4層(Ceng)PCB闆的[De]制作

印制電[Dian]路闆（PCB）在電子産[Chan]品中，起到支撐電(Dian)路元件和器(Qi)件的作用，同(Tong)時還提供電路元件和器件之間的電氣連接。其實[Shi]，PCB的設計不僅[Jin]是排列、固定元器件，連通(Tong)器件的引[Yin]腳這(Zhe)樣簡[Jian]單，它的(De)好壞對(Dui)産品的抗幹擾(Rao)能力[Li]影響很大。甚至對今[Jin]後的[De]産品的性能起着決定性作用(Yong)。随着(Zhe)電子技術(Shu)的飛速發[Fa]展，元器件和産品的外形尺(Chi)寸變得越來越小，工作(Zuo)頻率越來(Lai)越高，使得pcb上元器件[Jian]的密度大幅提(Ti)高，這也(Ye)就增加了pcb設計、加工的難度。因此，可(Ke)以這樣說，pcb設計[Ji]始終是電子産品開[Kai]發設計[Ji]中相[Xiang]當重[Zhong]要的内容之一。

1、PCB布[Bu]局

PCB制作[Zuo]第一步是整理并檢查PCB布局。所謂布局就是把[Ba]電路圖中所有[You]元(Yuan)器件都合理[Li]地安[An]排在面[Mian]積有限的pcb上。從信(Xin)号的角度講，主要有(You)數字信号電路闆、模[Mo]拟信[Xin]号電路闆以及(Ji)混(Hun)合信号電路闆3種。在設計混合信号(Hao)電路闆時，一定要仔細(Xi)考慮，将元器件通過[Guo]手工方式擺放在電路闆的合适位置，以便将(Jiang)數字和模拟器[Qi]件分開。PCB制作工廠收[Shou]到PCB設[She]計公司的CAD文(Wen)件，由于每個CAD軟件[Jian]都有自己獨特[Te]的文件格式，所以PCB工廠會[Hui]轉化(Hua)為一個(Ge)統一的格式——Extended Gerber RS-274X 或者(Zhe) Gerber X2。然後工廠的工程師[Shi]會檢查PCB布局是(Shi)否符合制[Zhi]作工藝，有(You)沒有什麼[Me]缺 陷[Xian]等問題。

清洗(Xi)覆銅闆，如果有灰塵的話可[Ke]能導緻zui後的電路短路或者斷路[Lu]。下[Xia]面的圖是一張8層PCB的圖例[Li]，實際上是由(You)3張覆銅闆（芯闆）加2張銅膜[Mo]，然後用半固化片粘連起(Qi)來的。制作順序是從zui中間(Jian)的芯[Xin]闆（4、5層[Ceng]線路）開始(Shi)，不斷[Duan]地(Di)疊加在一起，然後(Hou)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[Zhang]銅膜。

3、内層(Ceng)PCB布局轉移

所以先要制作相當中間芯闆（Core）的兩層(Ceng)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(Guang)會固化[Hua]，在覆銅闆的銅箔上形成(Cheng)一層保護膜。将兩層PCB布局(Ju)膠[Jiao]片和雙層(Ceng)覆銅[Tong]闆，最後[Hou]插入上層的PCB布局膠片，保證上下兩層PCB布局膠片層疊(Die)位置精 準。

感光機用UV燈對銅箔(Bo)上的感光膜進行(Hang)照射，透光的膠片(Pian)下，感光膜被固[Gu]化，不透光(Guang)的膠片下(Xia)還是沒有固化的感[Gan]光膜。固化感光(Guang)膜底下覆蓋的銅箔就是需要的PCB布局線路，相當于[Yu]手(Shou)工PCB的激光打印機墨的作用。上期激(Ji)光打印機的紙質[Zhi]PCB布局中，黑色墨粉底[Di]下覆蓋是要保留的銅箔[Bo]。而這期則是被[Bei]黑色膠片(Pian)覆蓋的銅(Tong)箔将會被腐蝕(Shi)掉，而透明的膠片下由于(Yu)感(Gan)光膜固化，所(Suo)以被保留下來。然後用[Yong]堿液将沒有[You]固化的感光(Guang)膜清洗掉(Diao)，需要的銅箔線(Xian)路将會被固化的感光膜所覆蓋(Gai)。

然後再用[Yong]強堿，比如(Ru)NaOH将不(Bu)需要的銅箔蝕刻掉。将固化的感光膜撕掉，露出[Chu]需要的PCB布局線路銅箔。

芯闆已經制(Zhi)作成功。然後在芯闆(Pan)上打對位孔，方[Fang]便接下來和其(Qi)它原(Yuan)料對齊。芯闆一旦[Dan]和其它(Ta)層的PCB壓(Ya)制在一起就無法進行修改了，所以檢查非常重要。會由機器(Qi)自動和(He)PCB布局圖紙進行[Hang]比對[Dui]，查看錯誤。前兩層的PCB闆就[Jiu]已經制作(Zuo)完成(Cheng)了

這裡需要一[Yi]個新的原料叫做半固化(Hua)片（Prepreg）,是芯闆與[Yu]芯闆（PCB層數>4），以及芯闆與(Yu)外層銅箔之間的粘(Zhan)合劑，同時也起到絕(Jue)緣的作用。 下層的銅箔和兩層半固化片(Pian)已經提前通過對位孔和下層的鐵[Tie]闆固定好位置(Zhi)，然後将制作好的芯闆也放入(Ru)對位孔中，zui後依次将兩層半固(Gu)化片(Pian)、一層銅(Tong)箔[Bo]和一層承壓的[De]鋁闆覆蓋[Gai]到芯闆上(Shang)。

那如何将PCB裡4層[Ceng]毫不接觸的(De)銅箔連接在一起(Qi)呢？首先要鑽出(Chu)上下貫(Guan)通的穿(Chuan)孔(Kong)來打通PCB，然後[Hou]把孔壁金屬化來導[Dao]電。用X射線[Xian]鑽孔機[Ji]機器對内層的芯闆進(Jin)行定位，機器會自動找到并且定位芯闆上的孔位，然後給PCB打[Da]上定位孔，确保(Bao)接下來鑽孔時是從孔位的正中央穿過。将一[Yi]層鋁闆(Pan)放在打孔機(Ji)機床[Chuang]上，然後[Hou]将PCB放在上面[Mian]。由于鑽孔是(Shi)一[Yi]個比較慢的工[Gong]序[Xu]，為了提高效(Xiao)率，根據PCB的層數[Shu]會将1~3個相同的[De]PCB闆疊在一起進(Jin)行穿[Chuan]孔。zui後在(Zai)zui上面的PCB上蓋上一[Yi]層鋁闆，上下兩(Liang)層的鋁闆是為了當(Dang)鑽頭鑽(Zuan)進和鑽出的[De]時候[Hou]，不會撕裂PCB上的銅箔[Bo]。

由于幾乎所[Suo]有PCB設(She)計都是用穿孔來進[Jin]行連接的不(Bu)同(Tong)層的線路，一個好[Hao]的連[Lian]接需要25微米的銅膜在孔壁上。這種厚度的銅膜需要通過電鍍來實現，但是(Shi)孔壁是由不導[Dao]電的[De]環氧樹脂和玻璃纖維闆組成。所以第一(Yi)步(Bu)就是先在孔壁上堆積一層導電(Dian)物質[Zhi]，通過化學沉積的方式在整個PCB表面，也包括孔壁[Bi]上(Shang)形成1微米的銅(Tong)膜。整個過[Guo]程比(Bi)如化學(Xue)處理和清洗[Xi]等都是由[You]機[Ji]器控(Kong)制的。

接下來會将(Jiang)外層的PCB布局轉移到(Dao)銅箔上，過程和之前的内(Nei)層芯闆PCB布局[Ju]轉移原[Yuan]理(Li)差不多，都是利[Li]用影印(Yin)的膠片和感光(Guang)膜(Mo)将PCB布局轉移到銅箔上，唯 一的不同是[Shi]将會采用正片做闆(Pan)。

前面[Mian]介紹的内層PCB布局轉移采用的是減[Jian]成(Cheng)法，采用的是負片(Pian)做闆。PCB上被固化感光膜覆蓋的為線路，清[Qing]洗掉[Diao]沒固化的感光[Guang]膜，露出的(De)銅箔被蝕刻[Ke]後，PCB布(Bu)局(Ju)線路被固(Gu)化的感(Gan)光膜保護而(Er)留下。外層PCB布(Bu)局轉移(Yi)采用的是正常法，采用正片做(Zuo)闆。PCB上被固化[Hua]的感光膜覆[Fu]蓋的為非線路[Lu]區。清洗掉沒固[Gu]化的感光膜後進行電鍍。有膜處(Chu)無法電鍍，而[Er]沒有膜處[Chu]，先(Xian)鍍上銅後鍍上(Shang)錫(Xi)。退膜後進行堿(Jian)性蝕(Shi)刻，zui後再退錫。線路圖形因[Yin]為被錫的保護而留在闆上。

接[Jie]下來由一(Yi)條完整(Zheng)的自動化流水線[Xian]完成蝕刻的工(Gong)序。首(Shou)先将PCB闆上[Shang]被固[Gu]化的感光膜清洗掉。然後用強堿清洗掉被其覆蓋的不[Bu]需要的銅箔。再用退錫(Xi)液将PCB布(Bu)局銅箔上的錫鍍層退除。清洗[Xi]幹淨後4層PCB布局(Ju)就完成了(Le)。

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