PCB制作流程浅谈

对于设计人员，在把Gerber文件交给板厂后，就算完事了。一般不会去管后续板厂是怎么帮我们把板子加工出来的。但是，如果能了解加工PCB的大概步骤，对我们设计还是有好处的。

比如说，在仿真多层板电路的时候，有没有纠结过，那个中间层蚀刻掉的铜，应该是空气还是介质来填充呢？

了解完加工步骤，可能就有答案了。

但是大部分工程师都没有机会亲自去板厂参观体验，但是好在有互联网和前辈书籍，通过阅读资料，我们还是可以了解基本步骤，虽然可能和板厂实际操作稍有出入。

多层PCB的主要构成：

芯板(core)，半固化片(prepreg)，铜箔(看叠层方式)。

芯板，中间是介质，两面是铜箔，就是双层板时用的介质板，比如ROGERS 4350B等。

半固化片，可以理解具有两个作用，一是叠层时的胶水，用来粘上下板子用的，二固化后也当介质层用。

铜箔则看叠层情况，在文献[1]中讲到，如果按下面的方法叠层，如下图所示，则需要铜箔，并说这是最经济的一种方式。

但是到微波波段，在表层，我们经常用Rogers4350等，那就是芯板在表层了，就不需要这个铜箔了。

板厂拿到板子后，会对板子做一个DFM check(Design for Manufacture)，没问题后，就开始制作了。

多层板的制作包括以下步骤：

Film制作

首先，板厂会用激光光绘机来将电子版的Gerber文件，以1：1的尺寸打印出来，称为菲林(film)。Film有正负之分，所谓负，就是有黑墨的地方，最后出来的PCB是没有铜的；而正，就是有黑墨的地方，就是PCB上有铜的地方。

内层蚀刻

清洗板子。清洗很重要，如果有灰尘落在板子上，就有可能造成开路或短路。

涂上光刻胶(photo resist)，在叠上上面制作的每层film，然后用紫外光照射。film上有墨水的地方，因为墨水对光的抵挡作用，光刻胶就没有被硬化，其下面的铜将来会被腐蚀掉；没有墨水的地方，光刻胶硬化，其下面的铜就会被保留下来。

洗掉未硬化的光刻胶，并蚀刻掉未硬化光刻胶下面的铜。

然后洗掉硬化的光刻胶，漏出铜箔。

自动光学检测(Automated Optical Inspection AOI)

PCB压叠后，如果内层有错误，就没办法了，所以，在内层完成后，会用机器将其和GERBER文件进行比对，已验证是否发生错误。有错误的话，及时修改。

叠层

把各层按顺序叠起来，对正，固定好。

加热PCB，使得半固化片融化，然后施加压力，使得融化的半固化片流到相邻铜层的镂空部分，并排出空气。从这里可以看出，多层板仿真的时候，腐蚀掉的铜，应该将材料设置为半固化片了。

再继续升温，使半固化片硬化。

钻孔

钻孔的大小会比实际完成的孔要大，因为后续还要给孔镀铜，以使其具有连通性。

对孔去毛刺；

多层板，由于钻头转动的时候，会有热量产生，使半固化片局部少量熔化，导致在内层铜箔处有薄薄的树脂残留。所以，多层板的时候，还要去除树脂残留。

镀铜

给PCB的表面和钻孔镀铜；这个步骤完成之后，在原来的铜箔之上还会有一层铜，而且，镀完铜的孔将多层板连接在一起了。

外层显影

给外层图上光刻胶，并用紫外光照射，使光刻胶硬化。

去除未硬化的光刻胶；

硬化的光刻胶不去除。

镀层

再镀一层薄铜；

在裸铜上再镀一层锡，在蚀刻不需要的铜时，可以保护需要保留的铜皮；

去除硬化的光刻胶；

蚀刻掉不需要的铜，即硬化光刻胶下面的铜；

去除锡层，露出铜皮以及芯板的介质层；

加上阻焊

清洗PCB，并加上阻焊

表面处理

铜容易氧化，所以需要对铜进行表面处理，比如说镀金。

加上丝印

完工

文献：

[1] Right the First Time, A Practical Handbook on High Speed PCB and System Design, Volume 1

[2] https://www.pcbcart.com/article/content/PCB-manufacturing-process.html

[3] How to Build a Printed Circuit Board