現之前，電路是通過點到點的接線組成的。這種方法的可靠性很低，因為随着電路的老化，線路的破裂會導緻線路節點的斷路或者短路。繞線技術是電路技術的一個重大進步，這種方法通過将小口徑線材繞在連接點的柱子上，提升了線路的耐久性以及可更換性。

當電子行業從真空管、繼電器發展到矽半導體以及集成電路的時候，電子元器件的尺寸和價格也在下降。電子産品越來越頻繁的出現在了消費領域，促使廠商去尋找更小以及性價比更高的方案。于是，PCB 誕生了。

PCB 制作工藝過程

PCB 的制作非常複雜，以四層印制闆為例，其制作過程主要包括了 PCB 布局、芯闆的制作、内層 PCB 布局轉移、芯闆打孔與檢查、層壓、鑽孔、孔壁的銅化學沉澱、外層 PCB 布局轉移、外層 PCB 蝕刻等步驟。

1、PCB 布局

PCB 制作第一步是整理并檢查 PCB 布局（Layout）。PCB 制作工廠收到 PCB 設計公司的 CAD 文件，由于每個 CAD 軟件都有自己獨特的文件格式，所以 PCB 工廠會轉化為一個統一的格式——Extended Gerber RS-274X 或者 Gerber X2。然後工廠的工程師會檢查 PCB 布局是否符合制作工藝，有沒有什麼缺陷等問題。

2、芯闆的制作

清洗覆銅闆，如果有灰塵的話可能導緻最後的電路短路或者斷路。

下圖是一張 8 層 PCB 的圖例，實際上是由 3 張覆銅闆（芯闆）加 2 張銅膜，然後用半固化片粘連起來的。制作順序是從最中間的芯闆（4、5 層線路）開始，不斷地疊加在一起，然後固定。4 層 PCB 的制作也是類似的，隻不過隻用了 1 張芯闆加 2 張銅膜。

3、内層 PCB 布局轉移

先要制作最中間芯闆（Core）的兩層線路。覆銅闆清洗幹淨後會在表面蓋上一層感光膜。這種膜遇到光會固化，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，最後插入上層的 PCB 布局膠片，保證上下兩層 PCB 布局膠片層疊位置精準。

感光機用 UV 燈對銅箔上的感光膜進行照射，透光的膠片下，感光膜被固化，不透光的膠片下還是沒有固化的感光膜。固化感光膜底下覆蓋的銅箔就是需要的 PCB 布局線路，相當于手工 PCB 的激光打印機墨的作用。

然後用堿液将沒有固化的感光膜清洗掉，需要的銅箔線路将會被固化的感光膜所覆蓋。

然後再用強堿，比如 NaOH 将不需要的銅箔蝕刻掉。

将固化的感光膜撕掉，露出需要的 PCB 布局線路銅箔。

4、芯闆打孔與檢查

芯闆已經制作成功。然後在芯闆上打對位孔，方便接下來和其它原料對齊。芯闆一旦和其它層的 PCB 壓制在一起就無法進行修改了，所以檢查非常重要。會由機器自動和 PCB 布局圖紙進行比對，查看錯誤。

5、層壓

這裡需要一個新的原料叫做半固化片，是芯闆與芯闆（PCB 層數>4），以及芯闆與外層銅箔之間的粘合劑，同時也起到絕緣的作用。

下層的銅箔和兩層半固化片已經提前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放入對位孔中，最後依次将兩層半固化片、一層銅箔和一層承壓的鋁闆覆蓋到芯闆上。

将被鐵闆夾住的 PCB 闆子們放置到支架上，然後送入真空熱壓機中進行層壓。真空熱壓機裡的高溫可以融化半固化片裡的環氧樹脂，在壓力下将芯闆們和銅箔們固定在一起。

層壓完成後，卸掉壓制 PCB 的上層鐵闆。然後将承壓的鋁闆拿走，鋁闆還起到了隔離不同 PCB 以及保證 PCB 外層銅箔光滑的責任。這時拿出來的 PCB 的兩面都會被一層光滑的銅箔所覆蓋。

6、鑽孔

要将 PCB 裡 4 層毫不接觸的銅箔連接在一起，首先要鑽出上下貫通的穿孔來打通 PCB，然後把孔壁金屬化來導電。

用 X 射線鑽孔機機器對内層的芯闆進行定位，機器會自動找到并且定位芯闆上的孔位，然後給 PCB 打上定位孔，确保接下來鑽孔時是從孔位的正中央穿過。

将一層鋁闆放在打孔機機床上，然後将 PCB 放在上面。為了提高效率，根據 PCB 的層數會将 1~3 個相同的 PCB 闆疊在一起進行穿孔。最後在最上面的 PCB 上蓋上一層鋁闆，上下兩層的鋁闆是為了當鑽頭鑽進和鑽出的時候，不會撕裂 PCB 上的銅箔。

在之前的層壓工序中，融化的環氧樹脂被擠壓到了 PCB 外面，所以需要進行切除。靠模銑床根據 PCB 正确的 XY 坐标對其外圍進行切割。

7、孔壁的銅化學沉澱

由于幾乎所有 PCB 設計都是用穿孔來進行連接的不同層的線路，一個好的連接需要 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，但是孔壁是由不導電的環氧樹脂和玻璃纖維闆組成。

所以第一步就是先在孔壁上堆積一層導電物質，通過化學沉積的方式在整個 PCB 表面，也包括孔壁上形成 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制的。

固定 PCB

清洗 PCB

運送 PCB

8、外層 PCB 布局轉移

接下來會将外層的 PCB 布局轉移到銅箔上，過程和之前的内層芯闆 PCB 布局轉移原理差不多，都是利用影印的膠片和感光膜将 PCB 布局轉移到銅箔上，唯一的不同是将會采用正片做闆。

内層 PCB 布局轉移采用的是減成法，采用的是負片做闆。PCB 上被固化感光膜覆蓋的為線路，清洗掉沒固化的感光膜，露出的銅箔被蝕刻後，PCB 布局線路被固化的感光膜保護而留下。

外層 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區。清洗掉沒固化的感光膜後進行電鍍。有膜處無法電鍍，而沒有膜處，先鍍上銅後鍍上錫。退膜後進行堿性蝕刻，最後再退錫。線路圖形因為被錫的保護而留在闆上。

将 PCB 用夾子夾住，将銅電鍍上去。之前提到，為了保證孔位有足夠好的導電性，孔壁上電鍍的銅膜必須要有 25 微米的厚度，所以整套系統将會由電腦自動控制，保證其精确性。

9、外層 PCB 蝕刻

接下來由一條完整的自動化流水線完成蝕刻的工序。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需要的銅箔。再用退錫液将 PCB 布局銅箔上的錫鍍層退除。清洗幹淨後 4 層 PCB 布局就完成了。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!