电路板生产流程详解：PCB是如何一步步制造出来的？

PCB（Printed Circuit Board）电路板是电子产品的核心组件，它为电子元件提供了物理支撑和电气连接。随着电子设备的复杂性不断提高，PCB生产工艺也逐渐演变为更复杂和精细的过程，尤其是高多层PCB的制造，对材料、精度、工艺等提出了更高要求。

对于电子工程师来说，了解PCB生产流程不仅可以进一步优化layout设计，而且还能提高产品质量，加速研发进度。

PCB

PCB电路板的生产流程

按铜箔层数的话，PCB可分为单面板、双面板和多层板；从种类角度，PCB可分为硬板、软板、软硬板等。本文主要介绍FR-4基材刚性PCB的生产流程。

1.开料与钻孔

生产的第一步是根据设计要求，将覆铜板裁切成所需的大小。开料过程需要精确的裁切，以确保材料尺寸符合后续加工的要求，避免因尺寸偏差造成浪费或后续工序的问题。通常使用自动化的裁板设备，以保持高效率和高精度。

然后使用高精度钻孔机在电路板上钻出精确的通孔。这些孔将用于不同层之间的电气连接，尽管在单层PCB中，孔主要用于安装通孔元器件。在钻孔过程中，必须使用适当的钻头直径和精确的钻孔参数，以确保孔壁光滑且无毛刺，避免影响后续的沉铜工艺。

钻孔-嘉立创

2.沉铜

钻孔完成后，需要对PCB的孔壁进行膨松和化学处理，以确保孔壁具有良好的附着能力。首先，孔壁的膨松处理有助于增加孔壁的粗糙度，从而增强铜的附着性。随后，通过电化学方法，将电解液中的铜离子均匀地沉积在孔壁上，形成薄而均匀的铜箔层。这一层铜对于确保孔的导电性至关重要，是实现电气连接的基础。

3.线路曝光

在这一工序中，PCB制造商会利用LDI（激光直接成像）技术将CAM资料中的线路图精确投射到PCB的覆铜层上。此时，板材表面预涂了一层感光干膜，在被强紫外光线照射后，干膜发生聚合反应，部分区域初步固化。这一过程决定了最终的线路形状，是PCB制造过程中非常关键的一步。

曝光之后，显影工序将把未被曝光的干膜去除，留下已经固化的干膜保护需要保留的铜箔区域。显影后的板材将显示出电路图的雏形。

4.电镀

电镀是PCB制造的一个重要步骤，主要目的是在已经显影的线路和孔壁上进一步增加铜层的厚度，以确保其导电性能和机械强度。首先，将PCB安装到电镀生产线上，经过除油、酸洗等表面预处理，确保铜表面洁净无污染。

然后，通过电化学反应在暴露的线路和孔壁上镀覆一层厚度均匀的铜，接着在铜层表面再镀上一层锡。这层锡的作用是保护线路在接下来的蚀刻过程中不被去除。

5.树脂/铜浆塞孔

在PCB制造过程中，用特殊工艺将要塞孔的钻孔金属化后，把预先通过激光钻孔做好的铝片制作成铝片网板，安装到真空塞孔机上。接着，再把树脂/铜浆塞入对应的孔中，经过高温固化和树脂研磨后，使孔口平整。最后，通过电镀技术形成电镀盖帽，将钻孔后的焊盘还原成一个整体。这种工艺又被称为盘中孔工艺。

    嘉立创盘中孔示意图

它不仅能大大提高PCB设计工程师的效率，而且可以解决布线空间难问题，提高PCB的良率。由于收费高，很多设计工程师可能并不了解。即使了解，设计时也会避开。而嘉立创针对6-32层高多层PCB免受盘中孔费用，让该工艺可以发挥更大的价值。

6.表面处理

为了保护电路板并提高其焊接性能，表面处理是最后的关键步骤之一。常见的表面处理方法包括喷锡（Hot Air Solder Leveling，HASL）和沉金（Electroless Nickel Immersion Gold，ENIG）等。

喷锡：通过将板材浸入熔融的锡中，然后通过热风刀将多余的锡吹去，形成均匀的焊盘表面。这种方法成本较低，但平整度不如沉金。

沉金：在铜表面镀上一层镍，然后再镀上一层金，以防止铜的氧化，并提供优异的焊接性能。沉金处理的焊盘平整度高，适合精细间距的元件焊接，是高多层和高精度PCB的常用选择。

7.检测与测试

生产完成后，电路板需经过一系列的质量检测，包括AOI自动光学检测、X光检测、以及功能测试，以确保每块板都能正常工作。

PCB电路板生产流程是确保产品性能和质量的关键环节，嘉立创通过领先的设备、精密的工艺以及严格的质量控制，确保每块PCB都能为客户带来可靠的性能和稳定的质量。无论是复杂的高多层设计，还是高频应用，嘉立创高多层PCB都能为电子工程师提供强有力的支持，帮助他们将创意转化为高效的产品。