PCB是现代电子设备中不可或缺的关键组成部分,所有的电子产品都必须使用印制电路板(PCB:Printed Circuit Board)来固定积体电路(IC)与其他电子元件(例如:电阻、电容、电感),并且将所有功能不同的积体电路及电子元件以一条条细细的铜导线连接起来,以提供稳定的工作环境,让电子信号可以在不同的电子元件之间流通。
一、印制电路板的材料
硬式电路板(RPCB:Rigid PCB):一般使用玻璃环氧树脂(Glass epoxy)制作,是一种硬的塑胶板,再将铜导线制作在电路板上,硬式电路板最大的特色是不可活动,因为它是硬的,所以制作完成以后就只能固定在机壳内,是目前所有电子产品都必须使用的电路板。
软式电路板(FPCB:Flexible PCB):一般使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚亚酰胺(Polyimide)制作,再将铜导线制作在电路板上,软式电路板最大的特色是可以活动,因为它是软的,其实PET就是制作宝特瓶所使用的材料,有点硬中带软,所以制作完成以后可以挠成各种形状,如果两块硬式电路板之间要连接起来,但是又要可以来回伸缩活动就必须使用软式电路板,目前广泛应用在消费性电子产品,例如:笔记型电脑的液晶屏幕、折叠式手机、数位相机、光碟机、硬碟储存设备等。

二、印制电路板的制作流程
印制电路板的制作流程包括:单面板制作、钻孔与电镀、多层印制电路板黏合、保护与表面处理、线路测试等,详细说明如下:
单面板制作:将设计好的线路制作成底片,再将底片上的线路转印在一层薄薄的铜箔上,并且把不需要的铜箔以化学药品溶解掉,得到我们所需要的线路,这个过程有点类似晶圆厂中将光罩上的图形转移到硅晶圆上一样,如果制作的是双面板,那麽塑胶板两面都会铺上铜箔,如果制作的是多层板,则必须将许多双面板黏合在一起。
钻孔与电镀:如果要制作双面板或多层板,则必须先制作穿孔(Via)、埋孔(Buried via hole)、盲孔(Blind via hole),一般可以使用机械钻孔(Mechanical drill)以钻头直接钻孔,孔洞的最小尺寸为 8mil(大约 0.2mm);也可以使用雷射钻孔(Laser drill)以雷射光打穿塑胶板,孔洞的最小尺寸可达 4mil(大约 0.1mm)以下,使铜导线更细更密集,我们称为HDI制程(High Density Interconnection),让积体电路(IC)与其他电子元件在印制电路板上更密集,可以缩小电子产品的尺寸,完成钻孔以后再电镀一层金属填入孔洞形成垂直的铜导线,因此穿孔(Via)又被我们称为镀穿孔(PTH:Plated Through Hole)。
多层印制电路板黏合:将制作好的双面板黏合形成多层板,黏合时必须在各层之间加入绝缘层(塑胶材质),如果有穿透好几层的穿孔(Via),那麽每层都必须重複上述步骤处理,多层板正反两个表面上的线路通常在多层板黏合以后才制作。
保护与表面处理:印制电路板上的绿色或棕色是防焊漆(Solder mask)的颜色,防焊漆是绝缘的防护层,可以保护铜导线不会氧化,在防焊漆上另外会印刷一层网版印刷面(Silk screen),上面会印上文字与符号标示出各个积体电路(IC)与其他电子元件的名称与位置,网版印刷面也称为图标面(Legend),如果这个印制电路板有金手指,则最后再电镀金手指的线路。
线路测试:用来测试印制电路板是否有短路或断路的情形,一般可以使用光学方式以红外光扫描板子找出各层的缺陷,侦测出导线之间是否有不正确的空隙;也可以使用电子测试以飞针探测仪(Flying probe)来检查所有铜导线的连接,确定是否有短路或断路。

印制电路板制作是一个复杂且精细的过程,每一个环节都需要严格的控制和管理。随着科技的发展,印制电路板制作流程也在不断创新和完善,以满足电子产品的不断更新换代的需求。在未来,印制电路板将朝着更高精度、更高效率、更环保的方向发展,为电子行业的发展提供强有力的支持。
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