PCB（Printed Circuit Board，印制電路板）工藝是現(xiàn)代電子產(chǎn)品制造的核心技術(shù)之一，幾乎所有電子設(shè)備都依賴PCB作為電路連接和元器件安裝的基礎(chǔ)載體。其工藝涉及材料科學(xué)、精密加工、化學(xué)處理等多個(gè)領(lǐng)域，直接影響電子產(chǎn)品的性能、可靠性和成本。以下是PCB工藝的關(guān)鍵要點(diǎn)及其在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用：

一、PCB的基本結(jié)構(gòu)與作用

PCB通過絕緣基材（如FR-4、陶瓷、柔性材料等）和導(dǎo)電銅箔層壓形成，實(shí)現(xiàn)以下功能：

• 電氣連接：通過銅導(dǎo)線（走線）實(shí)現(xiàn)元器件之間的信號(hào)傳輸。

• 機(jī)械支撐：固定元器件并提供物理結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

• 散熱：通過銅層和基材分散電子元器件產(chǎn)生的熱量。

二、PCB制造核心工藝流程

1. 基材準(zhǔn)備

• 基板選擇：常用FR-4（玻璃纖維環(huán)氧樹脂）、高頻材料（如PTFE）、柔性材料（如聚酰亞胺）。

• 覆銅層壓：將銅箔通過熱壓工藝貼合到基材表面。

2. 圖形轉(zhuǎn)移（光刻工藝）

• 內(nèi)層制作（多層板適用）：

  • 涂覆光刻膠：在銅箔上覆蓋感光材料。

  • 曝光與顯影：通過紫外光照射掩膜版（Gerber文件生成），將電路圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上。

  • 蝕刻：用化學(xué)藥液（如酸性氯化銅）去除未被保護(hù)的銅，形成導(dǎo)電線路。

  • 退膜：清除剩余光刻膠。

3. 層壓（多層板）

• 將內(nèi)層板、半固化片（Prepreg）和銅箔按設(shè)計(jì)堆疊，高溫高壓下壓合成多層結(jié)構(gòu)。

4. 鉆孔

• 機(jī)械鉆孔：使用鉆頭在板上打孔（通孔、盲孔、埋孔）。

• 激光鉆孔（HDI板）：用于微小孔徑（<0.1mm）的高密度互連。

5. 孔金屬化（電鍍）

• 化學(xué)沉銅：在孔壁沉積薄銅層，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電。

• 電鍍銅：加厚孔壁銅層，確保電氣連通性。

6. 外層圖形與蝕刻

• 重復(fù)光刻工藝，制作外層電路，并通過蝕刻形成最終線路。

7. 表面處理

• 保護(hù)焊盤并提高焊接性，常用工藝：

  • 噴錫（HASL）：傳統(tǒng)工藝，成本低。

  • 沉金（ENIG）：平整表面，適合高密度焊盤。

  • OSP（有機(jī)保護(hù)膜）：環(huán)保，但保存時(shí)間短。

  • 沉銀/沉錫：用于高頻或特殊場(chǎng)景。

8. 阻焊與絲印

• 阻焊層（Solder Mask）：覆蓋非焊接區(qū)域，防止短路，通常為綠色或其他顏色。

• 絲印層（Silkscreen）：印刷元器件標(biāo)識(shí)、極性符號(hào)等。

9. 測(cè)試與檢驗(yàn)

• AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）：檢查線路缺陷。

• 飛針測(cè)試/電測(cè)：驗(yàn)證電路連通性。

• X射線檢測(cè)：檢查多層板內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

三、現(xiàn)代PCB技術(shù)趨勢(shì)

1. 高密度互連（HDI）

   • 微孔（<100μm）、盲埋孔技術(shù)，支持5G、智能手機(jī)等超薄高集成設(shè)備。

2. 柔性與剛?cè)峤Y(jié)合板（FPC/Rigid-Flex）

   • 用于可穿戴設(shè)備、折疊屏手機(jī)等需要彎曲的場(chǎng)景。

3. 高頻高速材料

   • 低介電常數(shù)（Dk）和損耗因子（Df）材料（如Rogers系列），滿足5G毫米波、雷達(dá)需求。

4. 先進(jìn)封裝集成

   • 嵌入式元件（埋阻、埋容）、IC載板（如FC-BGA）與PCB一體化。

5. 綠色制造

   • 無鉛工藝、低化學(xué)污染蝕刻液、回收銅箔技術(shù)。

四、PCB在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用

• 消費(fèi)電子：手機(jī)、電腦、智能家居（多層HDI板）。

• 通信設(shè)備：基站天線、光模塊（高頻PCB）。

• 汽車電子：ADAS系統(tǒng)、電池管理（高可靠性、耐高溫板）。

• 醫(yī)療設(shè)備：便攜監(jiān)測(cè)儀、影像設(shè)備（高精度柔性板）。

• 工業(yè)控制：工控機(jī)、機(jī)器人（厚銅板、抗干擾設(shè)計(jì)）。

五、總結(jié)

PCB工藝的進(jìn)步直接推動(dòng)了電子產(chǎn)品的微型化、高性能化和多功能化。隨著5G、AIoT、新能源汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，PCB技術(shù)將持續(xù)向高密度、高頻高速、柔性化方向突破，同時(shí)兼顧環(huán)保與成本優(yōu)化，成為電子工業(yè)不可或缺的基石。