PCB制造流程的核心阶段有哪些？

在智能设备无处不在的今天，一块小小的电路板（PCB）背后，承载着无数工程师的智慧与精密工艺的结晶。作为电子设备的核心载体，PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的制造流程融合了材料科学、精密加工与自动化技术。本文以行业标准流程为主线，解析PCB制造的七大核心阶段，带您深入理解这一现代工业的精密制造艺术。

一、设计验证

1. 原理图设计

使用Altium Designer、Cadence等软件绘制电路逻辑，通过DRC（设计规则检查）确保元件布局与布线符合电气规则，同时需要考虑信号完整性、电磁兼容性（EMC）等因素，优化走线宽度与间距，例如高速信号线需预留3W原则（线宽=3倍线间距）。

2. 文件输出转换

生成（包含各层图形数据）、钻孔文件（Excellon格式）及BOM清单，作为生产指令，工程师将Gerber文件转换为胶片，通过黑色墨水标识导电区域，透明区域标记非导电基材。

二、基材处理

1. 基板选择

常用FR-4环氧玻璃布基材（介电常数4.5-5.5），高频板则采用罗杰斯（Rogers）或聚四氟乙烯（PTFE）材料。

2. 开料切割

按订单尺寸将大板切割为工作板，误差控制在±0.1mm以内，确保后续层压对齐。

3. 表面清洁

使用等离子清洗机去除铜面氧化物，提升后续镀层附着力。

三、图形转移

1. 涂覆光刻胶

在铜面均匀喷涂液态感光油墨，真空环境下预烘烤形成固态膜层。

2. 曝光显影

通过紫外光将菲林图形转移到光刻胶，显影液（碳酸钠溶液）溶解未曝光区域，保留电路图形。

3. 图形电镀

在图形区域镀覆20-30μm厚铜层，增强导电性；选择性镀锡保护线路边缘。

四、蚀刻成型

1. 酸性蚀刻

使用FeCl₃或H₂SO₄+H₂O₂溶液，以0.5-2oz/min速率垂直蚀刻，线宽公差控制在±0.02mm。

2. 退膜处理

氢氧化钠溶液去除残留光刻胶，露出非线路区铜面。

3. AOI检测

采用200倍放大镜自动检测线宽、缺口等缺陷。

五、层压与钻孔

1. 层压工艺

多层板采用高温高压技术将内层与绝缘层紧密结合，预浸料（PP片）填充层间空隙，实现层间导通。

2. 激光钻孔

对高密度互连（HDI）板使用C使用直径仅100微米的钻头，实现微孔精准加工。

3. 机械钻孔

高速旋转的钻头与PCB板直接接触，通过机械切削的方式去除材料，从而形成所需的孔。

六、电镀与表面处理

1. 化学沉铜：在已钻孔的不导电孔壁基材上，通过化学方法沉积一层薄薄的化学铜，以作为后续电镀铜的基底。这一工序对于实现PCB板层间的电气连接至关重要，是确保电路板整体性能的关键步骤之一。此步骤需循环过滤药液，防止杂质污染。

2. 表面处理工艺选择

• HASL：热风整平（厚度2-5μm），成本低但易氧化

• ENIG：耐高温化学镍金（Ni 3-5μm/Au 0.05-0.1μm），适合高密度焊盘

• 沉银：导电性优异，但存储期仅6个月

3. 阻焊印刷

采用丝网印刷或LDI曝光，覆盖非焊接区域，阻焊层厚度10-30μm。

七、终检标准

1. 外观检测

• 目视检查：检验人员借助自然光或特定照明设备，在放大镜（一般为5 - 10倍）辅助下，对PCB板进行全面查看。主要检查线路是否有短路、断路情况，铜箔是否有划伤、露铜现象，焊盘是否完整等。

• 自动光学检测（AOI）

AOI设备利用高速高精度光学成像系统和图像处理算法，对PCB板进行快速激光扫描比对设计图。它可以检测出线路的线宽、间距是否符合设计标准，焊盘的大小和位置是否准确等。

2. 电气性能检测

• 飞针测试：通过可移动的探针与PCB板上的测试点接触，测量线路的通断、电阻、电容等参数，验证连通性。

• 在线测试（ICT）：通过针床夹具将测试探针固定在PCB板的特定测试点上，对电路板上的元器件和电路进行全面的测试。

3. 阻抗测试

TDR设备检测高速信号板（±10%公差），通过向PCB板上的传输线发送一个脉冲信号，然后分析反射回来的信号来确定传输线的阻抗特性。

4. X-Ray检测

用于检测PCB板内部的缺陷，如盲孔、埋孔的填充情况，以及内部线路是否存在断裂、短路等问题，观察BGA焊盘内部质量。

从设计文件到成品出货，一块PCB需经历200+道工序，每道工序的精度误差需控制在微米级。随着科学技术的不断发展，PCB制造正朝着更高密度、更小孔径、更环保的方向演进。了解并掌握这些核心技术，与时俱进，是每个PCB制造商必须要做的事情。如果你有任何制造pcb的需求，请随时联系我们，我们将为你提供一站式服务。

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