印制電路板制造和原型指南

無論多么復(fù)雜，幾乎所有您能想到的電子產(chǎn)品都可以找到印刷電路板。從移動(dòng)設(shè)備到車庫(kù)門開啟器，印刷電路板（PCB）是我們享受當(dāng)今技術(shù)便利的手段的核心。

當(dāng)然，電子設(shè)備的使用不僅僅是方便。印刷電路板還用于醫(yī)療設(shè)備，計(jì)算機(jī)工業(yè)機(jī)械，運(yùn)輸方式以及許多其他領(lǐng)域。沒有印刷電路板，我們周圍的大多數(shù)世界將大不相同。

盡管印刷電路板已經(jīng)存在了100多年，但它們及其提供的可能性仍在不斷發(fā)展。隨著材料和技術(shù)的變化，PCB仍在變得越來越小，即使它們能夠做得更多。盡管通常很難相信當(dāng)今技術(shù)的能力，但事實(shí)是它基于一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的概念：電氣組件之間的導(dǎo)電性。讓我們看一下PCB的制造過程，這對(duì)于原型PCB和生產(chǎn)PCB都是相似的。

PCB制造工藝

1.創(chuàng)建基材。

印刷電路板的“基材”或基礎(chǔ)層是由內(nèi)襯銅箔層的軋制玻璃纖維制成的。玻璃纖維（和類似材料）不會(huì)干擾PCB的運(yùn)行，但能夠有效地電鍍并在其上安裝組件（稍后會(huì)詳細(xì)介紹）。

2.準(zhǔn)備基板。

一旦開始了PCB制造過程，就必須準(zhǔn)備好基板以用于其組件和導(dǎo)體的應(yīng)用和組裝。根據(jù)印刷電路板的復(fù)雜性和設(shè)計(jì)，通常需要鉆很多孔-有些可以導(dǎo)電電鍍，有些則不能。這些孔的目的可能是允許在電路板的不同側(cè)面，不同的電路板層之間進(jìn)行連接，或者用于安裝組件（在“通孔安裝”電路板上-再次，在后面的術(shù)語(yǔ)中還會(huì)有更多說明）。

3.創(chuàng)建模式。

在添加組件之前，必須在基板的銅箔表面上創(chuàng)建PCB圖案。在此步驟中，首先將UV光敏材料粘貼到基板的整個(gè)表面。然后，將具有PCB預(yù)期圖案的模版放在基板的頂部，然后將其暴露于UV光以“激活”光敏材料。該材料變得可溶，然后容易溶解，從而使銅箔露出所需的PCB圖案。從這里開始，將一層薄薄的附加銅層電鍍到裸露的銅箔上，然后覆蓋一層保護(hù)性錫涂層。然后，除去剩余的未保護(hù)的銅箔。

4.中間步驟。

在連接或安裝電子組件之前，需要進(jìn)行一些中間準(zhǔn)備過程。在PCB圖案的邊緣添加了觸點(diǎn)，并從銅鍍層上去除了保護(hù)性的錫涂層。電路板也暫時(shí)用環(huán)氧樹脂密封，因此在組裝過程中不會(huì)損壞圖案。

5.安裝組件。

電子組件（例如，微芯片）通過以下兩種方式之一連接或安裝到PCB：在表面安裝過程中，將組件直接焊接到板上，與電路直接接觸。在通孔過程中，將組件連接到板的與導(dǎo)電電路相反的一側(cè)，并通過細(xì)線連接到另一側(cè)（在步驟2中較早地鉆出的通孔）并焊接在其中與電路接觸。

6.整理過程。

一旦正確安裝了所有組件，PCB將經(jīng)過質(zhì)量測(cè)試，然后在運(yùn)輸前用塑料包裝以提供保護(hù)。

PCB類型

前面我們討論了表面安裝和通孔PCB，這是兩種主要的組件類型。PCB之間也有其他差異，具體取決于它們的尺寸和所需的功能：

l單面PCB：

與其他類型相比，最簡(jiǎn)單的類型。單面PCB在基板的一側(cè)具有電路。

l雙面PCB：

比單面PCB更復(fù)雜。在雙面PCB上，電路的復(fù)雜性或組件的數(shù)量都無法適應(yīng)基板的單面，因此上述過程都在雙面上進(jìn)行。

l多層PCB：

最復(fù)雜的印刷電路板類型。多層PCB可以看作是連接的多個(gè)PCB（盡管它們實(shí)際上是一個(gè)由多層構(gòu)造的基板）。通過鉆孔和電線在電路之間形成連接。多層PCB是針對(duì)更復(fù)雜電路的簡(jiǎn)化解決方案，每一層都能夠處理特定的功能或要求。

PCB原型

數(shù)量驚人的印刷電路板制造商不提供PCB原型服務(wù)。無論他們是覺得不需要，沒有設(shè)備能力還是不想縮短生產(chǎn)周期，事實(shí)都是PCB的原型制作與實(shí)際生產(chǎn)過程幾乎一樣重要。不管PCB的相對(duì)復(fù)雜性如何，該過程始終非常復(fù)雜。通過原型測(cè)試可以并且應(yīng)該在生產(chǎn)之前進(jìn)行，以確保PCB的功能符合預(yù)期。

原型制作可以在PCB制造中受益的領(lǐng)域包括：

創(chuàng)建電路圖案模具：

如果工廠的機(jī)械無法正確地制作圖案模具（例如，由于無法滿足極小的公差），則將無法正確制造電路板。

組件功能：

通過對(duì)PCB進(jìn)行原型制作，可以確保所有連接都能正常工作，并且組件可以正常工作，而不會(huì)產(chǎn)生干擾或一致性問題。

電路板配置和布局：

PCB原型使您可以實(shí)際了解電路板的功能。您可能會(huì)決定需要雙面板而不是單面板，反之亦然。看到電路板的物理示意圖可能會(huì)說明不同的，更優(yōu)化的電路和組件布局方式?？紤]到生產(chǎn)錯(cuò)誤可能產(chǎn)生的成本，對(duì)PCB原型進(jìn)行投入絕對(duì)不是一個(gè)壞主意。

確保與擁有專業(yè)知識(shí)和能力的PCB和PCB原型供應(yīng)商合作，以指導(dǎo)您完成原型制作過程，并可以協(xié)助設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。在這樣一個(gè)注重細(xì)節(jié)的過程中，知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的重要性不可低估。