智能工厂中的自动化 PCB 制造流程

使用电子设计自动化 (EDA) 软件（如 KiCad、Eagle 或 Altium）设计电路板后，自动化 PCB 制造流程将在 PCB 制造厂继续进行，通常简称为“fab”工厂。您（通过虚拟方式）绘制出一组标准指令（通常是 RS-274X 或 RS-274X2 格式的 Gerber 文件），以及钻孔文件。然后将这些资料上传到您选择的 PCB 制造商。OSHPark 和 PCBWay 等许多供应商会提供即时报价，用于订购电路板。

制造商通常会检查上传的电路板，以确保不违反他们的设计规则，从而正确制作 PCB。这涉及到大量的自动化，但可能需要一些人工干预和/或前后移动。检查和沟通完成后，多个客户电路板被合并到一个待切割面板上。通常，这些面板被切割成工厂工艺的标准尺寸，外层为铜，内层为 FR4（玻璃纤维）基板，以实现强度和绝缘功能。

自动化 PCB 制造流程的要素

虽然本文不可能描述所有 PCB 制造商的精密工作方式，但我们可以将自动化 PCB 制造流程分成几个主要部分。请注意，为简单起见，我们将介绍双层板制造，但通过堆叠和粘合过程，可以根据需要使用更多的层。此外，尽管这种智能制造过程涉及大量的自动化，但仍需要人类来完成半成品运输、机器设置和最终检查等任务。

1.导通孔和通孔钻孔
通常，PCB 制造过程的第一步（在清洁和去毛刺操作之后）是元件通孔和导通孔钻孔。这是使用钻孔机中进行的，可以形成 100 微米的孔，比人的头发（直径大约为 150 微米）还要小。自动执行不同直径的钻头更换。

2.照片绘图和图层刻胶
为了形成 PCB 走线和铜填充区域，根据所提供的 Gerber 信息，将成品铜的负像印刷在透明板上。面板的两面都涂有一层感光膜，称为光刻胶。印刷板与面板的顶部和底部对齐，紫外灯使薄膜上没有印刷图像的区域的光刻胶硬化。通过进一步处理，洗掉未硬化的光刻胶以及下面的铜。

此时，电路板仍是整个面板的一部分，面板可能包含多种设计。在整个 PCB 制造作业过程中，许多点都要进行清洗，并且逐步执行不同的检查，包括光学过程，以便尽早处理错误。

3.电镀和化学工艺
额外的铜电镀到 PCB 上，为导通孔和通孔连接创建导电通道，并建立原始箔。可以指定不同厚度的镀铜，并仔细控制整个过程，以满足客户的要求。

4.阻焊、丝网、HASL
阻焊可保护铜走线，以液体形式涂在 PCB 的两面。在此之后，电路板被烘烤到半硬化状态，然后在两面施加透明的印刷板。暴露的阻焊使用 UV 工艺硬化，未暴露的阻焊被去除，类似于之前进行的光刻胶工艺。

然后，喷墨打印机施加一层被称为丝印的可视层，用于部件识别和其他标记目的。最后，通常执行诸如热风焊料平整 (HASL) 工艺来保护暴露的焊盘不被氧化。然后可以进行飞针探针检查，以确保 PCB 按照设计传导和阻挡电流。

5.轮廓和布线
面板上的每个 PCB 经过适当处理和检查后，由计算机控制的布线操作会切割电路板的轮廓和非通孔内部特征。这些边缘和特征不必是直的。在此过程之前，还可以对面板进行 v 形划线（部分切割成“v”形）。V 划线仅限于直线，允许客户在收到模块后将其拆开。

6.完成、包装、运输
经过最后的清洁、进一步的加工以去除布线中的瑕疵并进行检查后，PCB 可以包装并运送给客户。走到这一步，是一个很神奇的过程。

印刷电路板：流程和执行优化

虽然这令人大开眼界，但请注意，本文概述的流程是一种简化，这些操作因制造商甚至产品而异。除自动化之外，还要考虑地理套利、地缘政治、运输和许多其他因素，以全面了解如何以平价的价格生产快速周转的 PCB。

与此同时，印刷电路板已经被广泛使用了几十年，这为制造工艺的成熟提供了时间。年复一年的渐进式改进通常会产生令人难以置信的结果。下次您订购大量高质量的印刷电路板时，不仅交货快，而且价格低。至于从哪里获取高质量的零部件来安装在所说的 PCB 上，Arrow 有大量的库存，随时可以发货！