PCB (Printed Circuit Board)、中国語名はプリント回路基板、プリント基板とも呼ばれ、重要な電子部品であり、電子部品の支持体です。電子印刷によって製造されるため、「プリント」回路基板と呼ばれます。
PCBS が登場する前は、回路はポイントツーポイント配線で構成されていました。この方法の信頼性は非常に低くなります。回路が老朽化すると、線路の破断により線路ノードが断線したり短絡したりするからです。ワイヤー巻線技術は回路技術の大きな進歩であり、接続点のポールに細径のワイヤーを巻き付けることで、ラインの耐久性と交換性を向上させます。
エレクトロニクス産業が真空管やリレーからシリコン半導体や集積回路へと進化するにつれて、電子部品のサイズと価格も低下しました。電子製品は消費者分野でますます登場しており、メーカーはより小型でコスト効率の高いソリューションを探すようになっています。こうしてPCBが誕生しました。
プリント基板の製造工程
PCBの生産は非常に複雑で、4層プリント基板を例にとると、その生産プロセスには主にPCBレイアウト、コア基板の生産、内部PCBレイアウトの転写、コア基板の穴あけと検査、積層、穴あけ、穴壁の銅化学析出が含まれます。 、外部 PCB レイアウト転写、外部 PCB エッチングおよびその他のステップ。
1、PCBレイアウト
PCB 生産の最初のステップは、PCB レイアウトを整理して確認することです。PCB 製造工場は PCB 設計会社から CAD ファイルを受け取り、各 CAD ソフトウェアは独自のファイル形式を持っているため、PCB 工場はそれらを統一形式 (Extended Gerber RS-274X または Gerber X2) に変換します。次に、工場のエンジニアは、PCB レイアウトが生産プロセスに適合しているか、欠陥やその他の問題がないかを確認します。
2、コアプレート製作
銅クラッド板を清掃してください。ゴミが付着していると、最終回路のショートや断線につながる可能性があります。
8 層 PCB: 実際には 3 枚の銅被覆プレート (コア プレート) と 2 枚の銅フィルムで構成され、半硬化シートで接着されています。生産順序は中央のコアプレート（4～5層のライン）から始まり、常に積み重ねられて固定されます。4 層 PCB の製造も同様ですが、1 枚のコア基板と 2 枚の銅フィルムのみを使用します。
3、内部PCBレイアウト転送
まず、一番中央のコア基板(Core)を2層作ります。洗浄後、銅張プレートは感光性フィルムで覆われます。光が当たると膜が固化し、銅張板の銅箔上に保護膜を形成します。
2層PCBレイアウトフィルムと2層銅張りプレートは、最終的に上層PCBレイアウトフィルムに挿入され、PCBレイアウトフィルムの上層と下層が正確に積層されるようにします。
増感剤は銅箔上の感光膜に UV ランプを照射します。透明なフィルムの下には感光性フィルムが硬化していますが、不透明なフィルムの下にはまだ硬化した感光性フィルムがありません。硬化した感光性フィルムの下に覆われた銅箔は、必須の PCB レイアウト ラインであり、マニュアル PCB のレーザー プリンターのインクの役割と同等です。
次に、未硬化の感光性フィルムをアルカリ溶液で洗浄すると、必要な銅箔ラインが硬化した感光性フィルムで覆われます。
不要な銅箔は、NaOH などの強アルカリでエッチング除去されます。
硬化した感光性フィルムを剥がして、PCB レイアウト ラインに必要な銅箔を露出させます。
4、コアプレートの穴あけと検査
コアプレートの作成に成功しました。次に、他の原材料との位置合わせを容易にするために、コアプレートに対応する穴を開けます。
コア基板が PCB の他の層と一緒にプレスされると、修正することができないため、検査は非常に重要です。機械は自動的に PCB レイアウト図面と比較してエラーをチェックします。
5.ラミネート
ここでは、半硬化シートと呼ばれる新しい原料が必要になります。これは、コア基板とコア基板（PCB層数>4）、およびコア基板と外側の銅箔の間の接着剤であり、また、その役割も果たします。断熱材の。
あらかじめ下側の銅箔と2層の半硬化シートを位置合わせ穴と下側の鉄板を通して固定し、作成したコアプレートも位置合わせ穴に置き、最後に2層の半硬化シートを固定します。シート、銅箔の層、および加圧されたアルミニウム板の層が順にコアプレート上に覆われます。
鉄板でクランプされたプリント基板はブラケット上に置かれ、真空ホットプレスに送られてラミネートされます。真空ホットプレスの高温により半硬化シート内のエポキシ樹脂が溶け、コアプレートと銅箔が圧力下で一緒に保持されます。
ラミネートが完了したら、PCB を押さえている上部の鉄板を取り外します。次に、加圧されたアルミニウム プレートが取り外されます。アルミニウム プレートは、さまざまな PCBS を隔離し、PCB 外層の銅箔が滑らかであることを保証する役割も果たします。このとき、取り出した基板の両面は平滑な銅箔で覆われます。
6. 穴あけ
PCB 内の 4 層の非接触銅箔を相互に接続するには、まず上部と下部に穴を開けて PCB を開け、次に穴の壁を金属化して電気を伝導します。
X 線ボール盤は、内側のコア ボードの位置を特定するために使用されます。機械は自動的にコア ボード上の穴を見つけて位置を特定し、次の穴あけが基板の中心を確実に通過するように PCB 上の位置決め穴をパンチします。穴。
パンチマシン上にアルミニウムシートの層を置き、その上に PCB を置きます。効率を向上させるために、PCB 層の数に応じて、1 ～ 3 枚の同一の PCB 基板を重ねて穿孔します。最後に、アルミニウム板の層が上部 PCB 上で覆われます。アルミニウム板の上下の層は、ドリルビットで穴を開けたり穴を開けたりするときに、PCB 上の銅箔が破れないようにします。
前回のラミネート工程では、溶けたエポキシ樹脂が基板の外側にはみ出していたので、これを除去する必要がありました。プロファイルフライス盤は、正しい XY 座標に従って PCB の外周を切断します。
7.細孔壁の銅の化学析出
ほとんどすべての PCB 設計では、異なる層の配線を接続するために穴が使用されているため、良好な接続を実現するには、穴の壁に 25 ミクロンの銅膜が必要です。この厚さの銅膜は電気めっきによって実現する必要がありますが、穴の壁は非導電性エポキシ樹脂とグラスファイバーボードで構成されています。
したがって、最初のステップは、穴壁に導電性材料の層を堆積し、化学蒸着によって穴壁を含む PCB 表面全体に 1 ミクロンの銅膜を形成することです。薬液処理や洗浄などの全工程を機械で制御します。
固定基板
クリーンなPCB
PCBの出荷
8、外部 PCB レイアウト転送
次に、外側の PCB レイアウトが銅箔に転写されます。このプロセスは、前の内側のコア PCB レイアウトの転写原理と似ています。つまり、コピーしたフィルムと感光性フィルムを使用して PCB レイアウトを銅箔に転写します。唯一の違いは、ポジフィルムが基板として使用されることです。
内部PCBレイアウト転写はサブトラクション方式を採用し、基板はネガフィルムを使用しています。PCB をライン用の固化した写真フィルムで覆い、未固化の写真フィルムを洗浄し、露出した銅箔をエッチングし、PCB レイアウト ラインを固化した写真フィルムで保護して残します。
外周基板レイアウト転写は通常の方法を採用し、基板はポジフィルムを使用します。PCB は、非ライン領域の硬化した感光性フィルムで覆われます。未硬化の感光性フィルムを洗浄した後、電気メッキが行われる。皮膜がある場合は電気めっきができず、皮膜がない場合は銅めっき、錫めっきとなります。膜を除去した後、アルカリエッチングを行い、最後に錫を除去する。基板は錫で保護されているため、ラインパターンが残ります。
PCB をクランプし、その上に銅を電気めっきします。前述したように、穴に十分な導電性を確保するには、穴壁に電気めっきされる銅膜の厚さを 25 ミクロンにする必要があるため、システム全体がコンピューターによって自動的に制御され、その精度が保証されます。
9、外側PCBエッチング
エッチング プロセスは、完全に自動化されたパイプラインによって完了します。まず、PCB 基板上の硬化した感光性フィルムを洗浄します。その後、強アルカリで洗浄し、表面に覆われた不要な銅箔を除去します。次に、PCB レイアウトの銅箔上の錫コーティングを剥離液で除去します。洗浄後、4 層 PCB レイアウトが完了します。