4層PCB闆的制作

印制電(diàn)路闆（PCB）在電子産品中(zhōng)，起到支撐(chēng)電路(lù)元件和器件的作用，同時還提供電路元件和器(qì)件(jiàn)之間(jiān)的電(diàn)氣連(lián)接。其實，PCB的設(shè)計不僅(jǐn)是排列、固定元器件，連通器件(jiàn)的引腳這樣簡(jiǎn)單，它(tā)的好壞對産品的抗(kàng)幹擾能力影響很大。甚至對今後的産品的性能起着決定性作用。随着電(diàn)子技術(shù)的飛速發展，元器件和産品的(de)外形尺寸變得(dé)越來(lái)越小，工作頻率越來(lái)越高，使得pcb上元器件的密度大幅提高，這也就增加(jiā)了pcb設計、加(jiā)工的難度。因此，可以這樣說，pcb設計始終是電子産品(pǐn)開發設計中相當重(zhòng)要的内容(róng)之一。

1、PCB布(bù)局

PCB制作(zuò)第一(yī)步是整理并檢查PCB布局。所謂布局就是把(bǎ)電路圖中所有元器件都合理地安排在面積(jī)有限的pcb上。從信(xìn)号的角度(dù)講，主要有數字信号電路闆、模拟信(xìn)号電路闆以及混合信号電路闆3種(zhǒng)。在設計混合信号電路闆時，一定要(yào)仔細考慮，将元器件通過手(shǒu)工方式(shì)擺放在電路闆的(de)合适位置，以便将數字和模拟器件分開。PCB制作工廠收(shōu)到PCB設計公司的CAD文件(jiàn)，由于每個CAD軟件都有自己獨特的文件(jiàn)格式，所以PCB工廠會轉化為一個(gè)統一的格式——Extended Gerber RS-274X 或者 Gerber X2。然後工廠的工程師(shī)會檢查PCB布局是否符合制作工藝，有沒有什麼缺 陷(xiàn)等問題。

2、芯闆的制作

清洗(xǐ)覆銅闆，如果有灰塵的話(huà)可能(néng)導緻zui後的電路短路或者斷路(lù)。下面的圖是一張8層(céng)PCB的圖例，實際上是由3張覆銅闆（芯闆）加2張(zhāng)銅膜，然(rán)後用半固化片粘連起(qǐ)來的。制作順序是從zui中間的芯(xīn)闆（4、5層(céng)線路(lù)）開始(shǐ)，不斷(duàn)地疊加在一起，然(rán)後固定(dìng)。4層PCB的制作也是類似的，隻(zhī)不過隻用了(le)1張芯闆加2張銅膜。

3、内層PCB布局轉移(yí)

所以先(xiān)要制作相當中間(jiān)芯闆（Core）的兩層線(xiàn)路。覆銅闆清洗幹淨後會在表面蓋上一層(céng)感光膜。這種(zhǒng)膜遇到光會固化，在覆銅闆的銅箔上形成一層保護膜。将兩層PCB布局膠片和雙層覆銅闆(pǎn)，最後插入上層的PCB布局膠片，保證上下兩層(céng)PCB布局膠片(piàn)層疊位(wèi)置精(jīng) 準。

感光機用UV燈對銅箔(bó)上的(de)感光膜進行照射，透光的(de)膠片下，感光膜被固化，不透光的膠片下還是沒有固化的感光膜。固化感光(guāng)膜底下覆蓋的銅箔就是需要的PCB布局(jú)線路，相當于手工PCB的激光打印機(jī)墨的作用。上期激光打印機的(de)紙質(zhì)PCB布局中，黑色墨粉底下覆蓋是要保留的銅箔。而這期則(zé)是被黑色膠片覆蓋的銅(tóng)箔将會被腐蝕掉，而透明的膠片下由于感(gǎn)光膜固化，所以被保留下來。然後用堿(jiǎn)液将沒有固化的感光膜清洗掉，需要的銅箔線路(lù)将會被固(gù)化的感光膜所覆蓋。

4、内層(céng)芯闆蝕刻

然(rán)後再用(yòng)強堿，比如NaOH将不需要的(de)銅箔蝕(shí)刻掉。将固化的感光膜撕掉，露出需要的PCB布局線路(lù)銅箔。

5、芯闆打孔與檢查

芯闆已(yǐ)經制作成功。然後在(zài)芯闆上打對位孔，方(fāng)便接下來和其它原料對齊。芯闆一旦和其它層的PCB壓制在一起(qǐ)就無法進行修改(gǎi)了，所以檢查非常(cháng)重要。會(huì)由機器自動(dòng)和(hé)PCB布局圖紙進行比對，查看錯誤。前兩層的(de)PCB闆就已經制作完成(chéng)了

6、層壓(yā)

這裡需要一個新的原料叫做半固化片（Prepreg）,是芯闆與芯闆（PCB層數>4），以(yǐ)及芯闆與外層銅箔之間的粘(zhān)合劑，同時也起到絕(jué)緣的作用。 下層的銅箔和兩層半固化片已經(jīng)提前(qián)通過對位孔和下層的鐵闆固定好位置，然後将制作好的芯闆也(yě)放入對位孔中，zui後依次将兩層半固(gù)化片、一(yī)層銅箔和一層承壓的鋁闆覆蓋(gài)到芯闆上。

7、鑽(zuàn)孔

那如何将PCB裡4層(céng)毫不(bú)接觸的銅(tóng)箔連接(jiē)在一起呢？首先要鑽出上下貫通的穿孔來打(dǎ)通PCB，然後把孔壁金屬(shǔ)化來導電。用X射線鑽孔機機器對内(nèi)層的芯闆進(jìn)行定(dìng)位，機器會自動找到并且定位芯闆(pǎn)上的孔位，然後給PCB打上定(dìng)位孔，确保接下來鑽孔時是從孔位的正中央(yāng)穿(chuān)過。将一層鋁闆放在打(dǎ)孔機機床(chuáng)上，然後将PCB放(fàng)在上面。由于鑽孔是一(yī)個比較慢的工序，為了提高效率，根據PCB的層數會将1~3個相同的(de)PCB闆疊在一起進行穿孔。zui後在zui上面的PCB上蓋上一層鋁闆，上下兩層的鋁(lǚ)闆是為(wéi)了當(dāng)鑽頭鑽進和鑽出的時候，不會撕裂PCB上的銅箔。

8、孔壁的銅化學沉澱

由(yóu)于幾乎(hū)所有(yǒu)PCB設計都是用穿孔來(lái)進行連接的不同層的(de)線路，一個好(hǎo)的連接需(xū)要25微(wēi)米(mǐ)的銅膜在孔壁上(shàng)。這種厚度的銅膜(mó)需要(yào)通過電鍍來(lái)實現，但是(shì)孔壁是由不導電的環氧樹脂和玻璃纖維闆(pǎn)組成。所以第一(yī)步就是先在孔壁上堆積一層導電物質(zhì)，通過化學沉積的方式在整個PCB表面，也包括孔壁(bì)上形成1微米的銅膜。整個過程比如化學處理和清洗等都是由機器控(kòng)制的。

9、外層PCB布局轉(zhuǎn)移

接下(xià)來會将外層(céng)的PCB布局轉移到銅箔上，過程和之前的内層芯闆PCB布局轉(zhuǎn)移原理差不多，都是利用(yòng)影印的(de)膠片和感光膜将PCB布局轉移(yí)到銅(tóng)箔上，唯 一的不同是将會采用正片做闆。

前面介紹的内層PCB布局轉移采用的是減(jiǎn)成法，采用的是(shì)負片(piàn)做闆。PCB上被固化感光膜覆蓋的為線路，清洗掉沒固化的感光膜，露出的(de)銅箔被蝕刻(kè)後，PCB布(bù)局線路(lù)被固化的(de)感光膜保護而(ér)留下。外(wài)層PCB布局轉移采用的是正常法，采用正片做闆。PCB上被固化的感光膜覆蓋的為非線路(lù)區。清洗(xǐ)掉沒固(gù)化(huà)的感光膜後(hòu)進行電鍍。有膜處無法電鍍，而(ér)沒有膜處(chù)，先鍍上銅後鍍(dù)上錫(xī)。退膜後進行堿性蝕刻，zui後再退錫(xī)。線路圖形因為被錫的保護(hù)而留在闆上。

10、外(wài)層PCB蝕(shí)刻

接下來(lái)由一條(tiáo)完(wán)整的自動化流水線(xiàn)完成(chéng)蝕刻的工序。首先将PCB闆上被固化的感光膜清洗掉。然後用強堿清洗掉被其覆蓋的不(bú)需要的銅箔。再用退錫液将PCB布(bù)局銅(tóng)箔上的錫(xī)鍍層(céng)退除。清洗幹淨後(hòu)4層PCB布局就完成了(le)。

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