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探索:PCB是如何生产出来的

2022-04-27 09:00:48

尽管PCB已经是大家熟知的、甚至可以说我们每天都会和它打交道的这件东西。

那么,它到底是什么?

又是如何生产出来的呢?

又有多少道制作工序呢?

让我们一起走进中国惠州的PCB制作工厂进行一番探索吧!

一、什么是PCB

既然来到了PCB制作工厂,肯定要先了解一下什么PCB对吧!

PCB(Printed Circuit Board)即印制线路板,简称印制板,是重要的电子部件、电子元器件的支撑体,同样也是电子元器件电气连接的载体。

如今,几乎每种电子设备,小到电子手表、鼠标,大到计算机、大型通讯设备等。只要是能用到集成电路的电子元器件的,都会使用到PCB板

PCB看起来似乎非常复杂,但实际上也比较简单。

它其实就是许多细小的铜线夹在多层的玻璃纤维之间,铜线可以将每个集成电路有效的连接起来,然后再构成新的电子电路。

二、PCB的生产过程

01设计板的接收和检查

工厂的工程部门对客户发送过来的设计板文件进行接受和检查。

检查的内容包括:设计文档是否合适、是否缺少图层、确保文件上有边框、钻孔文件是否存在等。

如果设计出现纰漏,那么,工程部门会告知设计师让其修改,如果没有设计问题,即可按照设计进行批量生产。

02将设计印刷成透明胶片

将检查完毕的设计文件印刷成透明胶片。

将光投影到这些胶片上,用类似曝光照片的方式,使光刻胶曝光在电路板上。这一张张电路板设计仿佛一部电影一般,栩栩如生,特别的生动形象。

03玻璃纤维的切割和边缘打磨

挑选玻璃纤维并且进行切割和打磨。

选取顶层和底层镀过铜的FR-4类型的玻璃纤维,然后在切割机上切割出设计的尺寸大小,由于玻璃纤维边缘过于粗糙,所以我们需要将它的边缘进行打磨处理。

04内层制作

将玻璃纤维顶层和底层装上塑料干膜,并且在紫外线的暴露下使其变硬。

玻璃纤维的两面装上干膜变硬后,利用机器将他们压合在一起,可以有效的防止在后面的工序中铜不被碱性液体溶解。

05蚀刻过程

整个蚀刻过程的目的是要将铜板的多余的铜、光刻胶除去,在经过一系列的过程完成PCB板的雏形。

将压合好的玻璃纤维除去多余的铜、光刻胶,经过碱性溶液的洗礼完成蚀刻过程,Z后再经过退膜、洗涤、干燥、干板组合就完成了整个蚀刻过程。

06自动光学检测(AOI)和剪辑真空(PP)

自动光学检测的目的是检查内层的蚀刻,确保内层的蚀刻一切正常。

剪辑真空是将类似环氧树脂的黄色贴片贴合到板子的两侧以增加结合力。

07高温和高压处理

经过200摄氏度和27公斤的压力后,融化的预浸料中的环氧树脂把PCB板粘在两边,从而完成层压。

08

钻孔工艺

钻孔是利用自动更换钻头的机器根据设计把需要的空钻出来。

PCB板上的孔简单来说分为三种:通孔、盲埋孔、机械孔。

钻孔这一步可以根据需要将孔打出,方便后续的元器件的焊接等操作工作。

09电镀工艺

电镀需要一个很完整的化学工艺才可以完成。

将钻孔后没有铜的地方镀上铜,这样才可以使PCB导通,随后就是再一次将孔中的铜增厚,因为一次电镀不厚实,需要多次操作。

10阻焊膜和干燥

电镀完的PCB板需要再进行一次光学自动检查(AOI),然后才能刷上绿色的液体阻焊膜,再进行干燥。

说到PCB板的颜色大家第一反应肯定是绿色,那么它是怎么来的呢?

秘密就在这阻焊膜。

11

焊接掩膜的剔除、洗涤和贴丝网

剔除后焊接掩膜需要固化阻焊膜,保持原状后,我们需要洗掉不要的东西,剔除电路板的焊盘,Z后为有需求的客户贴上丝网。

12热空气处理(HASL)

热空气处理是电路板浸入液态焊料中,拉出来后,用热空气片吹掉多余的东西。

13PCB的切割

由于每一大块的PCB上有多个不同小块,又来自多个不同的客户。

因此,我们需要对其进行切割处理。

14

短路和开路测试

大家以为这样就结束了嘛?

NO!NO!NO!

还有Z重要的一个环节,我们需要对电路板进行短路和开路测试,确保每一块电路板都可以正常导通才可以。

微型的机械手臂快速的在两个焊盘之间验证着电气连接,一个接着一个,确实有点不可思议。

15包装和运输

PCB的包装和运输也是很有讲究的,分类、封装、贴标签等一系列的工序完成后就可以给客户发货了。

一般客户下单24小时后就可以完成订单,国内订单的话1-2天即可交付,国际订单的话则需要一周左右的时间。

三、总结

看完以上的分享,想必大家也发现了,PCB板的工厂生产大大小小总共加起来有着15道左右的工序,是不是觉得特别复杂。

其实,随着科技的发展,许多需要人力做的工作在慢慢被取代,工业体系和工业技术也在不断的完善和更新,相信在不久的未来,PCB行业也会有许多新的创新出来。



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