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PCB制造全流程

PCB是所有主要电子组件的基石。它是一种莫名其妙的技术,已被所有计算或电子设备所采用,从简单的设备(例如计算器和数字时钟)到更复杂的设备(例如家庭影院,计算机,电视,汽车等)。通常,任何电子设备上使用的PCB的质量将决定其可操作性和性能。例如,如果您购买的电路板制造不佳,则很难修复机械损坏和/或故障。这意味着您将无法完全享受所购买的设备。或者,投资经过正确制造工艺的PCB板应该是最终目标。

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如果您未能密切注意电路板的结构质量,则将影响PCB的制造过程。这些可能是低产量电路板领域或制造中的过早问题。幸运的是,可以采用某些方法来缓解这些代价高昂且耗时的突发事件,这是通过设计来实现的。在开始设计之前,我们首先要了解整个PCB制造过程所需要的内容。

什么是PCB制造工艺?

不了解整个过程中使用的术语及其相互关系而直接进入定义制造过程可能是不道德的。

PCB开发

这需要将电路板的设计从电路设计直接引入生产的过程。它通常包含3个过程,即制造,设计和测试。这也是最简单的设计,可帮助您获得高质量的结果。

PCB制造

这需要进行电路板设计。通常,这是一个两种方法,从制造电路板到最终组装PCB(更好地称为PCBA)开始

PCB测试

最好将其提高。这是PCB开发中的第三道工序。它是在制造过程之后执行的。在开发阶段对板进行测试有助于确定板处理其习惯的操作功能的能力。在此阶段,确定电路板上的部分和错误,以帮助解决和增强性能。

PCB组装

更好地称为PCBA,PCB的组装是制造过程的第二阶段或步骤。此处,电路板的组件通过焊接过程安装在电路板上。

那说; 让我们了解一下制造过程所需要的内容。

PCB制造过程是指在电路板上完成的,根据封装中提供的详细信息将电路板的设计更改为物理结构的任何过程或技术。换句话说,将板的层与特定的图案对齐以使其能够用于电子制造中。为使此方法成功,必须遵循以下技术或措施。

  • 去除或蚀刻多余的铜
  • 通过在极端温度下层压电路板的材料来开发PCB层。
  • 钻孔以安装组件
  • 电镀通孔和针孔
  • 包括阻焊剂或安全的表面涂层
  • 包括极性指示器
  • 丝网印刷

为什么我们需要了解PCB制造工艺

许多人认为理解PCB制造的整个过程并不值得。他们的论点是,制造过程不是设计任务,而是制造商执行的外包任务。尽管这是一项复杂的任务,但PCB制造过程仍是考虑了解的最佳活动之一。请记住,如果您了解该过程,则可以通过位置和其他重要的电路板正确选择布局,走线参数,类型,材料。以下是考虑了解整个过程的原因。

可制造性

这方面取决于设计选项。这些措施包括在板的边缘和表面元素之间保持足够的空间。所选材料必须具有足够的CTE(热膨胀系数)以帮助固定PCBA,尤其是在采用无铅焊接时。

收益率

在大多数情况下,您可以拥有一个结构精良的董事会,但会发现有关总体结果的问题。例如,查明扩展CM组件可使用范围的组件可能会导致许多无法使用的电路板的生产。

可靠性

IPC-6011用于根据单板的用途对单板进行分类。对于固态PCB,这些板分为三层。这些级别必须提供特定的组件,以帮助电路板构造达到性能的可靠性级别。确保开发板的分类等级低于辩诉需求,可能会导致过早失效和/或操作不一致。

这些只是了解PCB制造工艺的几个原因。如果在设计时没有考虑正确的制造决策,它们实际上会表现出您可能遇到的问题。这意味着对这个过程有一个想法将有助于避免可能出现的任何类型的问题。

PCB制造工艺指南,分步进行

尽管很小,但整个制造过程还是有些昂贵。如果您是第一次考虑制作这些电路板,那么最终的目的是首先访问电路板制造商或制造商并学习基础知识。这将有助于避免在设计阶段出错。遗憾的是,大多数公司将这些委员会外包,使学习过程不切实际。因此,我们制定了全面的分步指南,以帮助您最好地了解整个PCB制造过程。这是必须考虑的步骤。

1.设计

在开始制造电路板之前,必须牢记正确的设计。这将成为整个过程的基础。通常,设计过程是通过计算机软件完成的。使用跟踪宽度计算器对于外部和内部层所需的许多信息可能是必不可少的。

设计被接受用于生产后,制造商将设计作为支持。对设计进行了广泛的检查,以确保其符合最低要求。

2.印刷

使用一种独特的打印机(称为绘图打印机)来帮助打印电路板的设计。印刷过程中会附带一层薄膜,该薄膜展示了电路板的层和信息。打印完成后,将在板的层内部采用两种墨水颜色。一种颜色将很清晰,可以描绘出一个不导电的部分,而黑色将显示出导电电路和铜迹线。同样,这将发生在外层。但是,这个概念将被颠倒。

3.显影基材

在此阶段,PCB板将开始成型。绝缘部件(在这种情况下是容纳结构元件的基材(玻璃纤维和环氧树脂))开始通过将绝缘部件带入烤箱进行半固化而制成。铜的预焊接在其两面都进行。随后进行蚀刻,以从印刷的薄膜中展示出PCB设计。

4.印刷内层

内层必须印刷以帮助层压设计和车身的整体结构。将利用由高质量的光反应性组分制成的光敏膜来帮助在使用紫外线时使该层更硬。这是必不可少的,尤其是在对齐PCB板的实际打印图和蓝图时。接下来是在板上钻孔,以帮助对准整个制造过程。

5.紫外线

对齐完成后,将层压板和抗蚀剂置于紫外光下使其变硬。紫外线显示被铜覆盖的区域。初始阶段使用的黑色或墨水有助于避免随后将要去除的部分硬化。板的清洗是使用碱性溶液完成的,以帮助去除多余的光刻胶。

6.清除多余的铜

在此阶段,必须从PCB板上清除所有不必要的铜。您可以使用碱性溶液。这是一种功能强大的化学解决方案,会消耗板上多余的铜。有一种铜溶剂溶液仍然可以用来吃掉板上所有多余的和裸露的铜。除去多余的铜后,理想的铜将完全硬化并保护在光刻胶层上。

基本上,板子是不一样的。因此,当去除不必要的铜时,它们需要不同量的溶剂。这意味着,较重的铜板与较轻的铜板相比,在空间跟踪方面需要格外注意和解决方案。

7.检验

在确保该层完全干净之后,必须进行检查,尤其是对齐情况。先前钻的孔用于对齐外层和内层。有一种称为光学打孔机的工具,用于通过孔钻出销钉以确保各层对齐。此外,还有另一台机器用于检查PCB板,这有助于监视缺陷或问题。检查后,将更容易记录和纠正任何故障或遗漏的错误。

8.层积

当各层开始连接时,将更容易注意到板的形状。层压过程开始时,各层将通过金属夹连接。环氧树脂,也称为预浸料层,将与对齐槽对齐。接下来是与环氧树脂连接的基材层。随后的其他层包括预浸料树脂和铜箔。最后,不使用其他铜层,这就是压板起作用的地方。

9.按下

各层经受机械压制。进行压制以帮助将销牢牢固定并对齐。您可以卸下这些针脚,但这取决于所使用的技术。如果操作正确,板将被带到压力层压机上,那里有压力和热量。这使环氧树脂熔化。

10.钻孔

在此阶段,孔的钻孔是通过使用计算机钻孔机来完成的,以帮助揭开内板和基板。这也是多余的铜被去除的地方。

11.电镀

在此阶段很容易完成板的电镀。您可以使用化学溶剂与电路板的每一层结合。使用强力化学化合物彻底清洁电路板。强大的化学溶剂还可以保护面板。

12.外层成像

在阶段3中使用的类似光致抗蚀剂层在用于成像之前用于外表面层。使用紫外线进一步使光致抗蚀剂变硬。如果有不需要的或不必要的光刻胶,则将其清洗或去除。

13.电镀

面板上的进一步电镀是通过使用薄薄的一层铜来完成的。或者,可以使用薄锡保护层对板进行分层。使用锡对于保护铜的外层免于蚀刻是必不可少的。

14.蚀刻

此处,在其他阶段使用的强力化学溶剂用于去除树脂层上不必要的铜。锡保护层可保护所需的铜。这是完全建立PCB连接的地方。

15.涂上阻焊剂

必须先进行面板清洁,然后再考虑进行焊锡掩盖。通常,采用阻焊膜将环氧树脂分层。这实际上是PCB板上的绿色。紫外线可以消除不必要的阻焊层。

16.丝网印刷过程

这是必不可少的步骤,因为它依靠要在板上印刷的内容。进行丝网印刷后,电路板将进入最终过程。

17.整理

PCB板的电镀使用可焊接表面处理。这通常取决于董事会的需要。这是至关重要的,特别是在提高焊料结合力/质量时。

18.测试

在假定您的PCB板完全完成之前,制造商和/或技术人员必须考虑对其进行测试。这一点至关重要,尤其是在确认电路板的功能和性能时。

结论

从以上信息可以看出,PCB制造过程需要很多步骤。这些步骤可能具有挑战性,特别是对于新手而言,这就是为什么建议首次访问制造商或经销商以获取有关正确信息的见解的原因。好消息是,遵循本指南可以成为理解该过程并知道为什么需要保留此过程的基础。

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