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PCB 是如何製造的?從設計檔案到完成的 PCBA

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電子元件以印刷電路板為基礎,或稱為「電路板」。 多氯聯苯. .它連接並固定每個零件。PCB 的製作過程既耗時又嚴謹。步驟繁多。瞭解完整的 PCB 製造步驟對任何從事電子生產的人來說都是必要的。製造工作流程中的每個階段都建立在前一個階段的基礎上,從而創造出精確可靠的最終產品。掌握了這些 PCB 製造步驟,工程師和製造商就能確保所有電路板專案的品質和效能一致。我們將介紹整個 PCB 製造流程。.

完整的 PCB 製造流程圖,顯示從設計到測試的所有生產步驟

準備設計和檔案

電路板佈局 首先由設計師創建。為此,他們會使用專門的軟體。他們可以借助軟體放置所有零件並繪製所有線路。設計完成後,設計師會將檔案轉交工廠。設計 Gerber 檔案 是最關鍵的一環。Gerber 檔案不僅僅是一張圖片。它是一個資料檔案。它指示機器在何處放置每條線、孔和組件。

專業的 PCB 製造服務包括全面的設計檔案審查和 CAM 工程,以確保您的電路板在開始生產前符合精確的規格。我們將此檢查稱為 CAM 工程。工程師會檢查設計是否有錯誤。他們會確保設計能夠轉化為實際的電路板。他們會解決一些小問題。這個步驟非常重要,因為它能確保一切按計劃進行。.

電影製作與成像

然後,工廠就會生產影片。影片的功能類似於模板。電路板的每一層設計都包括在內。設計由專用機器以雷射方式繪製在薄膜上。銅線的位置會在影片中描述出來。在膠片上,銅線清晰可見。其他地方都是黑色的。下一步就是使用這張膠片。

接著,一名工人拿起一張材料。這種物質含有銅。我們稱之為覆銅層壓板。工人將薄片清洗得非常乾淨。在薄片上,他們塗上了一種獨特的感光油墨。光阻是這種油墨的名稱。員工用薄膜覆蓋薄片。然後,他們將它暴露在強烈的紫外光下。在某些區域,光線會使油墨硬化。在薄膜的黑色部分下,油墨仍然是軟的。透過這個過程,設計就會顯示在印刷板上。

多層印刷電路板,顯示 PCB 製造過程中的銅跡和阻焊層

內層的檢查和蝕刻

的內層 多層板 是製程開始的地方。軟性墨水會在成像製程後被移除。在這裡可以看到下面的銅。之後,板子會被放置在蝕刻機中。該設備使用一種獨特的化學物質。所有暴露在外的銅都會被這種化學物質消除。堅硬的油墨會保護下面的銅。它不會被取出。這就形成了電路的銅線。

蝕刻完成後,會檢查電路板。由自動化機器檢驗電路板。將電路板與設計檔案進行比較。它會搜尋是否有任何短路或斷線。這是非常重要的檢查。內層的問題無法在日後修復。

貼合和分層

內層板準備好之後會堆疊起來。只有多層板才需要使用此步驟。工廠將新的銅片、一些黏膠片和內層堆疊在一起。Prepreg 是黏膠片的術語。預浸料與膠水類似。

然後將疊好的層放置在大型機器內。機器使用高壓和高溫。預浸料在熱力下熔化。由於壓力的關係,所有的疊層都能有效地互相黏合。然後,預浸料再次變硬。現在所有的層都是一塊堅固的板。

電鍍與鑽孔

電路板在成為單一實體部件後,便需要鑽孔。機器會在板上鑽出數千個孔洞,這些孔洞用於安裝元件,同時也串聯起各個層面。 鑽頭 機器所使用的鑽頭極為精準。設計圖中的鑽孔檔案由機器嚴格遵循執行。.

鑽孔後,孔的內部不會鍍銅.然而,電流必須透過孔洞流向其他層。因此,電路板被放置在一個獨特的化學浴中。在此過程中,孔壁會鍍上一層很薄的銅層。我們稱此程序為鍍銅。它為電流在層與層之間的移動創造了一個通道。

外層的成像與蝕刻

接下來要處理的是電路板的外層。電路板的頂層和底層就是外層。首先,在電路板的表面和孔上塗上更多的銅。銅會因此變厚。然後使用步驟 2 的成像程序。外層的設計透過此程序轉移到電路板上。

接著基板會通過另一部蝕刻機。所有設計未涵蓋的銅都會被化學物質消除。電路板外部的最後一道線和焊盤就是以這種方式製成的。製作完成後,印刷電路板即進入 PCB 組裝製程,並在此安裝元件。PCB 組裝製程包括將電阻、電容、積體電路和其他電子元件安裝到準備好的電路板上。此階段將裸電路板轉換成可進行測試和部署的功能性電子組件。.

將電子元件安裝在製成電路板上的 PCB 板組裝製程

絲印與阻焊

現在需要保護木板。在木板上覆蓋一層特殊塗料。. 阻焊 是這種塗料的名稱。雖然阻焊層可以是任何顏色,但它們通常是綠色的。銅線會被阻焊層隱藏起來。它可以防止銅線受損。此外,它還有助於防止焊接過程中的短路。唯一開放的焊盤是那些要連接零件的焊盤。.

一旦阻焊層就位,就會塗上絲網。絲印是在電路板上的白色文字。它顯示了零件的位置。此外,還會顯示數值和零件名稱。這對於將零件放在電路板上的人來說是有利的。它是繪圖板的重要部分。

成型與表面處理

裸露的銅焊墊需要最後一層保護。我們稱這層為表面處理。它可以防止銅生锈。此外,它還可以提高焊料的附著力。表面處理的種類繁多。ENIG 是一種常用的表面處理。它在銅上覆蓋一層金。

然後切割木板。一大塊木板放在機器上。每塊木板都會被機器切割出來。木板被切割成所需的形狀。這樣,每塊木板都會與它所在的大板分開。

品質檢查與電氣測試

每塊電路板都會在最後接受測試。測試機用微小的探針觸摸電路板。它會驗證每條線是否完好無損。它也會檢查是否有短路。此測試可確保每塊印刷電路板都能正常運作。無論您需要的是標準或客製化 PCB 製造,嚴格的測試規範都能確保交付的每塊電路板都符合您的品質標準和功能需求。.

除了執行電氣測試之外,員工還會目視檢查電路板。檢查間隙。他們測量厚度。他們保證電路板製作正常。這一最終檢查保證了最終產品的品質。

總結

學習如何製造 PCB 板需要同時掌握傳統技術和現代自動化的知識。此製程結合了化學處理、精準鑽孔和小心的層對齊來製造功能性電路板。無論您是生產原型或大批量生產,瞭解如何製造 PCB 板可確保您能針對設計和生產需求做出明智的決策。從設計到最後的測試,涉及許多步驟。要製造出良好、功能性強的電路板,每個步驟都至關重要。與經驗豐富且瞭解每個生產步驟的 PCB 製造商合作,可確保您的設計從概念到交貨都能完美執行。.

常見問題

哪個檔案對 PCB 的生產最為重要?

Gerber 檔案是最重要的檔案。製造機器使用此標準資料檔案來決定在板上的每個線、墊和孔的位置。如果沒有精確的 Gerber 檔案,工廠就無法開始生產。

什麼是多層印刷電路板,為什麼它們有不同的層數?

PCB 上的不同層級可讓電路更複雜、更精簡。電路線和元件在單層印刷電路板的一側。在多層印刷電路板 (PCB) 上,多個電路層相互堆疊,它們之間有絕緣層。正因為如此,設計人員可以製造具有更多相關連線的密集電路板,而無需實際擴充電路板。

阻焊是用來做什麼的?

PCB 上的銅線跡由稱為阻焊層的聚合物保護層覆蓋,阻焊層通常是綠色的。它的主要功能包括保護銅線免於氧化和長時間的損壞,以及在焊接過程中防止鄰近銅線之間的短路。

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