PCB工艺流程?
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2022-09-28 · PCB打样,SMT打样,PCBA加工。
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一、开料(CUT)
开料是把原始的覆铜板切割成能在生产线上制作的板子的过程,首先我们来了解几个概念:
(1)UNIT:UNIT是指PCB设计工程师设计的单元图形。
(2)SET:SET是指工程师为了提高生产效率、方便生产等原因,将多个UNIT拼在一起成为的一个整体的图形。也就是我们常说的拼板,它包括单元图形、工艺边等等。
(3)PANEL:PANEL是指PCB厂家生产时,为了提高效率、方便生产等原因,将多个SET拼在一起并加上工具板边,组成的一块板子。
二、内层干膜(INNER DRY FILM)
内层干膜是将内层线路图形转移到PCB板上的过程。在PCB制作中我们会提到图形转移这个概念,因为导电图形的制作是PCB制作的根本。所以图形转移过程对PCB制作来说,有非常重要的意义。
内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻等多道工序。内层贴膜就是在铜板表面贴上一层特殊的感光膜,就是我们所说的干膜。这种膜遇光会固化,在板子上形成一道保护膜。曝光显影是将贴好膜的板进行曝光,透光的部分被固化,没透光的部分还是干膜。然后经过显影,褪掉没固化的干膜,将贴有固化保护膜的板进行蚀刻。再经过退膜处理,这时内层的线路图形就被转移到板子上了。
对于设计人员来说,我们最主要考虑的是布线的最小线宽、间距的控制及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜,膜无法褪尽造成短路。线宽太小,膜的附着力不足,造成线路开路。所以电路设计时的安全间距(包括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等),都必须考虑生产时的安全间距。
1、前处理:磨板
磨板的主要作用:基本前处理主要是解决表面清洁度和表面粗糙度的问题。去除氧化,增加铜面粗糙度,便于菲林附着在铜面上。
2、贴膜
将经过处理的基板通过热压或涂覆的方式贴上干膜或湿膜 ,便于后续曝光生产。
3、曝光
将底片与压好干膜的基板对位,在曝光机上利用紫外光的照射,将底片图形转移到感光干膜上。
底片实物图
4、显影
利用显影液(碳酸钠)的弱碱性将未经曝光的干膜/湿膜溶解冲洗掉,已曝光的部分保留。
5、蚀刻
未经曝光的干膜/湿膜被显影液去除后会露出铜面,用酸性氯化铜将这部分露出的铜面溶解腐蚀掉,得到所需的线路。
6、退膜
将保护铜面的已曝光的干膜用氢氧化钠溶液剥掉,露出线路图形。
三、棕化
目的:是使内层铜面形成微观的粗糙和有机金属层,增强层间的粘接力。
流程原理:通过化学处理产生一种均匀,有良好粘合特性的有机金属层结构,使内层粘合前铜层表面受控粗化,用于增强内层铜层与半固化片之间压板后粘合强度。
四、层压
层压是借助于pp片的粘合性把各层线路粘结成整体的过程。这种粘结是通过界面上大分子之间的相互扩散,渗透,进而产生相互交织而实现,将离散的多层板与pp片一起压制成所需要的层数和厚度的多层板。实际操作时将铜箔,粘结片(半固化片),内层板,不锈钢,隔离板,牛皮纸,外层钢板等材料按工艺要求叠合。
对于设计人员来说,层压首先需要考虑的是对称性。因为板子在层压的过程中会受到压力和温度的影响,在层压完成后板子内还有应力存在。因此如果层压的板子两面不均匀,那两面的应力就不一样,造成板子向一面弯曲,大大影响PCB性能。
另外,就算在同一平面,如果布铜分布不均匀时,会造成各点的树脂流动速度不一样,这样布铜少的地方厚度就会稍薄一些,而布铜多的地方厚度就会稍厚一些。
为了避免这些问题,在设计时对布铜的均匀性、叠层的对称性、盲埋孔的设计布置等等各方面的因素都必须进行详细的考虑。
五、钻孔
使线路板层间产生通孔,达到连通层间的目的。
传说中的钻刀
六、沉铜板镀
1、沉铜
也叫化学铜,钻孔后的PCB板在沉铜缸内发生氧化还原反应,形成铜层从而对孔进行孔金属化,使原来绝缘的基材表面沉积上铜,达到层间电性相通。
2、板镀
使刚沉铜出来的PCB板进行板面、孔内铜加厚到5-8um,防止在图形电镀前孔内薄铜被氧化、微蚀掉而漏基材。
七、外层干膜
和内层干膜的流程一样。
八、外层图形电镀 、SES
将孔和线路铜层加镀到一定的厚度(20-25um),以满足最终PCB板成品铜厚的要求。并将板面没有用的铜蚀刻掉,露出有用的线路图形。
九、阻焊
阻焊,也叫防焊、绿油,是印制板制作中最为关键的工序之一,主要是通过丝网印刷或涂覆阻焊油墨,在板面涂上一层阻焊,通过曝光显影,露出要焊接的盘与孔,其它地方盖上阻焊层,防止焊接时短路。
十、丝印字符
将所需的文字,商标或零件符号,以网板印刷的方式印在板面上,再以紫外线照射的方式曝光在板面上。
十一、表面处理
裸铜本身的可焊性能很好,但长期暴露在空气中容易受潮氧化,倾向于以氧化物的形式存在,不大可能长期保持为原铜,因此需要对铜面进行表面处理。表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。
常见的表面处理:喷锡、沉金、OSP、沉锡、沉银,镍钯金,电硬金、电金手指等。
十二、成型
将PCB以CNC成型机切割成所需的外形尺寸。
十三、电测
模拟板的状态,通电进行电性能检查,是否有开、短路。
十四、终检、抽测、包装
对板的外观、尺寸、孔径、板厚、标记等检查,满足客户要求。将合格品包装成捆,易于存储,运送。
开料是把原始的覆铜板切割成能在生产线上制作的板子的过程,首先我们来了解几个概念:
(1)UNIT:UNIT是指PCB设计工程师设计的单元图形。
(2)SET:SET是指工程师为了提高生产效率、方便生产等原因,将多个UNIT拼在一起成为的一个整体的图形。也就是我们常说的拼板,它包括单元图形、工艺边等等。
(3)PANEL:PANEL是指PCB厂家生产时,为了提高效率、方便生产等原因,将多个SET拼在一起并加上工具板边,组成的一块板子。
二、内层干膜(INNER DRY FILM)
内层干膜是将内层线路图形转移到PCB板上的过程。在PCB制作中我们会提到图形转移这个概念,因为导电图形的制作是PCB制作的根本。所以图形转移过程对PCB制作来说,有非常重要的意义。
内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻等多道工序。内层贴膜就是在铜板表面贴上一层特殊的感光膜,就是我们所说的干膜。这种膜遇光会固化,在板子上形成一道保护膜。曝光显影是将贴好膜的板进行曝光,透光的部分被固化,没透光的部分还是干膜。然后经过显影,褪掉没固化的干膜,将贴有固化保护膜的板进行蚀刻。再经过退膜处理,这时内层的线路图形就被转移到板子上了。
对于设计人员来说,我们最主要考虑的是布线的最小线宽、间距的控制及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜,膜无法褪尽造成短路。线宽太小,膜的附着力不足,造成线路开路。所以电路设计时的安全间距(包括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等),都必须考虑生产时的安全间距。
1、前处理:磨板
磨板的主要作用:基本前处理主要是解决表面清洁度和表面粗糙度的问题。去除氧化,增加铜面粗糙度,便于菲林附着在铜面上。
2、贴膜
将经过处理的基板通过热压或涂覆的方式贴上干膜或湿膜 ,便于后续曝光生产。
3、曝光
将底片与压好干膜的基板对位,在曝光机上利用紫外光的照射,将底片图形转移到感光干膜上。
底片实物图
4、显影
利用显影液(碳酸钠)的弱碱性将未经曝光的干膜/湿膜溶解冲洗掉,已曝光的部分保留。
5、蚀刻
未经曝光的干膜/湿膜被显影液去除后会露出铜面,用酸性氯化铜将这部分露出的铜面溶解腐蚀掉,得到所需的线路。
6、退膜
将保护铜面的已曝光的干膜用氢氧化钠溶液剥掉,露出线路图形。
三、棕化
目的:是使内层铜面形成微观的粗糙和有机金属层,增强层间的粘接力。
流程原理:通过化学处理产生一种均匀,有良好粘合特性的有机金属层结构,使内层粘合前铜层表面受控粗化,用于增强内层铜层与半固化片之间压板后粘合强度。
四、层压
层压是借助于pp片的粘合性把各层线路粘结成整体的过程。这种粘结是通过界面上大分子之间的相互扩散,渗透,进而产生相互交织而实现,将离散的多层板与pp片一起压制成所需要的层数和厚度的多层板。实际操作时将铜箔,粘结片(半固化片),内层板,不锈钢,隔离板,牛皮纸,外层钢板等材料按工艺要求叠合。
对于设计人员来说,层压首先需要考虑的是对称性。因为板子在层压的过程中会受到压力和温度的影响,在层压完成后板子内还有应力存在。因此如果层压的板子两面不均匀,那两面的应力就不一样,造成板子向一面弯曲,大大影响PCB性能。
另外,就算在同一平面,如果布铜分布不均匀时,会造成各点的树脂流动速度不一样,这样布铜少的地方厚度就会稍薄一些,而布铜多的地方厚度就会稍厚一些。
为了避免这些问题,在设计时对布铜的均匀性、叠层的对称性、盲埋孔的设计布置等等各方面的因素都必须进行详细的考虑。
五、钻孔
使线路板层间产生通孔,达到连通层间的目的。
传说中的钻刀
六、沉铜板镀
1、沉铜
也叫化学铜,钻孔后的PCB板在沉铜缸内发生氧化还原反应,形成铜层从而对孔进行孔金属化,使原来绝缘的基材表面沉积上铜,达到层间电性相通。
2、板镀
使刚沉铜出来的PCB板进行板面、孔内铜加厚到5-8um,防止在图形电镀前孔内薄铜被氧化、微蚀掉而漏基材。
七、外层干膜
和内层干膜的流程一样。
八、外层图形电镀 、SES
将孔和线路铜层加镀到一定的厚度(20-25um),以满足最终PCB板成品铜厚的要求。并将板面没有用的铜蚀刻掉,露出有用的线路图形。
九、阻焊
阻焊,也叫防焊、绿油,是印制板制作中最为关键的工序之一,主要是通过丝网印刷或涂覆阻焊油墨,在板面涂上一层阻焊,通过曝光显影,露出要焊接的盘与孔,其它地方盖上阻焊层,防止焊接时短路。
十、丝印字符
将所需的文字,商标或零件符号,以网板印刷的方式印在板面上,再以紫外线照射的方式曝光在板面上。
十一、表面处理
裸铜本身的可焊性能很好,但长期暴露在空气中容易受潮氧化,倾向于以氧化物的形式存在,不大可能长期保持为原铜,因此需要对铜面进行表面处理。表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。
常见的表面处理:喷锡、沉金、OSP、沉锡、沉银,镍钯金,电硬金、电金手指等。
十二、成型
将PCB以CNC成型机切割成所需的外形尺寸。
十三、电测
模拟板的状态,通电进行电性能检查,是否有开、短路。
十四、终检、抽测、包装
对板的外观、尺寸、孔径、板厚、标记等检查,满足客户要求。将合格品包装成捆,易于存储,运送。
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2021-09-29 · 一站式PCBA制造服务平台。
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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。
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。
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PCB的制造过程通常包括以下几个主要的工艺流程:
1. 设计:进行PCB布局和设计,包括电路原理图绘制、元件布局、信号路径规划等。通常使用PCB设计软件进行设计。
2. 印制:将PCB设计图纸传输至制造层面,通过光刻、蚀刻等工艺步骤,在 PCB 基板上形成铜箔线路。这包括以下几个主要步骤:
a. 电子数据处理:将PCB设计数据转换成Gerber文件格式,并进行数据处理和预处理。
b. 基板制备:选择PCB材料(如FR-4、高频材料等),将其切割成适当的尺寸。
c. 板上覆铜:在基板表面镀一层铜箔,形成导线电路的基础。
d. 光刻:将Gerber文件转换成光罩图形,并通过曝光和体光刻技术将图形转移到铜箔上。
e. 蚀刻:使用化学溶液去除未曝光的铜箔,形成导线电路。
3. 焊接:将元器件与PCB焊接在一起,以实现电子元件的连接。这包括以下几个主要步骤:
a. 插件:将元器件插入PCB上的焊盘。
b. 焊接:通过热风、回流焊、波峰焊等方法,将元器件与焊盘连接起来。
4. 检测:对PCB进行各种测试和检验,以确保其质量和功能。这包括以下几个主要步骤:
a. 连通性测试:确保电路中的所有连线都正确连接。
b. 瑕疵检测:检查PCB上是否存在瑕疵、缺损或错误。
c. 线路测试:测试信号传输的质量和准确性。
5. 包装和组装:将PCB安装到电子产品中,完成最终的组装过程。这包括以下几个主要步骤:
a. 安装:将PCB安装到产品的机箱或底座中。
b. 连接:通过导线或连接器将PCB上的电路与其他组件连接起来。
c. 测试:对整个电子产品进行功能测试和验证。
这些步骤可能会根据具体的制造要求和技术细节而有所变化,但总的来说,这是一个典型的PCB制造过程。每个步骤都需要仔细的规划和控制,以确保PCB的质量、可靠性和性能。
1. 设计:进行PCB布局和设计,包括电路原理图绘制、元件布局、信号路径规划等。通常使用PCB设计软件进行设计。
2. 印制:将PCB设计图纸传输至制造层面,通过光刻、蚀刻等工艺步骤,在 PCB 基板上形成铜箔线路。这包括以下几个主要步骤:
a. 电子数据处理:将PCB设计数据转换成Gerber文件格式,并进行数据处理和预处理。
b. 基板制备:选择PCB材料(如FR-4、高频材料等),将其切割成适当的尺寸。
c. 板上覆铜:在基板表面镀一层铜箔,形成导线电路的基础。
d. 光刻:将Gerber文件转换成光罩图形,并通过曝光和体光刻技术将图形转移到铜箔上。
e. 蚀刻:使用化学溶液去除未曝光的铜箔,形成导线电路。
3. 焊接:将元器件与PCB焊接在一起,以实现电子元件的连接。这包括以下几个主要步骤:
a. 插件:将元器件插入PCB上的焊盘。
b. 焊接:通过热风、回流焊、波峰焊等方法,将元器件与焊盘连接起来。
4. 检测:对PCB进行各种测试和检验,以确保其质量和功能。这包括以下几个主要步骤:
a. 连通性测试:确保电路中的所有连线都正确连接。
b. 瑕疵检测:检查PCB上是否存在瑕疵、缺损或错误。
c. 线路测试:测试信号传输的质量和准确性。
5. 包装和组装:将PCB安装到电子产品中,完成最终的组装过程。这包括以下几个主要步骤:
a. 安装:将PCB安装到产品的机箱或底座中。
b. 连接:通过导线或连接器将PCB上的电路与其他组件连接起来。
c. 测试:对整个电子产品进行功能测试和验证。
这些步骤可能会根据具体的制造要求和技术细节而有所变化,但总的来说,这是一个典型的PCB制造过程。每个步骤都需要仔细的规划和控制,以确保PCB的质量、可靠性和性能。
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CAM制作好生产文件后开始生产,大致有开料,烘板,内层线路,钻孔,外层线路,阻焊,字符,表面处理,铣外形,功能检查,终检,包装。
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具体许多书上都有具体工艺,我只绘制板子,其他的生产都有工厂去做了,我就不清楚了。。。
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