一塊能穩定承載電子元器件的PCB電路板，并非簡單的“銅箔貼基板”，而是需經過十余道精密工序、多輪質量把控，才能從絕緣基材逐步轉化為具備電氣功能的“電路載體”。無論是2層的簡易臺燈PCB，還是20層的高級服務器PCB，中心制造邏輯均圍繞“先做線路、再建互聯、蕞后防護”展開。本文從工廠實際生產視角，拆解PCB制造的6大中心工序，用通俗語言講解每一步的原理與關鍵工藝，幫你看懂“一塊PCB板是如何造出來的”。

一、基材準備——搭建PCB的“基礎骨架”

PCB的制造始于“覆銅板”（絕緣基材+銅箔的復合板材），這一步的目標是將覆銅板加工成符合設計尺寸的“基板毛坯”，為后續線路制作打基礎：

中心原材料：覆銅板（PCB的“骨架+皮膚”），由三層構成——中間是絕緣基材（常用FR-4，即玻璃纖維布浸泡環氧樹脂固化而成），上下兩面是銅箔（1oz銅箔約35μm厚，相當于一張薄紙）。普通PCB用Tg140℃的FR-4覆銅板（耐溫140℃），車規/工業PCB用Tg180℃的高耐溫覆銅板；

關鍵步驟：

 1. 裁切：用數控裁板機將大張覆銅板（標準尺寸1220mm×1020mm）切成設計要求的小塊（如50mm×30mm的臺燈PCB基板），誤差控制在±0.1mm，避免后續工序尺寸偏差；

 2. 磨邊：用磨邊機將裁切后的基板邊緣打磨光滑（去除毛刺），防止后續貼膜時出現氣泡；

 3. 清潔：將基板放入堿性清洗機（5%氫氧化鈉溶液），去除表面油污、粉塵，再用純水沖洗后烘干（80℃烘干10分鐘），確保銅箔表面干凈，便于后續光刻膠附著。

通俗類比：這一步類似“把大張的‘硬紙板+錫紙’切成小塊，磨平邊緣并擦干凈”，為后續“畫線路”做準備。

二、線路制作——在基板上“刻出電流通道”

線路制作是PCB制造的中心，通過“光刻+蝕刻”工藝，將設計好的線路圖案轉移到銅箔上，相當于在基板上“用銅箔畫出電流能走的‘路’”，分4個關鍵步驟：

1：貼膜（涂覆感光保護層）

在清潔后的基板銅箔表面，用貼膜機壓貼一層“光刻膠”（感光材料，PCB常用干膜），溫度控制在100℃左右，確保干膜與銅箔緊密貼合、無氣泡——光刻膠的作用是“保護需要保留的銅箔，讓不需要的銅箔暴露出來”，就像“給要保留的‘路’蓋一層保護罩”。

2：曝光（轉移線路圖案）  

 將繪制好線路的“菲林片”（透明膠片，線路部分遮光，其他部分透光）覆蓋在貼膜后的基板上，放入紫外曝光機（波長365nm）照射——光刻膠遇紫外線會固化，被菲林片遮光的線路區域（需要保留的銅箔）光刻膠未固化，后續可被洗掉。

3：顯影（露出線路形狀）

將曝光后的基板放入顯影液（1%碳酸鈉溶液）中浸泡1-2分鐘，未固化的光刻膠（線路區域）會被溶解洗掉，固化的光刻膠（非線路區域）保留在銅箔上——此時基板上會清晰露出“線路形狀的銅箔”，非線路區域被光刻膠覆蓋，像“揭開保護罩，露出要保留的‘路’”。

4：蝕刻（去除多余銅箔）

將顯影后的基板放入蝕刻液（氯化鐵溶液）中，暴露的銅箔（非線路區域）會被化學腐蝕掉，被光刻膠覆蓋的銅箔（線路區域）保留下來——蝕刻完成后，用脫膜液（氫氧化鈉溶液）去除剩余光刻膠，基板上就會留下完整的銅箔線路。某工廠蝕刻后線路精度達±0.02mm，能滿足0.1mm線寬的設計需求（相當于頭發絲直徑的1/5）。

通俗類比：這一步類似“用鏤空模板在墻上刷油漆——菲林片是模板，光刻膠是‘遮擋板’，蝕刻液是‘去漆劑’，蕞后只留下模板對應的油漆圖案（線路）”。

三、層壓（多層PCB專屬）——將多層基板“壓合成整體”

對于4層及以上的多層PCB（如智能手表6層PCB），需要將制作好線路的單層基板與絕緣層交替疊加，通過高溫高壓壓合為一體，形成“多層互聯結構”，中心步驟：

疊層準備：按設計的層間結構（如“頂層線路板+絕緣層+中間線路板+絕緣層+底層線路板”），在各層基板之間放置“預浸料”（絕緣材料，玻璃纖維布浸泡環氧樹脂制成，高溫下會固化黏合）——預浸料的作用是“把多層基板黏合成一塊，同時隔絕各層線路”。

高溫壓合：將疊好的基板放入層壓機，在180℃高溫、30kg/cm2壓力下壓制90-120分鐘，預浸料固化后將各層基板緊密黏合，同時確保層間對齊偏差≤±25μm（高級HDI板要求≤±10μm）——若對齊偏差過大，會導致多層線路無法正常連接。

層壓檢測：用X-Ray檢測儀掃描壓合后的多層基板，檢查層間對齊情況，避免出現“層偏”（某層線路與其他層錯位）。

通俗類比：這一步就像“把多層三明治壓合——單層線路板是‘面包片’，預浸料是‘芝士/生菜’，層壓機是‘壓三明治的機器’，蕞后壓成一個整體，不會散開”。

四、鉆孔與孔金屬化——打通多層線路的“垂直通道”

多層PCB的各層線路需要通過“過孔”連接，這一步通過鉆孔和孔金屬化，在基板上制作導電的過孔，相當于為多層線路搭建“上下通行的‘橋’”：

1：鉆孔  

 根據設計的過孔位置（如連接頂層與底層的“通孔”、連接頂層與中間層的“盲孔”），用數控鉆孔機（配備鉆石鉆頭）在壓合后的多層基板上鉆孔——普通PCB用機械鉆孔（孔徑≥0.2mm），高級HDI板用激光鉆孔（孔徑≥0.08mm，相當于細針的直徑）。

2：孔金屬化（讓孔壁導電）

 鉆孔后的孔壁是絕緣的（由基材和預浸料構成），需要通過孔金屬化讓其導電：  

 1. 沉銅：將基板放入沉銅液（含硫酸銅、甲醛）中，孔壁表面會沉積一層薄銅（厚度0.5-1μm），形成導電層，就像“給孔壁鍍一層‘銅膜’”；  

 2. 電鍍銅：將沉銅后的基板放入電鍍槽，通電流讓孔壁銅層加厚至20-30μm，確保過孔導電性能穩定——此時過孔就像“垂直的銅導線”，能連接不同層的線路。例如某4層PCB的通孔，金屬化后能讓頂層的電源線路通過過孔連接到底層的電源線路，實現多層供電。

通俗類比：這一步類似“在多層木板上打孔，再在孔壁貼一層金屬膜，讓上下層的電線能通過孔連接起來，形成完整的電路”。

五、阻焊與絲印——給PCB“穿防護衣+貼標簽”

線路和過孔制作完成后，需要做阻焊和絲印處理，前者保護線路免受損壞，后者標注元器件信息，相當于“給PCB做防護和標識”：

1. 阻焊（涂覆防護層）

在PCB表面（除焊盤外）均勻涂覆一層“阻焊劑”（常用綠色，也有黑色、紅色），通過曝光、顯影工藝讓焊盤區域露出——阻焊劑的作用是：①絕緣（防止線路短路）；②防氧化（保護銅箔不生銹）；③防焊錫連錯（焊接時只有焊盤能掛錫）。某工廠阻焊劑厚度控制在15-20μm，耐溫性達260℃（滿足回流焊需求，焊接時不會融化）。

2. 絲印（印刷標識信息）

 用絲印機在阻焊劑表面印刷元器件編號（如R1、C1、U1）、極性標識（如LED的正極箭頭）、公司LOGO等——絲印的作用是“方便后續焊接和維修時識別元器件位置”，常用白色油墨（對比度高，清晰易讀）。

通俗類比：阻焊就像“給PCB穿一件綠色外套，只露出需要焊接的‘紐扣’（焊盤）”；絲印就像“在衣服上貼標簽，標注每個‘紐扣’對應的零件名稱”。

六、表面處理與檢測——確保PCB“能焊接、無缺陷”

蕞后通過表面處理提升焊盤焊接性能，再經過多輪檢測排查缺陷，確保PCB合格出廠：

1. 表面處理（提升焊接可靠性）

焊盤銅箔暴露在空氣中易氧化，導致焊接時“焊錫粘不上”，需做表面處理，常用三種工藝：  

熱風整平（HASL，噴錫）：將PCB放入熔融錫鍋，焊盤表面覆蓋一層錫鉛合金（或無鉛錫），焊接性好、成本低，適合手工焊（如臺燈PCB）；  

沉金（ENIG）：在焊盤表面沉積鎳金層（鎳厚3-5μm，金厚0.1-0.2μm），平整性好、耐氧化（存儲1年無氧化），適合細間距元器件（如BGA芯片、0201電容）和高頻信號（如藍牙模塊）；  

 OSP（有機保焊劑）：在焊盤表面涂覆有機膜，成本低、平整性好，適合SMT貼片（如手機PCB），但需在1個月內焊接（否則有機膜會失效）。

2. 成品檢測（排查所有缺陷）

 PCB出廠前需經過3類關鍵檢測，確保無質量問題：  

外觀檢測：用AOI（自動光學檢測）設備掃描PCB，檢查線路是否有斷痕、焊盤是否完整、絲印是否清晰，替代人工檢測，準確率達99.9%，能發現0.05mm的線路缺口；  

電氣性能檢測：用菲針測試機檢測線路導通性（是否有開路）、絕緣性（是否有短路），某工廠菲針測試速度達1000點/分鐘，能檢測0.1mm線寬的線路；  

 可靠性測試（高級PCB）：車規級、航空級PCB需做耐溫測試（-40℃~150℃循環1000次）、濕熱測試（85℃/85%RH放置1000小時），確保在極端環境下穩定工作。

總結：2層VS多層PCB制造流程對比

一塊PCB從原材料到成品，需經過20余道工序，普通2層PCB約3-5天完成，高級20層HDI板需2周以上。每一步工藝的精度（如線路蝕刻±0.02mm、層壓對齊±10μm）都直接影響PCB的性能——例如線路蝕刻偏差過大，會導致0.1mm線寬的線路變細，電流過大時可能燒斷；層壓對齊偏差超標，會導致過孔無法連接多層線路，PCB直接報廢。

理解PCB制造流程，不僅能幫助設計人員在前期規避“無法生產的設計”（如過孔太小、線寬太細），還能更清晰地與PCB工廠溝通需求（如“需要沉金表面處理”“層壓對齊偏差≤20μm”），確保設計方案順利落地，避免因工藝不匹配導致的打樣失敗。