6.3 印制电路板的制作
电子技术的进步带动了电子工艺的发展，大规模集成电路、微电子技术的日趋成熟，并得到广泛应用。这些对印制版的制造工艺和精度也不断提出新的要求。印制的品种从单面板、双面板发展到多层板、挠性板。印制板的线条也越来越细，密度越来越高。制造厂家的工艺和设备也不断提高和改进。目前不少厂家都能制造在0.2mm～0.3mm以下的高密度印制板。但印制板应用最广、批量最大的目前还是单、双面板，这里重点介绍单双面的制造工艺。
6.3.1 印制板制造的基本工序
印制板的制造工艺发展很快，新设备、新工艺相继出现，不同的印制板工艺也有所不同，但不管设备如何更新，产品如何换代，生产流程中的基本工艺环节是相同的。黑白图的绘制与校验、照相制版、图形转移、板腐蚀、孔金属化、金属涂敷及喷涂助焊剂、阻焊剂等环节都是必不可少的。
1.底图的绘制与校验
底图亦称黑白图，它是照相制版的依据。黑白图的校验按原理图等各种要求进行，必须满足如下要求。
（1）尺寸准确，比例在1∶1、2∶1、4∶1中选用。
（2）焊盘、线条、插头、元器件安装尺寸，安排合理，符合标准。
（3）版面清洁，焊盘、导线应光滑，不应有毛刺，符合绝缘性能及安全标准。
2.照相制版
照相制版就是用照相机从底图上摄取生产使用的掩膜板。目前印制板生产的照相大都采用分色照相。其过程是：用准备好的底图照相，板面尺寸通过调整相机焦距，直到准确达到印制板的尺寸。其过程与我们普通照相过程大体相同，经过软片剪裁→曝光→显影→定影→水洗→干燥→修版，即可做成。照相底片的好坏主要决定于底图黑白反差的程度和尺寸的精确度。制作双面板的像板应保证正反面两次照相的焦距一致，才能达到两面图形的吻合。
3.图形转移
图形转移就是把相片上的印制电路图形转移到覆铜板上，从而在铜箔表面形成耐酸性的保护层。具体有如下几种方法。
（1）丝网漏印法
这里不作介绍。
（2）直接感光法
包括覆铜板表面处理、上胶、曝光、显影、固膜和修版的顺序过程。这里指出的上胶过程中指的覆铜板表面均匀涂上的一层感光胶。曝光的目的使光线透过的地方感光胶发生化学反应，而显影的结果使未感光胶溶解、脱落，留下感光部分。固膜是为了使感光胶牢固地粘连在印制板上并烘干。
（3）光敏干膜法
它与直接感光法的主要区别是来自感光材料。它的感光材料是一种薄膜类物质，由聚酯薄膜、感光胶膜、聚乙烯薄膜三层材料组成，感光胶膜夹在中间。贴膜前，将聚乙烯保护膜揭掉，使感光胶膜贴于覆铜板上，曝光后，将聚酯薄膜揭掉后再进行显影，其余过程与直接感光法类同。
4.腐蚀
腐蚀也称蚀刻是制造印制电路板的必不可少的重要工艺步骤。它利用化学方法去除板上不需要的铜箔，留下焊盘、印制导线及符号等。常用的蚀刻溶液有三氯化铁、酸性氯化铜、碱性氯化铜、硫酸―过氧化氢等。
5.金属化孔
孔金属化是双面板和多层板的孔与孔间、孔与导线间导通的最可靠方法，是印制板质量好坏的关键，它采用将铜沉积在贯通两面导线或焊盘的孔壁上，使原来非金属的孔壁金属化。孔金属化过程中需经过的环节有钻孔、孔壁处理、化学沉铜和电镀铜加厚。孔壁处理的目的使孔壁上沉淀一层作为化学沉铜的结晶核心的催化剂金属。化学沉铜的目的使印制板表面和孔壁产生一薄层附着力差的导电铜层。最后的电镀铜使孔壁加厚并附着牢固。
6.金属涂敷
为提高印制电路的导电性、可焊性、耐磨性、装饰性，延长印制板的使用寿命，提高电气可靠性，可在印制板的铜箔上涂敷一层金属。金属镀层的材料可分为：金、银、锡、铅锡合金等。目前大部分采用浸锡和镀铅锡合金的方法来改善可焊性，它具有可焊性好、抗腐蚀能力强，长时间放置不变色等优点。
7.涂助焊剂与阻焊剂
印制板经表面金属涂敷后，根据不同的需要可进行助焊和阻焊处理。
6.3.2 印制电路板的简易制作过程
在产品尚未定型的实验阶段，经常需使用简易方法制作印制电路板，其制作过程如下。
（1）选取板材
根据电路的电气功能和使用的环境条件选取合适的印制板材质。
（2）下料
按实际设计尺寸剪裁覆铜板，并用平板锉刀或砂布将四周打磨平整、光滑，去除毛刺。
（3）清洁板面
将准备加工的覆铜板的铜箔面先用水磨砂纸打磨几下，然后加水用布将板面擦亮，最后用干布擦干净。
（4）图形转移（拓图）
用印制板转印机或复写纸将已设计好的印制板图形转印到覆铜板上。
（5）贴图
用带有单面胶的广告纸或透明胶带覆盖住铜箔面，用刻刀去除拓图后留在铜箔面的图形以外的广告纸或透明胶带，注意留下导线的宽度和焊盘的大小。
（6）腐蚀
将前面处理好的电路板放入盛有腐蚀液的容器中，并来回晃动。为了加快腐蚀速度可提高腐蚀液的浓度并加温，但温度不应超过50℃，否则会破坏覆盖膜使其脱落。待板面上没用的铜箔全部腐蚀掉后，立即将电路板从腐蚀液中取出。
（7）清水冲洗
（8）除去保护层
（9）修板
将腐蚀好的电路板再一次与原图对照，用刻刀修整导电条的边缘和焊盘，使导电条边缘平滑无毛刺，焊点圆润。
（10）钻孔
按图纸所标元器件引线位置钻孔，孔必须钻正。孔一定要钻在焊盘的中心且垂直板面。钻孔时，一定要使钻出的孔光洁、无毛刺。
（11）涂助焊剂
将钻好孔的电路板放入5％～10％稀硫酸溶液中浸泡3～5分钟，进行表面处理。取出后用清水冲洗，然后将铜箔表面擦至光洁明亮为止。最后将电路板烘烤至烫手时即可喷涂或刷涂助焊剂。待焊剂干燥后，就可得到所需要的电路板。涂助焊剂的目的是：容易焊接，保证导电性能，保护铜箔，防止产生铜锈。
6.3.3 多层印制电路板制作简介
多层印制电路板是由交替的导电图形层及绝缘材料层压黏合而成的一块印制电路板。导电图形的层数在两层以上，层间电气互连是通过金属化孔实现的。多层印制板一般用环氧玻璃布层压板，是印制板中的高科技产品，其生产技术是印制板工业中最有影响和最具生命力的技术，它广泛使用于军用电子设备中。
多层板的制造工艺是在双面板的工艺基础上发展起来的。它的一般工艺流程都是先将内层板的图形蚀刻好，经黑化处理后，按预定的设计加入半固化片进行叠层，上下表面各放一张铜箔（也可用薄覆铜板，但成本较高），送进压机经加热加压后，得到已制备好内层图形的一块“双面覆铜板”，然后按预先设计的定位系统，进行数控钻孔。数控钻孔可自动控制钻头与板间的恒定距离和钻孔深度，因而可钻盲孔。对多层印制板而言，其关键工艺主要有以下两步。
1.内层成像和黑化处理
由于集成电路的互联布线密度空前提高，用单面、双面电路板都难以实现，而用多层电路板则可以把电源线、接地线以及部分互连线放置在内层板上，由电镀通孔完成各层间的相互连接。为了使内层板上的铜和半固化片有足够的结合强度，必须对铜进行氧化处理。由于处理后大多生成黑色的氧化铜，所以也称黑化处理。如果氧化后主要生成红棕色的氧化亚铜，则称作棕化处理。
2.定位和层压
多层板的布线密度高，而且有内层电路；故层压时必须保证各层钻孔位置均对准。其定位方法有销钉定位和无销钉定位两种。
无销钉层压定位是现在较普遍采用的定位方法，特别是四层板的生产几乎都采用它。该方法中的层压模板不必有定位孔，工艺简单、设备投资少、材料利用率较高、成本低。以四层板为例，操作时在制好图形的内层板上先钻出孔，层压前用耐高温胶带将其封住，层压后，在胶带处有明显的凸起迹象，洗去胶带上的铜箔和固化的黏结片，剥去胶带，露出孔作钻孔用。这种方法不但可做四层板，亦可做6～10层板。
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