您也可以将自己选择的任何软件与一些常用的PCB设计软件一起使用，例如Altium Designer，OrCAD，Autodesk EAGLE，KiCad EDA，Pads等。

但是，请始终记住，电路板应与设计人员使用PCB设计软件创建的PCB布局严格兼容。 如果您是设计师，则应将设计电路所用的PCB设计软件版本告知合同制造商，因为它可以避免在PCB制造之前因差异而引起的问题。

设计准备就绪后，将其打印在转印纸上。确保设计适合纸张的光亮面。

在PCB制造，PCB设计等方面也有许多PCB术语。从下一页阅读一些PCB术语后，您可能会对印刷电路板有更好的了解！

也可以参考： PCB术语表（适合初学者）| PCB设计

PCB设计输出
通常，数据以一种称为扩展Gerber的文件格式（Gerber也称为RX274x）到达，这是最常用的程序，尽管也可以使用其他格式和数据库。

不同的PCB设计软件可能需要不同的Gerber文件生成步骤，它们都对综合的重要信息进行编码，包括铜跟踪层，钻孔图，组件符号和其他参数。

将PCB的设计版图输入Gerber Extended软件后，将检查设计的所有不同方面，以确保没有错误。

经过全面检查后，完成的PCB设计将送至PCB制造厂进行生产。到达后，制造商会对设计进行第二次检查，称为制造设计（DFM）检查，以确保：
●PCB设计可制造

●PCB设计满足制造过程中最小公差的要求

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另请参阅： 什么是印刷电路板（PCB）| 所有你必须知道的

STEP 2：PCB文件绘图-PCB设计的胶片生成

一旦确定了PCB设计，下一步就是打印它。这通常在温度和湿度受控的暗室中进行。通过在每张胶片上打出精确的定位孔来对齐PCB照相胶片的不同层。制作该胶片是为了帮助创建铜质路径的图形。

提示： 作为PCB设计人员，在输出PCB原理图文件后，请不要忘记提醒制造商进行DFM检查

在PCB打印中通常使用一种称为激光照相绘图仪的特殊打印机，尽管它是激光打印机，但不是标准的Laserjet打印机。

但是对于小型化和技术进步而言，这种拍摄过程已不再足够。 它在某些方面已经过时了。

现在，许多著名的制造商正在通过使用直接在干胶片上成像的特殊激光直接成像（LDI）设备来减少或消除胶片的使用。借助令人难以置信的LDI精确印刷技术，可以提供印刷电路板设计的高度精细的薄膜，并且降低了成本。

激光绘图仪获取板数据并将其转换为像素图像，然后激光将其写入胶片上，曝光的胶片将自动显影并卸载给操作员。

最终产品将得到一种塑料片，其上带有黑色墨水的PCB负片。对于PCB的内层，黑色墨水代表PCB的导电铜部分。图像的其余清晰部分表示不导电材料的区域。外层遵循相反的图案：清除铜层，但黑色是指将被蚀刻掉的区域。绘图仪自动冲洗胶片，并牢固地存放胶片，以防止不必要的接触。

PCB和阻焊层的每一层都有自己的透明黑色薄膜片。一共两层的PCB总共需要四张纸：两层用于多层，两层用于阻焊层。重要的是，所有电影必须彼此完美地对应。当和谐地使用时，它们会绘制出PCB对准图。

为了实现所有胶片的完美对准，应在所有胶片上打上定位孔。孔的精确度可通过调节胶片所在的工作台来实现。当工作台的微小校准导致最佳匹配时，就打孔。这些孔将在成像过程的下一步中装入定位销。

也可以参考： 通孔与表面贴装有什么区别？

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步骤3：内层成像传输-打印内层

此步骤仅适用于两层以上的电路板。简单的两层板可跳过钻孔。多层板需要更多步骤。

上一步中的电影创作旨在绘制出铜路径的图形。现在是时候将胶片上的图形打印到铜箔上了。

第一步是清洁铜。
在PCB施工中，清洁度至关重要。清洁铜面层压板，然后将其送入净化环境。切记要确保没有灰尘落在表面上，以免造成成品PCB短路或开路。

清洁面板接收称为光致抗蚀剂的光敏膜层。打印机使用强大的紫外线灯，该紫外线灯可以使光致抗蚀剂穿过透明膜而硬化，从而确定铜图案。

这确保了从照相胶片到光致抗蚀剂的精确匹配。
操作员将第一张薄膜加载到销钉上，然后将涂覆的面板加载到第二张薄膜上。打印机底座上的定位销与照相工具和面板上的孔匹配，以确保顶层和底层精确对齐。

薄膜和纸板排成一行，并接收一束紫外线。光穿过薄膜的透明部分，使下方铜上的光致抗蚀剂硬化。 绘图仪的黑色墨水可防止光线到达不适合硬化的区域，因此将其清除。

在黑色区域下，电阻仍未变硬。洁净室使用黄色照明，因为光刻胶对紫外线敏感。

板准备好后，用碱性溶液洗涤，以除去所有未硬化的光致抗蚀剂。最后的压力清洗将去除表面上残留的任何其他东西。然后将板干燥。

产品出现时，电阻会正确覆盖要保留在最终形式中的铜区域。技术人员检查电路板，以确保在此阶段没有错误发生。此时存在的所有抗蚀剂表示将在成品PCB中露出的铜。

也可以参考： PCB设计| PCB制造工艺流程图，PPT和PDF

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步骤4：铜蚀刻-移除不需要的铜
在PCB制造中，蚀刻是从电路板上去除不需要的铜（Cu）的过程。多余的铜只不过是从板上移除的非电路铜。结果，实现了期望的电路图案。在此过程中，从板上移除了基础铜或起始铜。

去除未硬化的光致抗蚀剂，硬化的抗蚀剂保护所需的铜，电路板进行不希望有的铜去除。 我们使用酸性蚀刻剂冲洗掉多余的铜。同时，我们希望保留的铜仍被光致抗蚀剂层完全覆盖。

在蚀刻过程之前，设计人员所需的电路图像通过称为光刻的过程转移到PCB上。这形成了决定必须除去铜的哪一部分的蓝图。

PCB制造商通常采用湿法蚀刻工艺。在湿蚀刻中，不需要的材料在浸入化学溶液中时会溶解。

湿法蚀刻有两种方法：

● 酸性蚀刻（氯化铁和氯化铜）。
● 碱性蚀刻（氨水）

酸性方法用于蚀刻PCB的内层。该方法涉及化学溶剂，例如 氯化铁（FeCl3） OR 氯化铜（CuCl2）.

碱性方法用于蚀刻PCB的外层。在这里，所使用的化学物质是 氯化铜（CuCl2 Castle，2H2O） + 盐酸盐（HCl） + 过氧化氢（H2O2） + 水（H2O）组成。 碱法是一个快速的过程，并且有点昂贵。

在蚀刻过程中要考虑的重要参数是面板移动的速度，化学药品的喷射以及要蚀刻掉的铜量。整个过程在输送式高压雾化室中进行。

对过程进行仔细控制，以确保完成的导体宽度完全符合设计要求。但是设计人员应注意，较厚的铜箔需要在走线之间留出更大的空间。操作人员仔细检查所有不需要的铜已被蚀刻掉

一旦去除了不需要的铜，就对板进行剥离处理，从板上去除锡或锡/贫金或光致抗蚀剂。

现在，借助化学溶液去除了不需要的铜。该解决方案将去除多余的铜，而不会损害硬化的光刻胶。

也可以参考： 如何回收废印刷电路板？ | 你应该知道的事情

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STEP 5：层对齐-将层层压在一起
再加上薄薄的铜箔层覆盖板顶面和底面的外表面，将成对的层堆叠在一起以形成PCB“三明治”。为了促进各层之间的粘合，每对层之间将插入一片“预浸料”。预浸料是一种浸渍有环氧树脂的玻璃纤维材料，在层压过程中的热量和压力下会熔化。随着预浸料的冷却，它将把层对粘合在一起。

为了生产多层PCB，使用液压机在高温和高压下将环氧树脂浸渍的玻璃纤维薄板交替层（称为预浸料）和导电芯材层压在一起。压力和热量使预浸料熔化并结合在一起。冷却后，所得材料将采用与双面PCB相同的制造工艺。以下是以4层PCB为例的层压工艺的更多详细信息：

对于成品厚度为4英寸的0.062层PCB， 我们通常从4英寸厚的覆铜FR0.040芯材料开始。芯层已经通过内层成像进行了处理，但是现在需要预浸料和外层铜层。预浸料被称为“ B阶”玻璃纤维。在施加热量和压力之前，它不是刚性的。因此，允许其在固化时流动并将铜层结合在一起。铜是非常薄的箔，通常为0.5盎司。（0.0007英寸）或1盎司（0.0014英寸）厚，即添加到预浸料的外部。然后将叠层放置在两个厚钢板之间，并放入层压压机中（压机周期因各种因素而变化，包括材料类型和厚度）。例如，通常用于许多零件的170Tg FR4材料在375°F下以150 PSI的压力压制300分钟。冷却后，该材料已准备好继续进行下一个过程。

组成木板 在此阶段，需要在细节上多加注意，以保持电路在不同层上的正确对齐。堆叠完成后，将夹层进行层压，层压过程中的热量和压力会将这些层融合在一起，成为一块电路板。

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步骤6： 钻孔-用于连接组件
通孔，安装孔和其他孔 在PCB上钻孔（通常是在面板堆叠中，具体取决于钻孔的深度）。准确和干净的孔壁至关重要，而精密的光学系统可提供这一点。

为了找到钻探目标的位置，X射线定位器可以识别适当的钻探目标点。然后，在适当的定位孔上打孔，以固定用于一系列更特定孔的堆栈。

钻孔之前，技术人员会在钻孔目标下方放置一块缓冲材料板，以确保形成干净的钻孔。出口材料可防止对钻头出口的任何不必要的撕裂。

一台计算机控制钻头的每个微小运动-决定机器性能的产品自然会依赖于计算机。这台计算机驱动的机器使用原始设计中的钻孔文件来确定要钻的适当位置。

钻头使用气动主轴，转速为150,000 rpm。以这种速度，您可能会认为钻孔是瞬间完成的，但是有很多孔要钻。一个普通的PCB包含一百多个完整点。在钻孔过程中，每个钻头都需要自己的特殊时刻，因此需要时间。之后，这些孔将容纳PCB的过孔和机械安装孔。这些零件的最终固定在电镀之后进行。

钻孔后，将使用化学和机械工艺对其进行清洁，以去除钻孔造成的树脂污迹和碎屑。然后，在板上的整个裸露表面（包括孔的内部）都用化学方法覆盖一层薄薄的铜层。这将创建一个金属基底，用于在下一步中将其他铜电镀到孔中和表面上。

钻孔完成后，衬在生产面板边缘的额外铜将通过仿形工具去除。

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步骤7：自动光学检查（仅多层PCB）
层压后，不可能找出内层中的错误。因此，在粘合和层压之前，对面板进行自动光学检查。机器使用激光传感器扫描图层，并将其与原始Gerber文件进行比较以列出差异（如果有）。

所有层清洁并准备就绪后，需要检查它们是否对齐。 内层和外层都将在先前钻的孔的帮助下排成一行。 光学打孔机在孔上钻一个针，以保持层对齐。此后，检查过程开始以确保没有缺陷。

在将多层PCB层压在一起之前，可以使用自动光学检查（AOI）来检查多层PCB的多层。光学器件通过将面板上的实际图像与PCB设计数据进行比较来检查这些层。多余的铜或缺少铜的任何差异都可能导致短路或开路。一旦内层层压在一起，制造商就可以发现可能预防问题的任何缺陷。您可能会想象到，与将层层压在一起之后相比，更容易纠正在此阶段发现的短路或开路。实际上，如果在此阶段未发现开路或短路，则可能直到制造过程结束，电气测试期间为时已晚，才发现它。

在图层图像处理过程中发生的最常见事件是导致简短或开放相关问题的：

●图像曝光不正确，导致功能部件尺寸的增加/减小。
●较差的干膜无法粘附，可能会在蚀刻的图案上产生划痕，割伤或针孔。
●铜是 蚀刻不足，留下多余的铜或导致特征尺寸增大或短路。
●铜是 刻蚀过度，删除必要的铜特征，从而减小特征尺寸或减少切口。

最终，AOI是制造过程中的重要组成部分，有助于确保PCB的准确性，质量和按时交货。

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STEP 8：氧化物（仅多层PCB）

氧化物（视工艺而定，称为黑色氧化物或棕色氧化物）是层压前多层PCB的内层的化学处理，用于增加包层铜的粗糙度以提高层压板的结合强度。一旦完成制造过程，该过程有助于防止分层或基材的任何层之间或层压板与导电箔之间的分离。

STEP 9：外层蚀刻和最终剥离

光刻胶剥离

一旦面板被电镀，光致抗蚀剂就变得不合需要并且需要从面板上剥离。这是在一个 横向过程 含有能有效去除光致抗蚀剂的纯碱溶液，使面板的基础铜暴露在下面的蚀刻工艺中以去除。

最终蚀刻
在此阶段中，锡保护着理想的铜。除去不需要的裸露的铜和抗蚀剂层其余部分下面的铜。在这种蚀刻中 我们使用氨蚀刻剂来蚀刻掉不需要的铜。同时，在此阶段，锡确保了所需的铜。

在此阶段，合法地确定了导电区域和连接。

剥锡
在蚀刻后的过程中，PCB上的铜被抗蚀剂即锡覆盖，不再需要。所以， 我们先将其剥离，然后再继续操作。 您可以使用浓硝酸去除锡。硝酸对去除锡非常有效，并且不会损坏锡金属下方的铜电路走线。因此，现在您在PCB上具有清晰的铜轮廓。

面板上的电镀完成后，干膜将抵抗残留的残留物，需要去除下方的铜。现在，面板将执行剥离蚀刻带（SES）流程。剥去面板上的抗蚀剂，然后刻蚀掉已暴露但未被锡覆盖的铜，以便仅保留走线和孔周围的焊盘以及其他铜图案。从镀锡板上除去干膜，然后蚀刻掉裸露的铜（不受锡保护），留下所需的电路图案。至此，电路板的基本电路完成。

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STEP 10：阻焊膜，丝印和表面处理
为了在组装过程中保护电路板，使用类似于光致抗蚀剂的UV曝光工艺来涂覆阻焊材料。该阻焊膜将 覆盖电路板的整个表面，除了要焊接的金属焊盘和功能部件。 除了阻焊层外，组件参考标记和其他电路板标记也丝网印刷在电路板上。通过在烤箱中烘烤电路板，阻焊膜和丝网印刷油墨都可以固化。

电路板还将在其裸露的金属表面上进行表面处理。这有助于保护裸露的金属，并有助于组装过程中的焊接操作。表面光洁度的一个示例是 热风焊料调平（HASL）。 首先在板上涂上助焊剂以准备用于焊料，然后将其浸入熔融焊料浴中。将板从焊锡槽中取出后， 高压热风 从孔中去除多余的焊料，并平滑表面金属上的焊料。

阻焊膜应用

在电路板的两面都涂有阻焊剂，但在此之前，面板要用环氧阻焊剂油墨覆盖。板上接收的紫外线会穿过阻焊层。被覆盖的部分保持未硬化状态，并且将被去除。

最后，将电路板放入烤箱中以固化阻焊层。

选择绿色作为标准阻焊膜颜色，因为它不会使眼睛疲劳。在机器可以在制造和组装过程中检查PCB之前，所有操作都是手工检查。技术人员用来检查电路板的顶灯不会在绿色阻焊膜上反射，因此最适合他们的眼睛。

术语（丝印）

丝网印刷或配置文件是在PCB上打印所有关键信息的过程，例如制造商ID，公司名称组件编号，调试点。这在维修和修理时很有用。

这是至关重要的一步，因为在此过程中，关键信息被印在板上。完成后，木板将通过最后的涂覆和固化阶段。丝网印刷是打印可读的识别数据，例如部件号，1针定位器和其他标记。这些可以用喷墨打印机打印。

它也是 最先进的PCB制造工艺。几乎完成的电路板会打印出易于阅读的字母，通常用于标识组件，测试点，PCB和PCBA零件编号，警告符号，公司徽标，日期代码和制造商标记。

PCB最终进入最后的涂层和固化阶段。

金或银表面处理

PCB镀有金或银，以增加板子的可焊性，这将增加焊剂的结合力。

在此过程中，每个表面光洁度的应用可能会略有不同，但是涉及将面板浸入化学浴中，以涂覆具有所需光洁度的任何裸露铜。

用于制造PCB的最终化学工艺是施加表面光洁度。尽管阻焊层覆盖了大部分电路，但其表面处理旨在防止残留的裸露铜氧化。这很重要，因为 氧化的铜不能焊接。 有许多不同的表面处理可以应用于电路板。最常见的是热空气焊接水平（HASL），有铅和无铅两种。但是，根据PCB的规格，应用或组装工艺，合适的表面处理可以包括化学镍浸金（ENIG），软金，硬金，浸银，浸锡，有机可焊性防腐剂（OSP）等。

然后在PCB上镀金，银或无铅HASL或热风焊料整平剂。这样做是为了能够将组件焊接到所形成的焊盘上并保护铜。

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STEP 12：电气测试-飞针测试
作为检测的最终预防措施，技术人员将对电路板进行功能测试。此时，他们使用自动化程序来确认PCB的功能及其与原始设计的一致性。

通常，电气测试的高级版本称为 飞针测试 电气测试将使用移动探针来测试裸露的电路板上的每个网络的电气性能。

电路板将测试到网表，网表可以由客户提供其数据文件，也可以由PCB制造商根据客户数据文件创建。测试仪使用多个移动臂或探针来接触铜电路上的斑点，并在它们之间发送电信号。

任何短裤或短裤都会被识别，使操作员可以进行维修或将PCB视为有缺陷的废品。根据设计的复杂性和测试点的数量，电气测试可能需要几秒钟到几个小时才能完成。

而且，根据各种因素，例如设计的复杂性，层数和组件风险因素，一些客户选择放弃电气测试以节省一些时间和成本。对于简单的双面PCB来说这可能没什么问题，因为在双面PCB上不会出很多问题，但是无论复杂度如何，我们始终建议对多层设计进行电气测试。（提示：除了提供设计文件和制造说明外，还为制造商提供“网表”是防止发生意外错误的一种方法。）

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STEP 13年： 制作- 分析和V评分

PCB面板完成电气测试后，即可将各个板与面板分离。此过程由CNC机器或路由器执行，将每块电路板从面板中布线到所需的所需形状和尺寸。通常使用的router刨机钻头的尺寸为0.030-0.093，并且为了加快该过程，可以将多个面板堆叠成两层或三层高，具体取决于每个面板的整体厚度。在此过程中，CNC机床还能够使用各种不同的铣刨头尺寸来制造槽，倒角和斜边。

路由过程是 铣削过程，其中使用铣削刀头切割所需板轮廓的轮廓。 面板是“固定和堆叠”，就像之前在“钻取”过程中所做的那样。通常的堆栈是1到4个面板。

要对PCB进行轮廓分析并将其从生产面板中切出，我们需要切割，即从原始面板切出不同的板。该方法要么以使用刻槽机或V形槽为中心，要么在板子边缘沿板子边缘留出小片，而V形槽则沿板子的两侧切割对角线通道。两种方式都可以使电路板轻松地从面板弹出。

代替布线单个小板，可以将PCB布线为包含多个带有标签或刻痕线的板的阵列。这使得同时进行多块板的组装更加容易，同时使组装人员在组装完成后可以将各个板分开。

最后，将检查板的清洁度，锋利边缘，毛刺等，并根据需要进行清洁。

STEP 14：显微切片-额外的步骤

微型切片（也称为横截面）是PCB制造过程中的可选步骤，但它是用于验证PCB内部结构以进行验证和故障分析的一种有价值的工具。为了制作用于材料的微观检查的样本，将PCB的横截面切开，并放入柔软的丙烯酸树脂中，该丙烯酸树脂会以冰球的形状在其周围变硬。 然后将切片抛光并在显微镜下观察。 可以通过检查许多细节来进行详细检查，例如镀层厚度，钻头质量和内部互连的质量。

STEP 15：最终检查-PCB质量控制

在该过程的最后一步，检查员应对每个PCB进行最后的仔细检查。目视检查PCB是否符合验收标准。使用手动外观检查和AVI –将PCB与Gerber进行比较，并且比人眼检查速度更快，但仍需要人工验证。所有订单也都经过全面检查，包括尺寸，可焊性等 确保产品符合我们客户的标准，并且在打包运输之前，会对船上一批货物进行100％的质量审核。

然后，检查员将评估PCB，以确保它们满足客户的要求以及行业指导文件中概述的标准：

●IPC-A-600 –印刷板的可接受性，它定义了PCB接受的行业范围内的质量标准。
● IPC-6012 –刚性板的资格和性能规范，确定了刚性板的类型并描述了在制造过程中对三种性能级别的板（1、2和3类）要满足的要求。

1类PCB的使用寿命有限，并且要求仅是最终用途产品（例如车库门开启器）的功能。
如果希望获得持续的性能，延长的使用寿命以及不间断的服务，则2级PCB将是至关重要的，但并非至关重要（例如PC主板）。

第3类PCB包括最终用途，在这些用途中，持续的高性能或按需提供的性能至关重要，不能容忍故障，并且产品必须在需要时发挥作用（例如，飞行控制或国防系统）。

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步骤16：包装-满足您的需求
使用符合标准包装要求的材料包裹纸板，然后在装箱之前，使用要求的运输方式进行运输。

正如您可能猜到的，等级越高，PCB越昂贵。通常，类别之间的差异是通过要求更严格的公差和控制来实现的，从而使产品更加可靠。

不管指定的类别如何，都使用针规检查孔的大小，目视检查阻焊层和图例的整体外观，检查阻焊层以查看焊盘上是否有任何渗入，以及表面的质量和覆盖范围完成检查。

IPC检验指南及其与PCB设计的关系对PCB设计人员熟悉非常重要，订购和制造过程也至关重要。

并非所有PCB都是平等的，理解这些准则将有助于确保生产的产品满足您对美学和性能的期望。

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