4層PCB闆的制作

印制電路闆（PCB）在電子産(chǎn)品中，起到支撐電路元件和器件的作用，同時(shí)還提供電路元件和器件(jiàn)之間的電氣連接。其實，PCB的設計不僅是排列、固定(dìng)元器(qì)件(jiàn)，連通器件的引腳這樣簡單，它的好壞對産品的抗幹擾能力影響很大。甚至對今後的産品的性能起着決定(dìng)性作用。随着電(diàn)子技術的飛速發(fā)展，元器件和産品的外形尺寸變得越來越小，工作(zuò)頻率越來越高，使得pcb上元器件的密度大幅提高，這也就增加了pcb設計、加(jiā)工的難度。因此，可以這樣(yàng)說，pcb設計始終是電子産品開發設(shè)計中相當重要的内容之一。

1、PCB布局

PCB制作第一步是(shì)整理并檢查PCB布(bù)局。所謂布局就是把電路圖中所有元器件都合理地安(ān)排在面積有限的pcb上。從信号的角度講，主要有數字信号電路闆、模拟信号電路闆以及混合信号電路闆3種。在設計混合信号電路闆時，一定要仔細(xì)考慮，将元器件通過手工方式擺放在電路闆的(de)合适位置，以便将數字和模拟器件分開。PCB制作工廠收(shōu)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(huì)轉化為一個統一的格式——Extended Gerber RS-274X 或者(zhě) Gerber X2。然後工廠(chǎng)的工程師(shī)會檢查PCB布局是否符合制作工藝(yì)，有沒有什麼缺 陷等問題。

2、芯闆的制作

清洗(xǐ)覆銅闆，如果有灰塵的(de)話(huà)可能(néng)導緻zui後的(de)電路短路或者斷路。下面的圖是一張8層(céng)PCB的圖例，實際上是由3張覆(fù)銅闆（芯闆）加2張(zhāng)銅膜，然後用半固化片粘連起來(lái)的。制作順序是從zui中間的芯闆（4、5層線路）開始，不斷地疊加在(zài)一起，然後固定。4層PCB的制作也是類似的，隻不過隻用了1張芯闆(pǎn)加(jiā)2張銅膜。

3、内層PCB布局轉移

所以先要制作相當中間(jiān)芯闆（Core）的兩層線(xiàn)路。覆銅闆清洗幹淨後會在表面蓋上一層(céng)感光膜。這種膜遇到光會固化，在覆銅闆的(de)銅箔上形成一層保護膜。将兩層PCB布局膠片和雙層覆銅闆，最後插入上層的PCB布局膠片，保證上下(xià)兩層PCB布局膠片層疊(dié)位(wèi)置精 準。

感(gǎn)光機用UV燈對銅箔(bó)上的感(gǎn)光膜進行照射，透光的膠片下，感光膜被固化，不透光的膠片下(xià)還是沒有固化的(de)感光膜。固化感(gǎn)光膜底下覆蓋的銅箔就是需要的PCB布局線路，相當于手工PCB的激光打印機(jī)墨的作用。上期激光打印機的紙質PCB布局中，黑色墨粉(fěn)底下(xià)覆蓋是要保(bǎo)留的銅箔(bó)。而這期則是被黑色膠(jiāo)片(piàn)覆蓋的銅箔将會被腐蝕(shí)掉，而透明的膠片下由于(yú)感光膜固化，所以被(bèi)保留下來。然後用堿液将沒有固化(huà)的感(gǎn)光膜(mó)清洗掉，需要的銅箔線路(lù)将會被固化的感光膜所覆蓋。

4、内層(céng)芯闆蝕刻

然後再用強堿，比如(rú)NaOH将不需要的銅箔蝕刻掉。将固化的感光膜撕掉，露出需要的PCB布局線(xiàn)路(lù)銅箔。

5、芯闆(pǎn)打孔與檢查

芯闆已(yǐ)經制作成功。然後在芯(xīn)闆上打對位孔，方(fāng)便接下來和其它原料對齊。芯闆一(yī)旦和其它層的PCB壓制在一(yī)起就無法(fǎ)進行修改了，所以檢查非常重要。會(huì)由機器自動和PCB布局圖紙進行比對(duì)，查看錯誤。前兩層的PCB闆就已經制作完成(chéng)了

6、層壓(yā)

這裡需要一(yī)個新的原料叫做半固化片（Prepreg）,是芯闆與芯闆（PCB層數>4），以及芯闆與外層銅箔之間的粘合劑，同時也起到絕(jué)緣的作用。 下層的銅箔和兩層半固化片已經提前通過對位(wèi)孔和下(xià)層的鐵闆固定(dìng)好位置，然後将制作好的芯闆也放入(rù)對位孔中，zui後依次将(jiāng)兩層半固化片、一層銅箔和一層承壓的鋁闆覆蓋到芯闆上。

7、鑽孔

那如何将PCB裡4層(céng)毫不接觸的銅箔連接在一起呢？首(shǒu)先要鑽出上下(xià)貫通的穿孔來打通PCB，然後把孔壁金屬化來導電。用X射線鑽孔機機器對内層的芯闆進行定位，機器會(huì)自動找到并且定位(wèi)芯闆上的孔位，然後給PCB打上定位(wèi)孔，确保接下來鑽孔時是從孔位的正中央穿過。将一層鋁闆(pǎn)放在打(dǎ)孔機(jī)機床(chuáng)上，然(rán)後将PCB放在上面。由于鑽孔是一(yī)個比較慢的工序，為了提高效(xiào)率，根據PCB的層數會将1~3個相同的(de)PCB闆疊在(zài)一(yī)起進行穿孔。zui後在zui上面的PCB上蓋上一層鋁闆，上下兩層的鋁闆是為了當鑽頭鑽進和鑽出的時候，不會撕裂PCB上的銅箔。

8、孔(kǒng)壁的銅化學沉澱

由于幾乎所有PCB設計都是用穿孔來進行連接的不同層的線路，一個好的連接需要25微米的(de)銅膜在孔壁上(shàng)。這種厚度的銅膜需(xū)要通過電鍍來實現，但是孔壁是由不導電的環氧(yǎng)樹脂和玻璃纖維闆組成。所以第一(yī)步就是先在孔(kǒng)壁(bì)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(bì)上(shàng)形成1微米的銅(tóng)膜。整個過程比(bǐ)如(rú)化學處理和清洗(xǐ)等都是由機器控制的。

9、外層PCB布(bù)局(jú)轉(zhuǎn)移

接下來會(huì)将外層的PCB布局轉(zhuǎn)移到銅箔上，過程和之前的内層芯(xīn)闆PCB布局轉移原理差(chà)不多，都是利用影印的膠片和感光(guāng)膜将PCB布局轉移到銅箔上(shàng)，唯 一的(de)不同是将會采用正片做闆。

前面介(jiè)紹的内層PCB布局轉(zhuǎn)移采(cǎi)用的是減成法，采用的是(shì)負片(piàn)做闆。PCB上被固化感(gǎn)光膜覆蓋的為線(xiàn)路，清洗掉沒固化的感光(guāng)膜，露出的(de)銅箔被蝕刻(kè)後，PCB布局(jú)線路被固(gù)化的感光膜保護而留下。外層PCB布局轉移(yí)采用的是正常法，采用正片做闆。PCB上被固化的感光膜覆蓋的為非線路區。清洗掉(diào)沒固化的感光膜後(hòu)進行電鍍。有膜處無(wú)法(fǎ)電鍍，而沒有膜處(chù)，先鍍上銅後鍍(dù)上錫。退膜後進行堿(jiǎn)性蝕刻，zui後再退錫。線路圖形因為被錫的保護而留在闆上。

10、外層PCB蝕刻

接(jiē)下來由一條(tiáo)完(wán)整的自動化流水(shuǐ)線(xiàn)完成蝕刻的工序。首先将PCB闆上(shàng)被固化的(de)感光膜清洗掉。然後用強堿清洗掉被其(qí)覆蓋的(de)不需要的銅(tóng)箔。再用退錫液将PCB布局銅箔上的錫(xī)鍍層退除。清洗幹淨後4層PCB布局就完成了(le)。

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