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PCB設(shè)計(jì)和制造之間的關(guān)聯(lián)
印刷電路板（PCB）是高度可靠和耐用的物理電路，已成為任何電子設(shè)備的重要組成部分。印刷電路板由一塊非常薄的基板制成，基板上嵌入了使用銅互連跡線(xiàn)薄層互連的電子組件。板基板通常由玻璃纖維復(fù)合環(huán)氧樹(shù)脂基板或其他層壓材料制成。該電路將包含有源和無(wú)源組件。利用更先進(jìn)和更小的組件可用性，可以在小型PCB設(shè)計(jì)中容納非常大型和復(fù)雜的電路。
PCB有三種類(lèi)型。單面，雙面和多層板。單面板的組件位于基板的一側(cè)。雙面兩面都有組件。在多層板上，多層印刷電路被絕緣層隔開(kāi)。在雙面和多層PCB中，通過(guò)在適當(dāng)?shù)奈恢勉@孔并鍍上導(dǎo)電材料來(lái)互連組件
PCB的主要優(yōu)點(diǎn)
尺寸更小更薄
高度可定制的設(shè)計(jì)和應(yīng)用
耐用，可靠且壽命長(zhǎng)
易于調(diào)試和維修
低成本
PCB設(shè)計(jì)和電路板制造中的各個(gè)步驟
步驟1：需求分析和組件選擇
PCB設(shè)計(jì)的第一步是分析需求并選擇合適的組件，例如處理器，電源。創(chuàng)建一個(gè)滿(mǎn)足所有要求的藍(lán)圖。
步驟2：系統(tǒng)內(nèi)前端設(shè)計(jì)
最初使用PCB設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)PCB布局。Altium Designer，Autodesk EAGLE，KiCad EDA，OrCAD是一些用于PCB設(shè)計(jì)的商用軟件。該設(shè)計(jì)的輸出通常采用PCB原理圖Gerber文件的形式。Gerber文件對(duì)信息進(jìn)行編碼，包括銅跟蹤層，鉆孔圖，組件符號(hào)和其他參數(shù)。
步驟3：?jiǎn)?dòng)照片工具
下一步是在開(kāi)始制造電路板之前運(yùn)行制造設(shè)計(jì)（DFM）檢查。這是為了避免設(shè)計(jì)上的任何差異。此后，使用激光打印機(jī)/繪圖儀制作膠片來(lái)對(duì)PCB成像。通過(guò)在每張膠片上打出精確的定位孔來(lái)對(duì)齊PCB照相膠片的不同層。制作該膠片是為了幫助創(chuàng)建銅質(zhì)圖形。
步驟4：打印內(nèi)層
取下，切割，清潔和干燥基材，通常是復(fù)合環(huán)氧基材。銅被預(yù)先粘結(jié)在基板的兩側(cè)。面板的清潔度是避免短路或開(kāi)路錯(cuò)誤的最重要因素。銅上涂有一層光刻膠，然后用紫外線(xiàn)對(duì)其進(jìn)行硬化。將上一步中形成的膜放置在銅層上，并使用引腳位置對(duì)齊。
之后，將面板再次進(jìn)行紫外線(xiàn)處理。薄膜上的深色區(qū)域不允許紫外線(xiàn)，因此薄膜深色區(qū)域下方的區(qū)域不會(huì)硬化。雖然用于銅線(xiàn)布線(xiàn)的照明區(qū)域已硬化。
步驟5：蝕刻出不需要的銅
然后用堿性溶液洗滌面板以洗去未硬化的銅材料。所需的銅層在光致抗蝕劑的硬化層下方得到充分保護(hù)。
接下來(lái)，還去除了銅層上方的光刻膠。反過(guò)來(lái)，這僅使所需的銅層完整。
步驟6：注冊(cè)打孔以進(jìn)行層對(duì)齊
將不同的層對(duì)齊并光學(xué)打孔以創(chuàng)建定位孔。這將使內(nèi)層與外層對(duì)齊。
步驟7：自動(dòng)光學(xué)檢查
層壓后，不可能找出內(nèi)層的錯(cuò)誤。因此，在粘合和層壓之前，對(duì)面板進(jìn)行自動(dòng)光學(xué)檢查。機(jī)器使用激光傳感器掃描圖層，并將其與原始Gerber文件進(jìn)行比較以列出差異（如果有）。
步驟8：分層并綁定
PCB板的各層通過(guò)鋁壓板粘合在一起。對(duì)于雙層和多層印刷電路板，將另外的銅箔壓在原始層上，并在其間放置絕緣層，然后重復(fù)蝕刻過(guò)程。最后，將所有層層壓在一起以為PCB面板提供最終形狀。
步驟9：鉆孔
然后在PCB板上鉆出孔。這些孔是放置和互連PCB的電子元件（包括通孔）的地方。鉆孔的直徑約為100至150微米。精度是鉆孔過(guò)程的關(guān)鍵。激光定位器或XY坐標(biāo)系用于獲得精度。
步驟10：銅沉積和鍍覆
此步驟是在鉆孔后用一塊新鮮的銅覆蓋整個(gè)面板。它粘結(jié)面板，并覆蓋鉆孔后打開(kāi)的非導(dǎo)電材料。化學(xué)電解裝置用于電鍍。鉆孔覆蓋約25微米的銅，以確保正確連接。
步驟11：外層成像和銅蝕刻
與步驟3相似，將光致抗蝕劑材料施加到外部銅層上，然后對(duì)其進(jìn)行成像。錫保護(hù)層覆蓋在所需的銅區(qū)域上，以提供保護(hù)，并去除其他不需要的銅。在此步驟之后建立PCB連接。
步驟12：阻焊膜應(yīng)用
現(xiàn)在清洗電路板，并應(yīng)用阻焊膜。阻焊層可保護(hù)電路板免受銅的氧化，損壞和腐蝕。將Expoxy與阻焊劑一起使用，可使電路板具有通常的綠色。不需要的阻焊層可通過(guò)暴露在紫外線(xiàn)下去除。然后將板烤箱烘烤。
步驟13：金或銀表面處理
然后在PCB上鍍金，銀或無(wú)鉛HASL或熱風(fēng)焊料整平劑。這樣做是為了能夠?qū)⒔M件焊接到所形成的焊盤(pán)上并保護(hù)銅。
Step14：絲印
絲網(wǎng)印刷或輪廓分析是在PCB上打印所有關(guān)鍵信息的過(guò)程，例如制造商ID，公司名稱(chēng)組件編號(hào)，調(diào)試點(diǎn)。這在維修和修理時(shí)很有用。
步驟15：電氣測(cè)試
電氣測(cè)試使用探針測(cè)試儀進(jìn)行。進(jìn)行開(kāi)路和短路測(cè)試。電氣測(cè)試可確保功能可靠性。在功能測(cè)試之后也進(jìn)行耐久性測(cè)試。
步驟16：V評(píng)分
從制造的面板上切出實(shí)際的PCB。根據(jù)客戶(hù)設(shè)計(jì)以及原始Gerber文件日期，PCB可以按特定的尺寸和形狀切割。
沿板子的側(cè)面開(kāi)有V形切口，使板子可以輕松地從面板上彈出。
步驟17：最終檢查和包裝
對(duì)PCB進(jìn)行最終的外觀檢查和質(zhì)量檢查。提供測(cè)試報(bào)告供客戶(hù)驗(yàn)證。進(jìn)行真空密封或安全氣囊/氣袋包裝，以防止對(duì)板子造成任何物理?yè)p壞。