手把手带你了解PCB是怎么做出来的（pcb的制作工艺）

PCB的基本概念

PCB（Printed Circuit Board）即印制电路板，是电子设备中不可或缺的组成部分。它的主要功能是连接和支持电子元器件，确保电流和信号能够按照设计路径传输。PCB通常由绝缘基材、导电铜层和防护涂层组成，根据层数可分为单面板、双面板和多层板。

设计文件的准备

PCB加工的第一步是准备设计文件。工程师使用专业软件（如Altium Designer、Cadence或KiCad）绘制电路图，并生成Gerber文件。Gerber文件包含了PCB的各层信息，如铜层、丝印层和钻孔数据。此外，还需要提供钻孔文件和装配图，确保加工过程中的精度。

基材的选择与裁剪

基材是PCB的基础，通常采用FR-4（玻璃纤维增强环氧树脂）作为绝缘材料。根据设计要求，基材会被裁剪成特定尺寸。裁剪时需注意边缘平整，避免毛刺或裂纹影响后续加工。对于高频电路，可能会选用聚四氟乙烯（PTFE）等特殊材料以减少信号损耗。

内层图形的制作

对于多层板，内层图形的制作是关键步骤。首先在基材上压合铜箔，然后涂覆光刻胶。通过曝光和显影，将设计图形转移到光刻胶上。接着用蚀刻液去除未被保护的铜，形成电路图案。最后清除剩余光刻胶，完成内层图形的制作。

层压与钻孔

多层板需要将内层与绝缘层叠压在一起。通过高温高压工艺，各层紧密结合。压合后，使用数控钻床在PCB上钻孔，用于安装元器件或层间导通。钻孔精度直接影响PCB的性能，因此需严格控制孔径和位置误差。

孔金属化与电镀

钻孔后的孔壁是非导电的，需要通过化学沉积在孔内形成一层薄铜，实现电气连接。随后进行电镀加厚铜层，确保孔的导电性和机械强度。这一步骤对多层板的可靠性至关重要，任何缺陷都可能导致信号传输失败。

外层图形制作

外层图形的制作与内层类似，但需额外考虑电镀工艺。通过图形转移和蚀刻，形成外层电路。外层通常需要镀锡或镀金，以提高焊接性能和抗氧化能力。对于高密度板，可能采用半加成法（SAP）或改良型半加成法（mSAP）来提升精度。

阻焊与丝印

阻焊层（绿油）的作用是保护电路免受氧化和短路。通过丝网印刷或喷涂工艺，将阻焊油墨覆盖在非焊接区域。随后进行丝印，将元器件标识、极性标记等信息印在PCB表面，便于后续组装和维修。

表面处理工艺

PCB的表面处理方式多样，常见的有喷锡（HASL）、沉金（ENIG）、沉银（Immersion Silver）和OSP（有机保焊膜）。喷锡成本低但平整度较差，沉金适合高精度板，OSP则适用于短周期产品。选择哪种工艺取决于成本、性能和焊接要求。

电气测试与检验

加工完成后，PCB需经过电气测试（如飞针测试或夹具测试）以确保电路连通性。同时进行外观检查，查看是否有划痕、缺口或污染。高可靠性产品可能还需要进行阻抗测试或热应力测试，排除潜在缺陷。

成型与分板

根据设计需求，PCB可能被切割成特定形状。常用的分板方法包括V-cut、铣切和冲压。V-cut适用于直线分板，铣切可用于复杂外形，冲压则适合大批量生产。分板后需清理边缘毛刺，避免损伤电路或组装人员。

包装与出货

最后一步是包装。PCB通常用防静电袋或泡沫盒包装，防止运输过程中受潮或机械损伤。对于高精度板，可能还需真空包装。出货前需核对数量、型号和检验报告，确保客户收到的产品符合要求。

常见问题与解决方案

PCB加工中常见的问题包括短路、断路和孔壁分离。短路可能是蚀刻不彻底导致，需调整蚀刻参数；断路通常由图形转移失误引起，需检查曝光能量；孔壁分离则与钻孔或电镀工艺有关，需优化钻孔速度和化学药水浓度。