PCB的认识与制作工艺

摘 要：PCB（Printed Circuit Board）中文名称为印刷电路板，又称印制板，是电子产品的重要部件之一。在大型电子产品的研制过程中，影响电子产品成功的最基本因素之一是该产品的印制板的设计和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个电子产品的质量和成本，甚至影响电子产品存市场音争中的音争力。随着电子技术的飞速发展，印制板从单面板到双面板、多层板，挠性板；印制板技术也由手工设计和传统制作工艺发展到计算机辅助设计与制作。现在PCB的布线密度、精度和可靠性越来越高，并相应缩小体积，减轻重量，从而保证了未来电子设备向大规模集成化和微型化的发展。

关键词：印制电路板（PCB）；印制电路；制造工艺

一、PCB基本知识

（1）PCB常用名词：印制，采用某种方法，在一个表面上再现图形和符号的工艺，通常称为“印制”；印制线路，在基板上使用印制法做出的导电图形，比如印制导线、焊盘等；覆铜板，由绝缘板和黏敷的铜箔组成，是印制板上电气连接线的原始材料；印制电路板，印制电路或印制线路加工后的板子，简称PCB。

（2）元器件面与焊接面：为了将元器件固定在PCB上面，需要将它们的引线端子直接焊在布线上。在单面板上，元器件都焊在一面，导线则都处于另一面，所以就必须先在板子上钻孔，使元件引线穿过单面板焊在另一面上。即两面分别被命名为元器件面与焊接面。

二、PCB的类型

按印制电路的分布把PCB划分为单面板、双面板和多层板；按机械性能可以分为柔性版以及刚性板。

三、导线的印制

布线原则：走向尽可能取直，以近为佳；走线要平滑自然，连接处要用圆角；双面板布线时，两面导线要避免相互平行；公共地線布置在印制线路边缘处；避免使用过多铜箔或者镂空成栅格。

四、PCB的连接

在印制板之间或与其他元件之间需要用导线采用焊接的方法进行连接。导线焊接时的注意事项：印制板上的焊点最好引到板的边缘处；导线应穿过印制板的穿线孔，并避免焊盘和印制导线直接受力，以及避免导线因中途移动而发生折断。

五、印制电路板的制造工艺

（1）手工制造印制电路板的工艺 手工制造PCB的一道基本工序是将设计好的PCB图转印到覆铜板上。最简单的有效的方法——蚀刻法，利用防护性的抗蚀材料在覆铜板上形成图形，不需要的铜箔随化学腐蚀而被去掉。腐蚀结束后，将抗蚀层清洗掉，从而就能看到应有图形。

（2）工厂制作印制电路板的生产工艺 工厂生产印制电路板需要经过繁杂的工序。在生产过程中，每项技术都有明确的操作方法，除制作底片外，孔金属化及图形电镀蚀刻是生产的关键。印制电路原版底图的制作方法：对印制电路板来说，用什么方法都必须满足质量要求的1：1原版底片，同时还要将原版底片翻新为生产底片，原版底片的来源有两种，一种是制作照相底图，拍照后得到原版底片，一种是利用计算机辅助系统和光绘机直接绘出原版底片，PCB的印制及蚀刻及工艺：制抗蚀或电镀的掩模图形有两种通用方法：丝网漏印法和感光干膜法。丝网漏印法一般用于批量较大、单精度低的单面或双面PCB生产，便于自动化。而感光干膜法主要是提高生产效率、简化工艺、提高制板质量等方面。

六、印制电路板的质量检验

（1）目视检验 目视检验是利用人的肉眼简单的进行一些检查，如表面的凹痕、麻坑、划痕等。更重要的是检查焊孔是否在焊盘中心、导线图形的完整性。

（2）过孔的连通性 针对多层电路板要进行连通性检验，目的是查明PCB图形是否具有连通性。

（3）电路板的绝缘电阻 绝缘电阻是印制电路板绝缘部件对外加直流电压所表现出的一种电阻。选择两根或多根间距紧密、绝缘的导线，先测量其间的绝缘电阻，在加湿热一个周期（箱内相对湿度约为100%，温度约为45摄氏度，放置十个小时到两天）后，置于室内一小时，再测量它们之间的绝缘电阻。

（4）焊盘的可焊性 可焊性是用来测量元器件焊接到印制电路板上时焊锡对印制图形的润湿能力，一般用润湿、半润湿、不润湿来表示。润湿，焊料在导线和焊盘上可自由流动及扩展，形成粘附性连接。半润湿，焊料先润湿焊盘的表面，后因润湿不当，在焊盘一些不规则的地方形成了焊锡球。不润湿，焊料在表面堆积，但并没有和焊盘表面形成粘附性连接。

七、印制电路板的手工制作方法

手工自制印制电路板的方法主要有描图法（用油漆）、贴图法、铜箔粘贴法、刀刻法等。一般采用的是描图法。描图法的制作过程是：1.裁板，按实际尺寸裁剪覆铜板。2.清板，除去板的四周毛刺以及污垢。3.印图，用复写纸将以设计好的印制图印在覆铜板上。4.描图，用稀稠适中的调和漆进行描图，后置于室内晾干。5.修整，趁油漆未完全干透进行修整，覆铜板上的毛刺和多余的油漆刮掉。6.腐蚀，当油漆干好后，把板放到腐蚀液中，待板表面需要腐蚀的地方完全腐蚀后，取出并用清水冲洗。7.除漆。先用刀片刮掉漆膜，再用香蕉水清除漆膜。8.打孔，对要求精度较高的孔，最好先打样孔，打孔时用力不宜过大、过快，以免造成孔移位和折断钻头。9.修板，用细砂纸清除板上的毛刺，再用碎布擦净污物，用水冲洗后晾干。10.涂助焊剂，当板晾干后，立即涂上松香水（松香酒精溶液）。

总之，PCB是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。印制电路板作为电子零件装载的基板和关键互连件，任何电子设备或产品均需配备。其下游产业涵盖范围相当广泛，涉及一般消费性电子产品、信息、通信、医疗，甚至航天科技产品等领域。随着科学技术的发展，各类产晶的电子信息化处理需求逐步增强，新兴电子产品不断涌现，使PCB产品的用途和市场不断扩展。

参考文献

[1]王成安，龙立钦主编。电子工艺与实训简明教程[M].北京：科学出版社

[2]任枫轩，李伟主编，PCB设计与制作[M]，机械工业出版社

[3]曾峰等编著，印刷电路板（PCB）设计与制作[M]，电子工业出版社

作者简介

邓杭（1995-），男，四川省武胜县人，南充市顺庆区西华师范大学 电子信息科学与技术专业，本科生。

（作者單位：西华师范大学）