PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是现代电子设备中不可或缺的核心组件,其制作过程涉及多种材料和复杂的工艺流程。那么PCB板制作需要哪些基本材料和工艺流程?下面捷创小编详细介绍PCB板制作所需的基本材料以及关键的工艺流程,帮助读者全面了解这一技术领域。
1. 基板材料(覆铜板):PCB的基础是覆铜板,通常由绝缘层(如FR-4环氧树脂玻璃纤维)和铜箔组成。铜箔的厚度常见为1oz(35μm)或2oz(70μm),根据电路需求选择。
2. 感光材料:包括干膜和湿膜两种,用于图形转移工艺。干膜通过热压贴合在铜箔上,湿膜则通过涂布或喷涂方式覆盖。
3. 化学药品:包括蚀刻液(常用氯化铁或氨水蚀刻剂)、显影液(碳酸钠溶液)、去膜液(氢氧化钠溶液)以及镀铜/镀锡所需的电镀液。
4. 阻焊油墨:用于保护电路不被氧化和短路,常见颜色有绿色、蓝色、红色等。现代PCB多使用液态光成像阻焊油墨(LPI)。
5. 表面处理材料:包括沉金(ENIG)、喷锡(HASL)、沉银、OSP(有机可焊性保护膜)等不同工艺所需的化学材料。
6. 钻孔材料:高精度钻头和盖板/垫板(防止钻孔时产生毛刺)。
1. 设计与文件准备
工程师使用EDA软件(如Altium Designer、Cadence等)设计电路图,生成Gerber文件和钻孔文件。这是整个流程的起点,决定了PCB的功能和性能。
2. 基板准备
选择适当尺寸和厚度的覆铜板,进行清洁处理去除表面氧化物和杂质,确保后续工艺的质量。
3. 图形转移
通过曝光显影工艺将电路图形转移到铜箔上:
- 涂布感光膜
- 使用底片曝光(紫外光)
- 显影去除未曝光部分
4. 蚀刻
将暴露的铜层通过化学蚀刻去除,保留被感光膜保护的电路图形。这是形成导电线路的关键步骤。
5. 钻孔
使用数控钻床加工通孔、盲孔和埋孔。高密度板可能采用激光钻孔技术,孔径可小至0.1mm。
6. 孔金属化
通过化学沉铜和电镀铜使孔壁导电,实现层间互连:
- 沉铜:使孔壁沉积薄铜层
- 电镀:加厚铜层至所需厚度
7. 外层图形转移
多层板需要重复图形转移和蚀刻工艺,制作外层线路。
8. 阻焊层制作
涂布阻焊油墨并曝光显影,露出需要焊接的焊盘,其余部分被保护。
9. 表面处理
根据应用需求选择表面处理工艺:
- HASL(热风整平):成本低,适合普通板
- ENIG(化学沉镍金):平整度高,适合精细间距元件
- OSP:环保且成本适中
10. 丝印与标记
印刷元件位号、极性标识等文字符号,便于后续组装。
11. 成型与测试
- V-cut或铣边成型
- 飞针测试或针床测试检查电气性能
- AOI(自动光学检测)检查外观缺陷
随着电子产品小型化,PCB工艺不断演进:
- HDI技术:采用微孔(<0.15mm)和更细线宽(<3mil)
- 柔性PCB:使用聚酰亚胺等柔性基材
- 埋入式元件:将被动元件嵌入板内节省空间
- 高频材料:如罗杰斯板材满足5G等高频应用
PCB制造是精密与化学工艺的结合,每个环节都需严格控制。了解这些基础材料和流程,有助于电子工程师更好地设计电路,也能帮助采购人员评估PCB供应商的技术能力。随着环保要求提高,无铅工艺和绿色制造也成为行业重要发展方向。
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