔),以将不同层的不同点连接在一起。可能还需要孔将引线组件嵌在PCB上。

通常,孔的内表面具有铜层,这些“镀通孔”是使用镀覆工艺制成的,以便层与层之间的电连接。

然后使用数控钻孔机完成钻孔,数据由PCB CAD设计软件提供。值得注意的是,减少不同尺寸的孔的数量可以帮助降低PCB制造成本。

某些孔可能仅在板的中心,例如在需要连接板的内层时,在将PCB层粘合在一起之前,先在相关层中钻这些“盲孔”。

PCB阻焊剂焊接PCB时,必须用一层所谓的阻焊剂保护不要焊接的区域。添加此层有助于防止焊料引起的PCB板上不必要的短路。阻焊剂通常由聚合物层组成,可保护电路板免受焊料和其他污染物的侵害。阻焊剂的颜色通常为深绿色或红色。

为了使添加到板上的组件易于焊接到板上,通常将板上的裸露区域“镀锡”或镀上焊料。有时板子或板子区域可能镀金。

PCB丝印通常要将文字或其他小的标识印在PCB上,可以帮助识别电路板,还可以标记组件位置以帮助发现故障等。在裸板制造工艺之后,由PCB设计软​​件生成的丝印网可以将标记印到电路板上。

PCB原型作为开发过程的一部分,在全面生产之前要先制作原型。印刷电路板也是如此,印刷电路板通常在批量生产之前就已经生产出来并测试PCB原型板。由于PCB原型板的主要目的是测试实际布局,因此使用略有不同的PCB制造工艺通常是可以接受的,因为只需要少量的PCB原型板。

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