PCB生产工艺流程？

Posted 2023-05-02

我初中的时候做了一个电路板，用油漆笔画电路图，然后放在药水(氯化铁)里，替换腐蚀掉没有油漆笔保护的铜皮，再钻一个孔，形成蜡纸腐蚀法。1.制作覆铜板根据印刷布局图的尺寸裁剪覆铜板，使其与实际电路图尺寸一致，并保持覆铜板的清洁。2.在覆铜板上印刷电路。将蜡纸平铺在钢板上，用钢笔按1:1的比例在蜡纸上刻上印刷好的版图，根据电路板的大小在蜡纸上裁出印刷好的版图，平铺在覆铜板上。将少量颜料和滑石粉混合成薄而厚的材料，用刷子蘸取印刷好的材料，均匀地涂在蜡纸上，反复几次，就可以在印制板(铜板)上印刷出电路。注:可重复使用，适合制作少量PCB板。3.覆铜板的腐蚀将镀好的铜板放入氯化铁溶液中腐蚀。4.清洁印刷电路板。用水反复清洗腐蚀的印制板。用香蕉水把油漆擦掉，再清洗几遍，使印制板干净，不留腐蚀性液体。涂一层松香溶液，干了以后再钻孔。 参考技术A PCB制板流程大致可以分为以下十二步，每一道工序都需要进行多种工艺加工制作，需要注意的是，不同结构的板子其工艺流程也不一样，以下流程为多层PCB的完整制作工艺流程；
一、内层；主要是为了制作PCB电路板的内层线路；制作流程为：
1，裁板：将PCB基板裁剪成生产尺寸；
2，前处理：清洁PCB基板表面，去除表面污染物
3，压膜：将干膜贴在PCB基板表层，为后续的图像转移做准备；
4，曝光：使用曝光设备利用紫外光对附膜基板进行曝光，从而将基板的图像转移至干膜上；
5，DE：将进行曝光以后的基板经过显影、蚀刻、去膜，进而完成内层板的制作
二、内检；主要是为了检测及维修板子线路；
1，AOI：AOI光学扫描，可以将PCB板的图像与已经录入好的良品板的数据做对比，以便发现板子图像上面的缺口、凹陷等不良现象；
2，VRS：经过AOI检测出的不良图像资料传至VRS，由相关人员进行检修。
3，补线：将金线焊在缺口或凹陷上，以防止电性不良；
三、压合；顾名思义是将多个内层板压合成一张板子；
1，棕化：棕化可以增加板子和树脂之间的附着力，以及增加铜面的润湿性；
2，铆合：，将PP裁成小张及正常尺寸使内层板与对应的PP牟合
3，叠合压合、打靶、锣边、磨边；
四、钻孔；按照客户要求利用钻孔机将板子钻出直径不同，大小不一的孔洞，使板子之间通孔以便后续加工插件，也可以帮助板子散热；
五、一次铜；为外层板已经钻好的孔镀铜，使板子各层线路导通；
1，去毛刺线：去除板子孔边的毛刺，防止出现镀铜不良；
2，除胶线：去除孔里面的胶渣；以便在微蚀时增加附着力；
3，一铜（pth）：孔内镀铜使板子各层线路导通，同时增加铜厚；
六、外层；外层同第一步内层流程大致相同，其目的是为了方便后续工艺做出线路；
1，前处理：通过酸洗、磨刷及烘干清洁板子表面以增加干膜附着力；
2，压膜：将干膜贴在PCB基板表层，为后续的图像转移做准备；
3，曝光：进行UV光照射，使板子上的干膜形成聚合和未聚合的状态；
4，显影：将在曝光过程中没有聚合的干膜溶解，留下间距；
七、二次铜与蚀刻；二次镀铜，进行蚀刻；
1，二铜：电镀图形，为孔内没有覆盖干膜的地方渡上化学铜；同时进一步增加导电性能和铜厚，然后经过镀锡以保护蚀刻时线路、孔洞的完整性；
2，SES：通过去膜、蚀刻、剥锡等工艺处理将外层干膜(湿膜）附着区的底铜蚀刻，外层线路至此制作完成；
八、阻焊：可以保护板子，防止出现氧化等现象；
1，前处理：进行酸洗、超声波水洗等工艺清除板子氧化物，增加铜面的粗糙度；
2，印刷：将PCB板子不需要焊接的地方覆盖阻焊油墨，起到保护、绝缘的作用；
3，预烘烤：烘干阻焊油墨内的溶剂，同时使油墨硬化以便曝光；
4，曝光：通过UV光照射固化阻焊油墨，通过光敏聚合作用形成高分子聚合物；
5，显影：去除未聚合油墨内的碳酸钠溶液；
6，后烘烤：使油墨完全硬化；
九、文字；印刷文字；
1，酸洗：清洁板子表面，去除表面氧化以加强印刷油墨的附着力；
2，文字：印刷文字，方便进行后续焊接工艺；
十、表面处理OSP；将裸铜板待焊接的一面经涂布处理,形成一层有机皮膜,以防止生锈氧化；
十一、成型；锣出客户所需要的板子外形,方便客户进行SMT贴片与组装；
十二、飞针测试；测试板子电路，避免短路板子流出；
十三、FQC；最终检测，完成所有工序后进行抽样全检；
十四、包装、出库；将做好的PCB板子真空包装，进行打包发货，完成交付； 参考技术B 电路设计技巧
PCB设计
流程

一般PCB基本设计流程如下：前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。

第一：前期准备。这包括准备元件库和原理图。“
工欲善其事
，
必先利其器
”，要做出一块好的板子，除了要设计好原理之外，还要画得好。在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。元件库可以用peotel自带的库，但一般情况下很难找到合适的，最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库，再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高，它直接影响板子的安装；SCH的元件库要求相对比较松，只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。PS：注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计，做好后就准备开始做PCB设计了。

第二：PCB结构设计。这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在PCB设计环境下绘制PCB板面，并按定位要求放置所需的
接插件
、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域（如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域）。

第三：PCB布局。布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话，就可以在原理图上生成网络表（Design->CreateNetlist），之后在PCB图上导入网络表（Design->LoadNets）。就看见器件哗啦啦的全堆上去了，各管脚之间还有
飞线
提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行：

①．按电气性能合理分区，一般分为：
数字电路
区(即怕干扰、又产生干扰)、
模拟电路
区

(怕干扰)、功率驱动区（干扰源）；

②．完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁；同时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁；

③．对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；
发热元件
应与温度
敏感元件
分开放置，必要时还应考虑
热对流
措施；

④．I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件；

⑤．时钟产生器（如：
晶振
或
钟振
）要尽量靠近用到该时钟的器件；

⑥．在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个
去耦电容
（一般采用高频性能好的
独石电容
）；电路板空间较密时，也可在几个集成电路周围加一个
钽电容
。

⑦．继电器线圈处要加放电二极管（
1N4148
即可）；

⑧．布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉

——需要特别注意，在放置元器件时，一定要考虑元器件的实际尺寸大小（所占面积和高度）、元器件之间的相对位置，以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时，应该在保证上面原则能够体现的

前提下，适当修改器件的摆放，使之整齐美观，如同样的器件要摆放整齐、方向一致，不能摆得“错落有致”。这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度，所以一点要花大力气去考虑。布局时，对不太肯定的地方可以先作初步布线，充分考虑。 参考技术C 去PCB工厂网站看看。很详细的流程。
例如：
1）单面板工艺流程
开料磨边→钻孔→外层图形→（全板镀金）→蚀刻→检验→丝印阻焊→（热风整平）→丝印字符→外形加工→测试→检验
2）双面板喷锡板工艺流程
开料磨边→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀锡、蚀刻退锡→二次钻孔→检验→丝印阻焊→镀金插头→热风整平→丝印字符→外形加工→测试→检验
3）双面板镀镍金工艺流程
开料磨边→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀镍、金去膜蚀刻→二次钻孔→检验→丝印阻焊→丝印字符→外形加工→测试→检验
4）多层板喷锡板工艺流程
开料磨边→钻定位孔→内层图形→内层蚀刻→检验→黑化→层压→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀锡、蚀刻退锡→二次钻孔→检验→丝印阻焊→镀金插头→热风整平→丝印字符→外形加工→测试→检验
5）多层板镀镍金工艺流程
开料磨边→钻定位孔→内层图形→内层蚀刻→检验→黑化→层压→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀金、去膜蚀刻→二次钻孔→检验→丝印阻焊→丝印字符→外形加工→测试→检验
6）多层板沉镍金板工艺流程
开料磨边→钻定位孔→内层图形→内层蚀刻→检验→黑化→层压→钻孔→沉铜加厚→外层图形→镀锡、蚀刻退锡→二次钻孔→检验→丝印阻焊→化学沉镍金→丝印字符→外形加工→测试→检验 参考技术D PCB板制作生产流程
印刷电路板—内层线路—压合—钻孔—镀通孔（一次铜）—外层线路（二次铜）—防焊绿漆—文字印刷—接点加工—成型切割—终检包装。

硬件工程师需要掌握的PCB设计常用知识点

      一个优秀的硬件工程师设计的产品一定是既满足设计需求又满足生产工艺的，某个方面有瑕疵都不能算是一次完美的产品设计。规范产品的电路设计，工艺设计，PCB设计的相关工艺参数，使得生产出来的实物产品满足可生产性、可测试性、可维修性等的技术规范要求，在产品的设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本的优势。

      本文将从初学者的角度出发，一文带你快速了解PCB设计中的常用基本概念： 

1、FR4板材

FR-4就是玻璃纤维环氧树脂覆铜板，线路板中的一种基材，可以分为一般FR4板材和高Tg FR4板材，Tg是玻璃转化温度，即熔点。电路板必须耐燃，在一定温度下不能燃烧，只能软化。这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点)，这个值关系到PCB板的尺寸安定性。 

 

 一般Tg的板材为130度以上，高Tg一般大于170度，中等Tg约大于150度。通常Tg≥170℃的PCB印制板，称作高Tg印制板。基板的Tg提高了，印制板的耐热性、耐潮湿性、耐化学性、耐稳定性等特征都会提高和改善。TG值越高，板材的耐温度性能越好，尤其在无铅制程中，高Tg应用比较多。

 

2、阻抗匹配

      阻抗匹配（impedance matching）主要用于传输线上，以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的，而且几乎不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同，或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同，分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态，简称为阻抗匹配。PCB中常见的阻抗控制值有：100欧姆差分阻抗，90欧姆差分阻抗以及单端50欧姆阻抗。 

 

 3、表面处理 

 PCB 板表面处理一般分为几种，为了更好的了解自己的PCB设计各项问题，现进行简单介绍：

 ①喷锡。喷锡是电路板行内最常见的表面处理工艺，它具有良好的可焊接性，可用于大部分电子产品。喷锡板对其他表面处理来说，它具有成本低、可焊接性好的优点；其不足之处是表面没有沉金平整，特别是大面积开窗的时候，更容易出现锡不平整的现象。

                                

②沉锡。沉锡跟喷锡的不同点在于它的平整度好，但不足之处是极容易氧化发黑。

             

③沉金。只要是“沉”其平整度都比“喷”的工艺要好。沉金是无铅的，沉金一般用于金手指、按键板，因为金的电阻小，所以接触性的必须要用到金，如手机的按键板灯。沉金是软金，对于经常要插拔的要用镀金，沉金主要是沉镍金。 

 ④镀金。在沉金中已经提到镀金，镀金有个致命的不足是其焊接性差，但其硬度比沉金好。在MID和VR的设计中一般不用这种工艺。建议：如果对于平整度有要求，如对频率有要求的阻抗电路板（如微带线）尽量用沉金工艺；一般带有BGA的MID板卡都用沉金工艺。

⑤OSP。它主要靠药水与焊接铜皮之间的反应产生可焊接性，唯一的好处是生产快，成本低；但是因其可焊接性差、容易氧化，电路板行内一般用得比较少。 

4、芯板（core）/PP片（半固化片）

       将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板。它是做PCB的基本材料，常叫基材。当它用于多层板生产时，也叫芯板（CORE）。

树脂与载体合成的一种片状粘结材料称为PP片。

芯板和半固化片是用于制作压合多层板的常见材料。

 

 5、差分线

       差分信号就是驱动器端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。差分信号，有些也称差动信号，用两根完全一样，极性相反的信号传输一路数据，依靠两根信号电平差进行判决。为了保证两根信号完全一致，在布线时要保持并行，线宽、线间距保持不变。

   

6、信号完整性（signal integrity）

       信号完整性是指信号在传输线上的质量。信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候，具有所必需达到的电压电平数值。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。主要的信号完整性问题包括反射、振荡、地弹、串扰等。

 

7、信号反射

 

      反射就是在传输线上的回波。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。如果源端与负载端具有相同的阻抗，反射就不会发生了。源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射，负载将一部分电压反射回源端。如果负载阻抗小于源阻抗，反射电压为负，反之，如果负载阻抗大于源阻抗，反射电压为正。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。反射会造成信号过冲overshoot、下冲undershoot、振铃ringing、边沿迟缓也就是阶梯电压波。

8、串扰（crosstalk）

       串扰是两条信号线之间的耦合，信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。

 9、内电层（Inner Layer）

      内电层是PCB的一种负片层，主要作用是当做电源或地的层，必要时进行电源分割。 

 10、盲埋孔

①盲孔。从中间层延伸到PCB一个表面层的过孔。常见的有一阶，二阶之称，比如一阶盲孔是指第二层到TOP层的过孔或者倒数第二层到Bottom的过孔。

②埋孔。从一个中间到另一个中间之间的过孔，不会延伸到PCB表面层。 

11、测试点

      一般指独立的PTH孔、SMT PAD、金手指、Bonding手指、IC手指、BGA焊接点、以及客户于插件后测试的测试点。

  

 12、MARK点

      Mark点是电路板设计中PCB应用于自动贴片机上的位置识别点，又称光学点位点。Mark点的选用直接影响到自动贴片机的贴片效率。一般Mark点的选用与自动贴片机的机型有关。Mark点一般设计成Ф1 mm（40 mil）的圆形图形。考虑到材料颜色与环境的反差，留出比光学定位基准符号大0.5 mm（19.7 mil）的无阻焊区，也不允许有任何字符，见图所示。同一板上的光学定位基准符号与其相邻内层背景要相同，即三个基准符号下有无铜箔应一致。周围10mm无布线的孤立光学定位符号应设计一个内径为2mm环宽1mm的保护圈，且周围有上下边直径为2.8mm的8边形隔离铜环。 

 

13、PTH（金属化孔）/NPTH（非金属化孔）

      孔壁沉积有金属层的孔称为金属化孔，其主要用于层间导电图形的电气连接。反之，则为非金属孔，一般用来作为定位孔或安装孔。