PCB的(de)制(zhi)作(zuo)非(fei)常復雜，以四層(ceng)印(yin)制(zhi)板為例，其制(zhi)作(zuo)過程主要(yao)包括了PCB布局、芯板的(de)制(zhi)作(zuo)、內層(ceng)PCB布局轉移(yi)(yi)、芯板打孔與檢查、層(ceng)壓、鉆孔、孔壁的(de)銅化學沉淀、外層(ceng)PCB布局轉移(yi)(yi)和外層(ceng)PCB蝕刻等(deng)步驟。今天我們通(tong)過動圖來了解一下(xia)制(zhi)作(zuo)過程。

PCB制作工藝過(guo)程

01 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。然后工廠的工程師會檢查PCB布局是否符合制作工藝，有沒有什么缺陷等問題。

02 芯板的制作

       清洗覆銅板，如果有灰塵的話可能導致最后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張覆銅板（芯板）加2張銅膜，然后用半固化片粘連起來的。制作順序是從最中間的芯板（4、5層線路）開始，不斷地疊加在一起，然后固定。4層PCB的制作也是類似的，只不過只用了1張芯板加2張銅膜。

03 內層PCB布局轉移

       先要制作最中間芯板（Core）的兩層線路。覆銅板清洗干凈后會在表面蓋上一層感光膜。這種膜遇到光會固化，在覆銅板的銅箔上形成一層保護膜。

       將兩層PCB布局膠片和雙層覆銅板，最后插入上層的PCB布局膠片，保證上下兩層PCB布局膠片層疊位置精準。

       感(gan)光(guang)(guang)機(ji)用UV燈(deng)對銅箔(bo)上(shang)的(de)感(gan)光(guang)(guang)膜(mo)(mo)進行照射，透(tou)光(guang)(guang)的(de)膠片下(xia)，感(gan)光(guang)(guang)膜(mo)(mo)被(bei)固(gu)化，不透(tou)光(guang)(guang)的(de)膠片下(xia)還是沒有固(gu)化的(de)感(gan)光(guang)(guang)膜(mo)(mo)。固(gu)化感(gan)光(guang)(guang)膜(mo)(mo)底(di)下(xia)覆(fu)蓋的(de)銅箔(bo)就是需要的(de)PCB布局線路(lu)，相當于手工PCB的(de)激光(guang)(guang)打印機(ji)墨的(de)作用。

       然后用堿液將沒有固化的感光膜清洗掉，需要的銅箔線路將會被固化的感光膜所覆蓋。

       然后再用強堿，比如NaOH將不需要的銅箔蝕刻掉。

       將固化的感光膜撕掉，露出需要的PCB布局線路銅箔。

04 芯板打孔與檢查

       芯板已經制作成功。然后在芯板上打對位孔，方便接下來和其他原料對齊。

       芯板一旦和其他層的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。

05 層壓

       這里(li)需要(yao)一個新的(de)原料叫做(zuo)半固化(hua)片，是(shi)芯板(ban)(ban)與芯板(ban)(ban)（PCB層(ceng)數>4），以及芯板(ban)(ban)與外(wai)層(ceng)銅箔之(zhi)間(jian)的(de)粘(zhan)合劑(ji)，同(tong)時也起(qi)到絕緣的(de)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板固定好位置，然后將制作好的芯板也放入對位孔中，最后依次將兩層半固化片、一層銅箔和一層承壓的鋁板覆蓋到芯板上。

       將被鐵板夾住的PCB板子們放置到支架上，然后送入真空熱壓機中進行層壓。真空熱壓機里的高溫可以融化半固化片里的環氧樹脂，在壓力下將芯板們和銅箔們固定在一起。

       層壓完成(cheng)后，卸掉壓制PCB的(de)上(shang)層鐵板(ban)(ban)。然后將承壓的(de)鋁(lv)板(ban)(ban)拿走，鋁(lv)板(ban)(ban)還起到了(le)隔離(li)不同PCB以及(ji)保證PCB外(wai)層銅箔(bo)光(guang)滑(hua)的(de)責任。這時拿出(chu)來的(de)PCB的(de)兩面都會被一層光(guang)滑(hua)的(de)銅箔(bo)所覆蓋(gai)。

06 鉆孔

       要將PCB里4層毫不接觸的銅箔連(lian)接在一起，首先要鉆(zhan)出(chu)上下貫(guan)通(tong)的穿孔(kong)來打通(tong)PCB，然后把孔(kong)壁金屬化來導電。

       用X射線鉆孔機機器對內層的芯板進行定位，機器會自動找到并且定位芯板上的孔位，然后給PCB打上定位孔，確保接下來鉆孔時是從孔位的正中央穿過。

       將一層鋁板放在打孔機機床上，然后將PCB放在上面。為了提高效率，根據PCB的層數會將1~3個相同的PCB板疊在一起進行穿孔。最后在最上面的PCB上蓋上一層鋁板，上下兩層的鋁板是為了當鉆頭鉆進和鉆出的時候，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正確的XY坐標對其外圍進行切割。

07 孔壁的銅化學沉淀

       由(you)于幾(ji)乎所有(you)PCB設計都是(shi)用(yong)穿孔來進行連接(jie)的(de)不同(tong)層的(de)線路，一個好的(de)連接(jie)需要(yao)25微米的(de)銅(tong)膜(mo)在孔壁(bi)上。這種(zhong)厚度的(de)銅(tong)膜(mo)需要(yao)通過(guo)電鍍來實現，但是(shi)孔壁(bi)是(shi)由(you)不導電的(de)環氧樹脂和玻璃纖維(wei)板組成(cheng)。

       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(gu)定PCB

清洗PCB

運送PCB

08 外層PCB布局轉移

       接下來會將(jiang)外(wai)層(ceng)(ceng)的(de)(de)PCB布局轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到銅(tong)箔上，過程和(he)之前的(de)(de)內層(ceng)(ceng)芯板(ban)PCB布局轉(zhuan)(zhuan)移(yi)原(yuan)理差不多，都(dou)是利用影印的(de)(de)膠片和(he)感光膜將(jiang)PCB布局轉(zhuan)(zhuan)移(yi)到銅(tong)箔上，唯一(yi)的(de)(de)不同是將(jiang)會采(cai)用正片做板(ban)。

       內層PCB布局(ju)轉移采(cai)(cai)用的(de)(de)(de)是減(jian)成法，采(cai)(cai)用的(de)(de)(de)是負片做(zuo)板。PCB上被(bei)固(gu)(gu)化感(gan)光(guang)膜覆蓋的(de)(de)(de)為(wei)線路，清(qing)洗掉沒固(gu)(gu)化的(de)(de)(de)感(gan)光(guang)膜，露(lu)出的(de)(de)(de)銅箔被(bei)蝕刻(ke)后，PCB布局(ju)線路被(bei)固(gu)(gu)化的(de)(de)(de)感(gan)光(guang)膜保護而留下(xia)。

       外層PCB布局轉移采用的是正常法，采用正片做板。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后進行電鍍。有膜處無法電鍍，而沒有膜處，先鍍上銅后鍍上錫。退膜后進行堿性蝕刻，最后再退錫。線路圖形因為被錫的保護而留在板上。

       將(jiang)PCB用夾子夾住，將(jiang)銅電鍍(du)上(shang)去。之前(qian)提到，為(wei)了保(bao)證孔(kong)位有(you)足夠好的導(dao)電性，孔(kong)壁上(shang)電鍍(du)的銅膜必須(xu)要有(you)25微米(mi)的厚(hou)度，所以整套系統將(jiang)會由電腦自(zi)動控制(zhi)，保(bao)證其精確(que)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。首先將PCB板上被固化的感光膜清洗掉。然后用強堿清洗掉被其覆蓋的不需要的銅箔。再用退錫液將PCB布局銅箔上的錫鍍層退除。清洗干凈后4層PCB布局就完成了。