4層PCB闆的制作

印制電[Dian]路闆（PCB）在電子産(Chan)品中(Zhong)，起到支撐電[Dian]路元件和器(Qi)件的作用，同時[Shi]還提供[Gong]電[Dian]路元件和器件[Jian]之間(Jian)的電氣連(Lian)接。其實(Shi)，PCB的設計不僅(Jin)是排列、固定元器件[Jian]，連通器件的引腳這樣簡單，它的好壞對産品的抗[Kang]幹擾[Rao]能力影響很大。甚至對今[Jin]後的[De]産品的性能起[Qi]着[Zhe]決定性作用。随[Sui]着[Zhe]電子技術(Shu)的飛速發(Fa)展[Zhan]，元器件和産[Chan]品的外形尺(Chi)寸變[Bian]得越來(Lai)越小，工作[Zuo]頻率越來越高，使[Shi]得pcb上元器[Qi]件[Jian]的密[Mi]度大幅提高，這也就增加了pcb設計、加(Jia)工的(De)難度。因此，可以這樣說，pcb設計[Ji]始終是電子産品開[Kai]發設計中相[Xiang]當重要的内容之[Zhi]一。

1、PCB布局

PCB制作第一[Yi]步是[Shi]整理并檢查PCB布(Bu)局。所[Suo]謂布局就是把[Ba]電路圖中所有元(Yuan)器件都合理地安排在面積有限的pcb上。從信号的角(Jiao)度講，主[Zhu]要有數字信[Xin]号電路闆、模[Mo]拟信[Xin]号電路闆以及混合信号電路闆3種(Zhong)。在設計混合信(Xin)号電路闆時，一定要仔細(Xi)考慮，将元器件通過手工方式(Shi)擺放在電(Dian)路闆的(De)合适位置，以(Yi)便将[Jiang]數字和模拟器(Qi)件[Jian]分開。PCB制作工廠收[Shou]到PCB設計公司[Si]的CAD文(Wen)件[Jian]，由于[Yu]每個CAD軟件(Jian)都有自己獨特(Te)的[De]文件格(Ge)式(Shi)，所以PCB工廠會轉化(Hua)為一個統一的格式——Extended Gerber RS-274X 或者[Zhe] Gerber X2。然後工廠的工[Gong]程師會檢查PCB布局是否符合制作工[Gong]藝，有沒有什麼[Me]缺 陷等問題。

2、芯闆的制作

清洗覆銅闆，如果有(You)灰塵的話[Hua]可[Ke]能[Neng]導緻zui後的電路短路(Lu)或者斷路[Lu]。下[Xia]面的圖是一(Yi)張8層PCB的圖例，實際上是[Shi]由3張覆(Fu)銅闆（芯闆[Pan]）加2張銅膜，然後用半固化片粘連起[Qi]來的。制作(Zuo)順序(Xu)是從zui中間(Jian)的芯[Xin]闆（4、5層線路）開始，不斷(Duan)地疊加在[Zai]一(Yi)起，然後固定(Ding)。4層PCB的制作也是類似的，隻不過[Guo]隻用了(Le)1張芯闆加2張銅膜。

3、内層PCB布局轉移[Yi]

所以先(Xian)要制作相當中間芯闆（Core）的兩層線路。覆銅闆清洗幹淨(Jing)後會在表面蓋(Gai)上一層感光膜。這種膜遇(Yu)到光會固化，在覆銅(Tong)闆的銅箔[Bo]上形成一層保護膜。将兩層PCB布局膠片和雙層覆銅(Tong)闆，最後插入上(Shang)層的[De]PCB布局膠片，保證上下兩層(Ceng)PCB布局膠片層(Ceng)疊(Die)位置精 準。

感光機用UV燈(Deng)對銅箔(Bo)上的感光膜進行(Hang)照射，透光的(De)膠片下，感光膜被固(Gu)化[Hua]，不透光的膠片下(Xia)還是(Shi)沒有固化的感光膜。固化感光[Guang]膜底下覆蓋的銅箔就是(Shi)需要的PCB布局線路，相當于(Yu)手工PCB的激(Ji)光打印機墨的[De]作用。上期激[Ji]光打印機的紙質[Zhi]PCB布局中，黑色墨粉底下覆蓋是[Shi]要[Yao]保留的銅箔。而這期[Qi]則是被[Bei]黑色膠片覆蓋的銅(Tong)箔(Bo)将會[Hui]被腐蝕掉，而透明[Ming]的膠片下由于(Yu)感光膜固化，所以被保留下來。然後用[Yong]堿液将(Jiang)沒有固化的感[Gan]光膜清洗掉，需要的銅箔線路将會被固(Gu)化的感光膜所覆蓋[Gai]。

4、内層芯闆蝕[Shi]刻(Ke)

然[Ran]後再用(Yong)強堿，比如[Ru]NaOH将不需要的銅箔蝕[Shi]刻掉。将固化的感光膜撕掉，露出[Chu]需要的PCB布局(Ju)線路[Lu]銅箔。

5、芯闆打孔與檢查

芯闆已經制作成(Cheng)功。然(Ran)後在芯[Xin]闆(Pan)上打對位孔，方[Fang]便接下來和其[Qi]它(Ta)原(Yuan)料對齊。芯闆一旦[Dan]和(He)其它層的(De)PCB壓制在一(Yi)起就無法進行修改(Gai)了，所以[Yi]檢查非常重要。會由機器自動和(He)PCB布局圖紙進行比對(Dui)，查看錯誤。前兩層的PCB闆[Pan]就已經制作完成了

6、層壓(Ya)

這裡需(Xu)要一[Yi]個新的原[Yuan]料叫做半(Ban)固化片(Pian)（Prepreg）,是芯闆與芯[Xin]闆（PCB層數>4），以及芯闆與外層銅箔之間的粘[Zhan]合劑，同時也起到絕(Jue)緣的作用。 下(Xia)層的銅箔和兩層半[Ban]固化(Hua)片已經提前通過對位孔和下[Xia]層的鐵[Tie]闆固[Gu]定好位置，然後将制[Zhi]作(Zuo)好的芯闆也放入[Ru]對位孔中，zui後依(Yi)次[Ci]将(Jiang)兩層半固(Gu)化片、一層[Ceng]銅箔和一層(Ceng)承壓的鋁闆覆蓋到芯[Xin]闆上[Shang]。

7、鑽孔

那[Na]如何将(Jiang)PCB裡4層(Ceng)毫不接觸的銅箔[Bo]連接在一起呢？首(Shou)先(Xian)要鑽出上下貫通的穿孔(Kong)來打通PCB，然後(Hou)把孔壁金屬(Shu)化來導[Dao]電。用[Yong]X射線(Xian)鑽孔機機器對(Dui)内層的芯闆進(Jin)行定位，機器會(Hui)自動(Dong)找(Zhao)到并且定位芯闆(Pan)上的孔位，然後給[Gei]PCB打[Da]上定位孔，确保(Bao)接下來鑽孔時(Shi)是從孔位[Wei]的正(Zheng)中央穿過。将一[Yi]層鋁闆放在打孔機機床[Chuang]上，然後将PCB放在上(Shang)面[Mian]。由于鑽孔是一個比較慢的工(Gong)序，為了提高效率，根據PCB的層數會将1~3個[Ge]相同的[De]PCB闆疊在一(Yi)起[Qi]進行穿孔。zui後[Hou]在zui上面的PCB上(Shang)蓋[Gai]上一(Yi)層鋁闆，上下兩層(Ceng)的鋁闆是為[Wei]了當(Dang)鑽頭鑽進和鑽出的時候，不會撕[Si]裂PCB上的銅箔。

8、孔壁(Bi)的[De]銅化學沉澱[Dian]

由于幾乎[Hu]所有PCB設計都是用穿孔來進行連接的不[Bu]同層的線路，一個好(Hao)的連接需要25微米的(De)銅膜在孔壁上(Shang)。這種厚度的銅膜需[Xu]要通(Tong)過電[Dian]鍍來(Lai)實現，但是[Shi]孔壁是由不(Bu)導電的環氧樹脂和玻璃纖維闆[Pan]組成。所以第一[Yi]步就是先在孔壁上堆積一層導電物質，通過化學沉[Chen]積的方式在整個[Ge]PCB表面，也包括孔壁上(Shang)形成1微米的銅[Tong]膜。整個過程比[Bi]如化學處理和[He]清洗等都是由(You)機器控制的。

9、外層PCB布[Bu]局轉(Zhuan)移

接下來會将外層的[De]PCB布局轉移到(Dao)銅箔上，過程[Cheng]和之前的内(Nei)層芯闆PCB布局[Ju]轉(Zhuan)移原理差(Cha)不多，都是利用[Yong]影印的膠(Jiao)片和感(Gan)光[Guang]膜(Mo)将PCB布局轉移[Yi]到銅[Tong]箔上，唯 一的不同是[Shi]将會[Hui]采用正片做闆。

前面介紹的内層PCB布(Bu)局轉[Zhuan]移采[Cai]用的是減(Jian)成法，采用的是負片[Pian]做闆。PCB上被固化感光[Guang]膜覆蓋的為線(Xian)路，清洗掉沒固化(Hua)的感(Gan)光[Guang]膜，露出的銅箔[Bo]被蝕刻(Ke)後，PCB布局線路[Lu]被固化的(De)感光膜保護而留下。外層PCB布局轉移[Yi]采用的是正常法，采用正[Zheng]片做闆。PCB上被固(Gu)化(Hua)的感光膜覆蓋的為非線(Xian)路[Lu]區。清洗掉沒固化(Hua)的感光膜後[Hou]進行[Hang]電鍍。有膜處無法[Fa]電鍍，而(Er)沒有膜處(Chu)，先[Xian]鍍上銅後鍍上錫。退膜後進行堿[Jian]性蝕[Shi]刻，zui後再退[Tui]錫。線路圖形因為被(Bei)錫的保護[Hu]而留在闆上。

10、外[Wai]層PCB蝕刻(Ke)

接下來(Lai)由一[Yi]條完(Wan)整的自動化流水線(Xian)完成蝕刻的[De]工序。首先将PCB闆上被固化的(De)感光(Guang)膜清洗(Xi)掉。然後用強堿清洗掉被其覆蓋的[De]不需要的銅箔。再[Zai]用退錫液将PCB布(Bu)局銅箔上的錫鍍(Du)層退除。清洗幹淨後[Hou]4層PCB布[Bu]局就完成了[Le]。

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