设计PCB（印刷电路板）的复杂过程从基本概念开始，以完整功能的PCB组件结束。首先使用原理图记录网络连接，随后PCB设计师在设计限制内优化电性能，将电路布局。部件焊接到板上并完成测试和验证后，电路板装配成系统。

从构想到完成，电路板的制作需要准确遵循几个复杂的步骤。这个过程中最重要却常被忽视的方面之一是裸板的制造。除了设计团队，电路板的加工过程对大多数人来说既神秘又陌生。而设计阶段由于使用复杂的软件程序备受关注，制造阶段因为成品的诞生而备受赞誉。

要理解电路板的起源及其组装的过程，我们必须首先了解PCB制造过程。以此，我们将明确制造高质量电路板所需的一切，使制造商可以无缝组装。

PCB制造的基本条件

PCB加工是制造形成最终PCB装配基础的裸板。为了实现这一目标，在生产空白板之前需要编制详尽的设计元素清单。以下是加工开始前必须确认的一些关键方面及板制造商要求的信息：

电路板规格

在开始PCB设计之前，设计团队必须与合作制造商定义板的物理规格和配置。这些信息对设计布局和选择合适的PCB加工制造商至关重要。关键信息包括：

层堆叠和板配置：所需的层数和类型。

控制阻抗层：信号完整性和阻抗控制的规格。

最小迹线宽度和间距：用于电气性能和可制造性。

过孔类型和结构：包括通孔、盲孔和埋孔。

铜平衡：用于确保均匀的铜分布以避免翘曲。

PCB面板化考虑：优化布局以提高制造效率。

最终PCB设计

设计应完整，以确保PCB制造的正确性。若元件的更新未同步原理图和布局，可能会影响焊盘尺寸并需返工或修订。设计最终敲定和准备制造前需检查的项目包括：

全面工程审查：电路必须经过全面审查。

原理图和布局同步：所有数据库必须更新并同步。

元件布局和网络表：所有元件必须布置完毕，所有连接必须布线完毕。

优化：电路模拟、信号完整性和电源完整性分析。

设计规则检查：运行DRC并纠正所有错误，确保无违规。

物料清单审查：检查列出零件的现有性和准确性。

制造规则：包含DFM规则，确保无装配错误。

完整的设计数据

一旦设计完全开发并可访问，便生成加工和装配数据文件，发送给合同制造商。他们将用这些文件进行设计审查，并将文件转发给加工制造商以获取报价并开始生产。

通过满足这些基本要求，即可确保顺利高效的PCB加工，从而为成功的最终印刷电路板装配奠定基础。

PCB制造过程：如何制造裸板？

准备好所有必要的设计信息和数据后，开始生产裸板。有多种电路板加工类型，包括单面板、高密度多层设计和柔性电路。以下是标准多层电路板的加工步骤。

创建电路图像

电路板加工过程的第一步是将CM提供的文件中的PCB设计电路图像数据转移到板上。通常这数据使用常见的Gerber文件格式，以及其他格式和数据库。转移图像数据至板上有两种方法：

光绘：这是自大规模生产电路板以来使用的标准成像过程。精密光绘仪在胶片上生成电路图像，随后这些图像作为加工中图像印刷的模板。

直接成像：使用激光直接将电路图像打印到电路板上，省去了光绘。这相比胶片有一定优势，如更高精度、无对准问题、不需定期清洁和更换磨损的胶片。然而，每层需单独激光打印，使其更昂贵。

多层PCB结构

多层PCB由多层介电材料和金属导体构成，每对层由介电芯材料（通常是环氧树脂和玻纤，俗称FR-4）和两层铜箔组成。虽然其他介电材料也可用，但FR-4仍是制作PCB最常用的芯材。

多层PCB通过层叠多层薄型双面板的同样芯结构，与其他芯结构层叠成整体板。必须严格控制每层的宽度和铜重量，各层之间的对准必须准确，以保证良好成品。

内层电路加工

内层电路图像打印到内层芯材是制作PCB的第一步。内层制造包括以下步骤：

涂覆光致抗蚀剂：将一层光致抗蚀材料铺在芯材的铜箔上。

曝光：利用光绘或激光，将光致抗蚀剂暴露在紫外光下。仅在铜电路区域（垫和迹线）曝光，光致抗蚀剂在电路图案上固化。

蚀刻：之后蚀刻掉铜层，仅留下光致抗蚀剂覆盖的铜区。

剥离：然后剥离光致抗蚀剂，仅剩下预期的铜电路。

完成所有这些步骤后，内层芯材通过AOI系统检验缺陷。每对内层成功通过这一序列后，将准备层叠成完整的电路板。

层叠层压

将层对层叠在一起制成PCB "三明治"。在每对层之间插入一张"预浸料"以辅助层之间的粘合。预浸料是浸渍环氧树脂的玻纤材料，在层压过程中加热和加压下熔化。预浸料冷却后，将层对粘合在一起。在这一步，每层电路的正确对准必须完美。然后加热和加压将各层层压成一块电路板。

钻孔

加工过程的下一步是为元件安装孔、通孔和任何机械特征的非金属孔钻孔。大多数通孔需要电镀以导电。这些通孔通常比指定的完成孔径大0.005"以便电镀。如果设计中有盲孔和埋孔或激光钻的微孔，则需在最终层叠之前单独钻和层压。这些复杂的过孔增加了加工成本，但可能是高密度互连或改进电气性能所需。

使用化学和机械方法清理孔以去除树脂污迹和钻屑。然后化学镀一层薄铜在整个暴露表面，包括钻孔内，以提供电镀附加铜的金属基底，无论是孔内还是外层。

构建上下层电路

现在，板已准备好打印上下层电路图像。这过程与内层使用的光致抗蚀剂应用类似，但有一个主要区别：电路未受保护，需电镀附加铜。

涂覆光致抗蚀剂：将光致抗蚀材料铺在板的上下表面，包括需电镀的孔。

曝光：光致抗蚀剂曝光于紫外光或激光。与内层不同，板面区域无光致抗蚀剂覆盖，除电路图案外。

清理：化学清除未曝光的光致抗蚀剂，留下裸铜电路图案。

电镀：裸露的铜电路图案上电镀附加铜，增加其金属重量。

镀锡：在铜电路图案上镀一层锡以防氧化。然后剥离光致抗蚀剂，为蚀刻做准备。

蚀刻：蚀刻去掉板上的除锡镀电路保护外的所有铜。

去锡：去除锡，留下镀铜焊盘、迹线和通孔。

上下层印制电路现在已经完工。

阻焊层、丝印和表面处理

焊盘防护涂层用于组装过程中保护版面，类似于光致抗蚀剂的应用，涂层材料应用于整个板面，只留用于焊接的金属焊盘和特征。板上的其他特征通过丝印技术标注，包括元件参考设计ator和其他标记。焊盘防护涂层和丝印油墨在烤箱中烘烤固化。

表面处理应用于电路板的暴露金属区域，表面处理保护金属，且有助于装配过程中的焊接。一种表面处理是热风整平（HASL）。在此过程中，板面首先涂助焊剂准备焊接，随后通过熔融焊锡浴。板出焊锡浴后，高压热风去除多余焊锡并平滑表面金属。

组装准备、检验和测试

PCB制造的最后一步是准备电路板组装。如果需要，电路板可以从制造面板中切割出来，或者保持在面板中，组装后再分离。分离板意味着在板轮廓处刨V槽或按轮廓切割，留出小的分离点。完成的板使用自动测试设备（针床测试夹具或飞针测试系统）测试连续性，查找任何意外的网络短路，这些问题可能使板失效。测试完成并通过所有检验后，板返回给PCB制造商进行元件组装。

需要制作PCB吗？PCBX可以帮助您！

PCB制作过程需大量密集工作。因此，为确保PCB质量、性能和寿命的期望，需选择有高度经验和对每步质量都严格把关的制造商。

PCBX是中国定制PCB生产的最有经验的服务商之一。我们坚信客户的成功决定了我们的成功，在整个PCB加工过程中注重细节。此外，通过真空包装、称重和交付，确保您的PCB订单安全、无损地到达。

我们提供快速交付PCB原型制作、大批量PCB生产和组装服务，提供快速免费报价。到目前为止，我们已为80多个国家的各种规模企业提供PCB服务，未来几年，我们希望将PCB供应到世界每个角落。