PCB 製造流程完整指南

PCB 製造流程完整指南

介紹

印刷電路板 (PCB)是我們今天使用的幾乎所有電子設備的基本組成部分。從智慧型手機到電腦和醫療器材,多氯聯苯連接和支援電子元件，確保一切無縫協作。
簡而言之，多氯聯苯對於電子產品的運作至關重要，隨著技術的進步，製造流程也在不斷進步。持續演進線路板製造確保我們滿足對更小、更快、更可靠的電子設備日益增長的需求。

了解 PCB 設計

在製造 PCB 之前，一切都從設計開始。PCB設計是整個電路板的藍圖，決定了所有組件的放置和連接方式。這就像創建一張指導製造過程的地圖。
為了實現這項設計，工程師們使用了CAD軟體例如 Altium Designer 或 KiCad，它們可以幫助他們佈置電路。然後將設計儲存為 Gerber 或 ODB++ 等檔案格式，並將規格傳達給 PCB 製造商。
主要設計考量包括：

• 走線寬度：連接元件的銅路徑的寬度。
• 線距：這些路徑之間的距離，這對於防止短路至關重要。
• 層數：數量PCB 層數，取決於設計的複雜性。
  簡而言之，良好的 PCB 設計可確保電路板能如預期運作並能有效製造。

材質選擇

當談到線路板製造其中，材料的選擇至關重要。使用的材料直接影響表現,耐用性， 和成本最終產品。讓我們簡單了解一下PCB生產中最常用的材料。

• FR4：這是最常見的PCB材料。它是一種玻璃纖維，可以提供堅固耐用的基底e董事會。FR4由於其優異的電絕緣性能和價格便宜而被廣泛使用。
• 銅：銅用於導電跡線在 PCB 上。銅層的厚度很重要，因為它會影響載流能力總體而言表現董事會的。
• 阻焊層：這是您在大多數 PCB 上看到的綠色或藍色圖層。它保護電路板，防止焊料流到不需要的區域，並有助於避免短路.
  選擇正確的材料PCB 的選擇取決於具體應用。例如，高頻應用可能需要特殊材料來提高訊號完整性，而低成本、簡單的產品可能只需要標準 FR4。

PCB 製造流程步驟

這PCB製造工藝是一系列讓您的設計栩栩如生的詳細步驟。每個步驟都至關重要，以確保最終的 PCB 符合品質標準並按預期工作。讓我們一步一步地了解這個過程。

步驟 1. 準備與前期製作

第一階段線路板製造都是為實際生產做好準備。

• Gerber 文件輸出：PCB設計完成後，下一步就是匯出設計檔。這些文件通常位於Gerber 格式，是給製造商的說明，向他們準確地展示銅線、孔和元件的放置位置。
• 材料準備：接下來，像銅箔和PCB基板（通常為FR4）切割成所需尺寸。這基材是將所有東西連結在一起的基礎層，而銅箔形成導電跡線。
• 照片工具創建：準備使用照相工具來創建 PCB 各層的圖像。這些工具有助於在下一步中將設計轉移到銅層上。
  

步驟 2. 內層創建

在此階段，重點轉移到PCB的內層，這是多層板的核心。

• 成像和蝕刻：使用以下方法將圖案轉移到銅箔上紫外線。光線使光阻層變硬，留下痕跡圖案。之後，不需要的銅被去除蝕刻工藝.
• 蝕刻工藝： 這蝕刻此製程會去除任何不屬於最終電路的銅，留下形成電路的精細痕跡。
• 電鍍和鑽孔：然後在 PCB 上鑽孔，過孔（層與層之間的連接）和組件放置。這些孔鍍有銅，以確保電氣連接電路板不同層之間。

步驟3.層黏合

為了多層PCB，下一步是將所有層粘合在一起。

• 層壓：這個過程涉及粘合銅層和預浸料（樹脂浸漬材料）熱和壓力。這樣便可得到堅固、穩定的多層 PCB。
• 對齊和層註冊： 精確的結盟內層和外層的設計至關重要，以確保電路板能夠按照設計運作。繼續前進前必須正確註冊各層。
  

步驟4.外層處理

一旦內層準備好了，就該開始處理外層PCB 的。

• 外層成像：與內層一樣，頂層和底層銅層也採用以下方式進行圖案化：紫外線轉移最終設計。這包括導電線和元件焊盤。
• 電鍍及表面處理：外層蝕刻後，最後電鍍這樣做是為了確保董事會可焊接且表面光潔度好。常見的飾麵包括HASL（熱風焊錫整平）或者ENIG（化學鍍鎳沉金）.
  

步驟5.鑽孔和孔電鍍

PCB 工藝的最後關鍵步驟是重點創建和完成孔。

• 精密鑽孔:鑽孔以高精度完成，以確保過孔且元件孔位放置準確。這種鑽探的品質確保不會錯位在組裝過程中。
• 鍍銅: 鑽孔後，鍍銅在孔內進行形成電氣連接各層之間。此步驟可確保過孔可傳輸訊號或電力至PCB的不同層。
  過程結束後，PCB 就可以進行進一步的精加工、組裝和測試了。每一步都發揮關鍵作用，確保董事會高品質,功能性的， 和隨時可用在電子設備中。

表面處理

一旦 PCB 完全蝕刻和鑽孔，就該添加最後的潤飾這不僅可以保護電路板，還可以提高其性能和可用性。這表面處理這些步驟對於確保 PCB 可供電子設備使用至關重要。讓我們分解一下這些重要步驟。

阻焊應用

表面處理中最關鍵的步驟之一是應用阻焊層。這阻焊層是覆蓋整個PCB的保護層，只留下墊和過孔裸露。它有幾個用途：

• 它可以防止焊錫橋接這些痕跡可能會導致短路在組裝過程中。
• 它保護銅線免受氧化和腐蝕，確保PCB的壽命和可靠性能。
  這阻焊層通常是綠色的PCB 上常見的一層，但它也可以有其他顏色，例如紅色的,藍色的， 或者黑色的.
  

絲網印刷

接下來，網版印刷層已套用。這就是組件標籤、標誌和其他標記印刷到 PCB 上。這有助於元件放置在組裝過程中，並提供重要的鑑別以供以後與電路板合作的技術人員使用。網版印刷通常採用白色的或者黃色的，通常印在頂層和底層PCB 的。

表面處理類型

最後，我們到了表面光潔度，這對於確保PCB的可焊性和耐用性。 PCB製造中使用了幾種常見的表面處理方法：

• HASL（熱風焊錫整平）：這是最常見的飾面之一。它涉及在 PCB 上塗一層焊接然後使用熱風使表面平整。它具有成本效益，但可能不適合細間距元件由於焊料層較厚。
• ENIG（化學鍍鎳沉金）：更優質的飾面，ENIG 提供平整、耐用的表面非常適合高頻和細間距應用程式.它以耐腐蝕性非常適合高階電子產品.
• 沈金：與 ENIG 類似，沈金提供優秀的可焊性和抗氧化性。它通常用於高品質、靈敏的應用程式，尤其是當金子出於性能原因，這是必需的。
  選擇正確的表面處理對於 PCB 的性能和耐用性至關重要。表面處理不僅會影響板子的長期功能，也會影響易於組裝和整體可靠性最終產品。

印刷電路板組裝

一旦 PCB 準備好了，就需要填充組件成為一個具有功能性的電子設備。以下是組裝過程的簡要概述：
在PCB組裝，例如電阻器,電容器， 和積體電路放置在板上。這可以在 PCB 的一側或兩側完成。

焊接

放置完組件後，焊接技術來確保它們的安全。兩種常見方法分別是：

• 波峰焊對於通孔元件。
• 表面貼裝焊接用於表面貼裝元件。

組裝後檢查

一旦元件焊接完畢，電路板就會檢查檢查適當的放置以及任何問題焊橋.
此步驟確保電路板在送去測試或整合之前能夠如預期運作。

PCB 製造的可持續性

可持續性在線路板製造。以下是該行業如何努力變得更加環保的:

PCB 生產中的環境問題

PCB生產可以創造浪費並使用有害物質。為了解決這個問題，製造商正專注於減少浪費並使用更多環保材料.

永續實踐創新

• 無鉛焊料：這會用更安全的材料取代有害的鉛。
• 節能生產：製造商在 PCB 生產過程中使用的能源越來越少。
  這些變化有助於使 PCB 行業更加可持續的和對環境負責.

關於 PCB 製造的常見問題解答

什麼是 PCB 製造？

線路板製造指的是創造的過程印刷電路板（PCB），它是大多數電子設備中必不可少的組件。該過程涉及設計、準備材料、蝕刻銅層以及將電路板與組件組裝在一起。

製造一塊 PCB 要多久？

製造一個印刷電路板可能因複雜性、材料選擇和數量等因素而有所不同。對於簡單的電路板，它只需要24至48小時而更複雜的設計可能需要幾天甚至數週。

PCB製造使用哪些材料？

最常用的材料線路板製造包括FR4（玻璃纖維基樹脂），銅， 和阻焊層。根據應用選擇不同的材料，例如高頻PCB或柔性PCB。

如何讓我的 PCB 設計更具永續性？

讓你的 PCB 設計更可持續的，你可以使用無鉛焊料，選擇可回收材料並選擇遵循節能實踐。

什麼是阻焊層？

一個阻焊層是應用於 PCB 的保護層，用於防止短路並保護銅線免受損壞。它還有助於防止氧化並使電路板在組裝過程中更容易處理。

結論

在本指南中，我們探索了PCB製造工藝， 從設計和材料選擇到最終組裝永續發展努力。每一步，從前期製作到表面處理，對於製造滿足現代電子產品需求的高品質 PCB 至關重要。了解這些過程有助於確保生產可靠、高效的 PCB。