线路板工艺流程概述

PCB线路板概述

PCB（Printed Circuit Board）中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎所有电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。

印制电路在电子设备中提供如下功能：

提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘。 提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。

为自动焊锡提供阻焊图形，为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。 PCB工艺

菲林底板是印制电路板生产的前导工序，菲林底板的质量直接影响到印制板生产质量。在生产某一种印制线路板时，必须有至少一套相应的菲林底版。印制板的每种导电图形（信号层电路图形和地、电源层图形）和非导电图形（阻焊图形和字符）至少都应有一张菲林底片。通过光化学转移工艺，将各种图形转移到生产板材上去。jianhedz.com

菲林底版在印制板生产中的用途如下：

图形转移中的感光掩膜图形，包括线路图形和光致阻焊图形。 网印工艺中的丝网模板的制作，包括阻焊图形和字符。 机加工（钻孔和外型铣）数控机床编程依据及钻孔参考。

随着电子工业的发展，对印制板的要求也越来越高。印制板设计的高密度，细导线，小孔径趋向越来越快，印制板的生产工艺也越来越完善。在这种情况下，如果没有高质量的菲林底版，能够生产出高质量的印制电路板。现代印制板生产要求菲林底版需要满足以下条件：

菲林底版的尺寸精度必须与印制板所要求的精度一致，并应考虑到生产工艺所造成的偏差而进行补偿。

菲林底版的图形应符合设计要求，图形符号完整。

菲林底版的图形边缘平直整齐，边缘不发虚；黑白反差大，满足感光工艺要求。 菲林底版的材料应具有良好的尺寸稳定性，即由于环境温度和湿度变化而产生的尺寸变化小。

双面板和多层板的菲林底版，要求焊盘及公共图形的重合精度好。 菲林底版各层应有明确标志或命名。

菲林底版片基能透过所要求的光波波长，一般感光需要的波长范围是3000--4000A。 以前制作菲林底版时，一般都需要先制出照相底图，再利用照相或翻版完成菲林底版的制作。今年来，随着计算机技术的飞速发展，菲林底版的制作工艺也有了很大发展。利用先进的激光光绘技术，极大提高了制作速度和底版的质量，并且能够制作出过去无法完成的高精度、细导线图形，使得印制板生产的CAM技术趋于完善。jianhedz.com

覆铜箔层压板（Copper Clad Laminates，简写为CCL），简称覆铜箔板或覆铜板，是制造印制电路板（以下简称PCB）的基板材料。目前最广泛应用的蚀刻法制成的PCB，就是在覆铜箔板上有选择的进行的蚀刻，得到所需的线路的图形。覆铜箔板在整个印制电路板上，主要担负着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。印制板的性能、质量和制造成本，在很大程度上取决于覆铜箔板。

基本制造工艺流程

印制板按照导体图形的层数可以分为单面、双面和多层印制板。单面板的基本制造工艺流程如下：

覆箔板-->下料-->烘板（防止变形）-->制模-->洗净、烘干-->贴膜(或网印) —>曝光显影(或抗腐蚀油墨) -->蚀刻-->去膜--->电气通断检测-->清洁处理-->网印阻焊图形（印绿油）-->固化-->网印标记符号-->固化-->钻孔-->外形加工-->清洗干燥-->检验-->包装-->成品。

双面板的基本制造工艺流程如下：

近年来制造双面孔金属化印制板的典型工艺是SMOBC法和图形电镀法。在某些特定场合也有使用工艺导线法。

1、图形电镀工艺流程

覆箔板-->下料-->冲钻基准孔-->数控钻孔-->检验-->去毛刺-->化学镀薄铜-->电镀薄铜-->检验-->刷板-->贴膜(或网印)-->曝光显影(或固化)-->检验修板---->图形电镀(Cn十Sn／Pb)-->去膜-->蚀刻-->检验修板-->插头镀镍镀金-->热熔清洗-->电气通断检测-->清洁处理-->网印阻焊图形-->固化-->网印标记符号-->固化-->外形加工 -->清洗干燥-->检验-->包装-->成品。

流程中“化学镀薄铜 --> 电镀薄铜”这两道工序可用“化学镀厚铜”一道工序替代，两者各有优缺点。图形电镀--蚀刻法制双面孔金属化板是六、七十年代的典型工艺。八十年代中裸铜覆阻焊膜工艺(SMOBC）逐渐发展起来，特别在精密双面板制造中已成为主流工艺。

2、裸铜覆阻焊膜（SMOBC）工艺

SMOBC板的主要优点是解决了细线条之间的焊料桥接短路现象，同时由于铅锡比例恒定，比热熔板有更好的可焊性和储藏性。

制造SMOBC板的方法很多，有标准图形电镀减去法再退铅锡的SMOBC工艺；用镀锡或浸锡等代替电镀铅锡的减去法图形电镀SMOBC工艺；堵孔或掩蔽孔法SMOBC工艺；加成法SMOBC工艺等。下面主要介绍图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺和堵孔法SMOBC工艺流程。

图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺法相似于图形电镀法工艺。只在蚀刻后发生变化。 双面覆铜箔板-->按图形电镀法工艺到蚀刻工序-->退铅锡-->检查---->清洗--->阻焊图形-->插头镀镍镀金-->插头贴胶带-->热风整平---->清洗--->网印标记符号--->外形加工--->清洗干燥--->成品检验-->包装-->成品。

堵孔法主要工艺流程如下：

双面覆箔板-->钻孔-->化学镀铜-->整板电镀铜-->堵孔-->网印成像(正像)-->蚀刻-->去网印料、去堵孔料-->清洗-->阻焊图形-->插头镀镍、镀金-->插头贴胶带-->热风整平-->下面工序与上相同至成品。

此工艺的工艺步骤较简单、关键是堵孔和洗净堵孔的油墨。

在堵孔法工艺中如果不采用堵孔油墨堵孔和网印成像，而使用一种特殊的掩蔽型干膜来掩盖孔，再曝光制成正像图形，这就是掩蔽孔工艺。它与堵孔法相比，不再存在洗净孔内油墨的难题，但对掩蔽干膜有较高的要求。

SMOBC工艺的基础是先制出裸铜孔金属化双面板，再应用热风整平工艺。 PCB工程制作

对于PCB印制板的生产来说，因为许多设计者并不了解线路板的生产工艺，所以其设计的线路图只是最基本的线路图，并无法直接用于生产。因此在实际生产前需要对线路文件进行修改和编辑，不仅需要制作出可以适合本厂生产工艺的菲林图，而且需要制作出相应的打孔数据、开模数据，以及对生产有用的其它数据。它直接关系到以后的各项生产工程。这些都要求工程技术人员要了解必要的生产工艺，同时掌握相关的软件制作，包括常见的线路设计软件如：Protel、Pads2000、Autocad等等，更应熟悉必要的CAM软件如：View2001、CAM350；GCCAM等等，CAM应包括有PCB设计输入，可以对电路图形进行编辑、校正、修理和拼版，以磁盘为介质材料，并输出光绘、钻孔和检测的自动化数据。jianhedz.com

PCB工程制作的基本要求

PCB工程制作的水平，可以体现出设计者的设计水准，也可以反映出印制板生产厂家的生产工艺能力和技术水平。同时由于PCB工程制作融计算机辅助设计和辅助制造于一体，要求极高的精度和准确性，否则将影响到最终板载电子品的电气性能，严重时可能引起差错，进而导致整批印制板产品报废而延误生产厂家合同交货时间，并且蒙受经济损失。因此作为PCB工程制作者，必须时刻谨记自身的责任重大，切勿掉以轻心，务必仔细、认真、再仔细、再认真。在处理PCB设计文件时，应该仔细检查：

接收文件是否符合设计者所制定的规则？能否符合PCB制造工艺要求？有无定位标记？

线路布局是否合理？线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，能否满足生产要求。元件在二维、三维空间上有无冲突？

印制板尺寸是否与加工图纸相符？后加在PCB图形中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。

对一些不理想的线形进行编辑、修改。

在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。等等…

光绘数据的产生 1、拼版

PCB设计完成因为PCB板形太小，不能满足生产工艺要求，或者一个产品由几块PCB组成，这样就需要把若干小板拼成一个面积符合生产要求的大板，或者将一个产品所用的多个PCB拼在一起而便于生产电装。前者类似于邮票板，它既能够满足PCB生产工艺条件也便于元器件电装，在使用时再分开，十分方便；后者是将一个产品的若干套PCB板拼装在一起，这样便于生产，也便于对一个产品齐套，清楚明了。

2、光绘图数据的生成

PCB板生产的基础是菲林底版。早期制作菲林底版时，需要先制作出菲林底图，然后再利用底图进行照相或翻版。底图的精度必须与印制板所要求的一致，并且应该考虑对生产工艺造成的偏差进行补偿。底图可由客户提供也可由生产厂家制作，但双方应密切合作和协商，使之既能满足用户要求，又能适应生产条件。在用户提供底图的情况下，厂家应检验并认可底图，用户可以评定并认可原版或第一块印制板产品。底图制作方法有手工绘制、贴图和CAD制图。随着计算机技术的发展，印制板CAD技术得到极大的进步，印制板生产工艺水平也不断向多层，细导线，小孔径，高密度方向迅速提高，原有的菲林制版工艺已无法

满足印制板的设计需要，于是出现了光绘技术。使用光绘机可以直接将CAD设计的PCB图形数

据文件送入光绘机的计算机系统，控制光绘机利用光线直接在底片上绘制图形。然后经过显影、定影得到菲林底版。使用光绘技术制作的印制板菲林底版，速度快，精度高，质量好，而且避免了在人工贴图或绘制底图时可能出现的人为错误，大大提高了工作效率，缩短了印制板的生产周期。使用我公司的激光光绘机，在很短的时间内就能完成过去多人长时间才能完成的工作，而且其绘制的细导线、高密度底版也是人工操作无法比拟的。按照激光光绘机的结构不同，可以分为平板式、内滚桶式（Internal Drum）和外滚桶式（External Drum）。宇之光公司的系列光绘机产品均为国际流行的外滚筒式。jianhedz.com

光绘机使用的标准数据格式是Gerber-RS274格式，也是印制板设计生产行业的标准数据格式。Gerber格式的命名引用自光绘机设计生产的先驱者---美国Gerber公司。

光绘图数据的产生，是将CAD软件产生的设计数据转化称为光绘数据（多为Gerber数据），经过CAM系统进行修改、编辑，完成光绘预处理（拼版、镜像等），使之达到印制板生产工艺的要求。然后将处理完的数据送入光绘机，由光绘机的光栅（Raster）图象数据处理器转换成为光栅数据，此光栅数据通过高倍快速压缩还原算法发送至激光光绘机，完成光绘。

3、光绘数据格式

光绘数据格式是以向量式光绘机的数据格式Gerber数据为基础发展起来的，并对向量式光绘机的数据格式进行了扩展，并兼容了HPGL惠普绘图仪格式，Autocad DXF、TIFF等专用和通用图形数据格式。一些CAD和CAM开发厂商还对Gerber数据作了扩展。

以下对Gerber数据作一简单介绍：

Gerber数据的正式名称为Gerber RS-274格式。向量式光绘机码盘上的每一种符号，在Gerber数据中，均有一相应的D码（D-CODE）。这样，光绘机就能够通过D码来控制、选择码盘，绘制出相应的图形。将D码和D码所对应符号的形状，尺寸大小进行列表，即得到一D码表。此D码表就成为从CAD设计，到光绘机利用此数据进行光绘的一个桥梁。用户在提供Gerber光绘数据的同时，必须提供相应的D码表。这样，光绘机就可以依据D码表确定应选用何种符号盘进行曝光，从而绘制出正确的图形。

在一个D码表中，一般应该包括D码，每个D码所对应码盘的形状、尺寸、以及该码盘的曝光方式。以国内最常用的电子CAD软件Protel的某D码表为例，其扩展名为.APT，为ACSII文件，可以用任意非文本编辑软件进行编辑。