电路板是怎样做的

PCB（印刷电路板）的原料是玻璃纤维，这种材料我们在日常生活中出处可见，比如防火布、防火毡的核心就是玻璃纤维，玻璃纤维很容易和树脂相结合，我们把结构紧密、强度高的玻纤布浸入树脂中，硬化就得到了隔热绝缘、不易弯曲的PCB基板了--如果把PCB板折断，边缘是发白分层，足以证明材质为树脂玻纤。

光是绝缘板我们不可能传递电信号，于是需要在表面覆铜。所以我们把PCB板也称之为覆铜基板。在工厂里，常见覆铜基板的代号是FR-4，这个在各家板卡厂商里面一般没有区别，所以我们可以认为大家都处于同一起跑线上，当然，如果是高频板卡，最好用成本较高的覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。

覆铜工艺很简单，一般可以用压延与电解的办法制造，所谓压延就是将高纯度（>9998％）的铜用碾压法贴在PCB基板上--因为环氧树脂与铜箔有极好的粘合性，铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在260℃的熔锡中浸焊而无起泡。

这个过程颇像擀饺子皮，最薄可以小于1mil（工业单位：密耳，即千分之一英寸，相当于00254mm）。如果饺子皮这么薄的话，下锅肯定漏馅！所谓电解铜这个在初中化学已经学过，CuSO4电解液能不断制造一层层的"铜箔"，这样容易控制厚度，时间越长铜箔越厚！通常厂里对铜箔的厚度有很严格的要求，一般在03mil和3mil之间，有专用的铜箔厚度测试仪检验其品质。像古老的收音机和业余爱好者用的PCB上覆铜特别厚，比起电脑板卡工厂里品质差了很远。

控制铜箔的薄度主要是基于两个理由：一个是均匀的铜箔可以有非常均匀的电阻温度系数，介电常数低，这样能让信号传输损失更小，这和电容要求不同，电容要求介电常数高，这样才能在有限体积下容纳更高的容量，电阻为什么比电容个头要小，归根结底是介电常数高啊！

其次，薄铜箔通过大电流情况下温升较小，这对于散热和元件寿命都是有很大好处的，数字集成电路中铜线宽度最好小于03cm也是这个道理。制作精良的PCB成品板非常均匀，光泽柔和（因为表面刷上阻焊剂），这个用肉眼能看出来，但要光看覆铜基板能看出好坏的人却不多，除非你是厂里经验丰富的品检。

对于一块全身包裹了铜箔的PCB基板，我们如何才能在上面安放元件，实现元件--元件间的信号导通而非整块板的导通呢？板上弯弯绕绕的铜线，就是用来实现电信号的传递的，因此，我们只要把铜箔蚀掉不用的部分，留下铜线部分就可以了。

如何实现这一步，首先，我们需要了解一个概念，那就是"线路底片"或者称之为"线路菲林"，我们将板卡的线路设计用光刻机印成胶片，然后把一种主要成分对特定光谱敏感而发生化学反应的感光干膜覆盖在基板上，干膜分两种，光聚合型和光分解型，光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化，从水溶性物质变成水不溶性而光分解型则正好相反。

这里我们就用光聚合型感光干膜先盖在基板上，上面再盖一层线路胶片让其曝光，曝光的地方呈黑色不透光，反之则是透明的（线路部分）。光线通过胶片照射到感光干膜上--结果怎么样了？凡是胶片上透明通光的地方干膜颜色变深开始硬化，紧紧包裹住基板表面的铜箔，就像把线路图印在基板上一样，接下来我们经过显影步骤(使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜)，让不需要干膜保护的铜箔露出来，这称作脱膜（Stripping）工序。接下来我们再使用蚀铜液(腐蚀铜的化学药品)对基板进行蚀刻，没有干膜保护的铜全军覆没，硬化干膜下的线路图就这么在基板上呈现出来。这整个过程有个叫法叫"影像转移"，它在PCB制造过程中占非常重要的地位。

接着是制作多层板，按照上述步骤制作只是单面板，即使两面加工也是双面板而已，但是我们常常可以发现自己手中的板卡是四层板或者六层板（甚至有8层板）。

有了上面的基础，我们明白其实不难，做两块双面板"粘"起来就行啦！比如我们做一块典型的四层板（按照顺序分1~4层，其中1/4是外层，信号层，2/3是内层，接地和电源层），先呢分别做好1/2和3/4（同一块基板），然后把两块基板粘一块不就OK了？不过这个粘结剂可不是普通的胶水，而是软化状态下的树脂材料，它首先是绝缘的，其次很薄，与基板粘合性良好。我们称之为PP材料，它的规格是厚度与含胶（树脂）量。当然，一般四层板和六层板我们是看不出来的，因为六层板的基板厚度比较薄，即使要用两层PP三块双面基板，也未见得比一层PP两块双面基板的四层板能增加多少厚度--板卡的厚度都有一定规范，否则就插不进各种卡槽中了。说到这里，读者又会产生疑问，那个多层板之间信号不是要导通吗？现在PP是绝缘材料，如何实现层与层之间的互联？别急，我们在粘结多层板之前还需要钻孔！钻了孔可以将电路板上下位置相应铜线对起来，然后让孔壁带铜，那么不是相当于导线将电路串联起来了吗？

这种孔我们称之为导通孔（Plating hole，简称PT孔。这些孔需要钻孔机钻出来，现代钻孔机能钻出很小很小的孔和很浅的孔，一块主板上有成百上千个大小迥异深浅不一的孔，我们用高速钻孔机起码要钻一个多小时才能钻完。钻完孔后，我们再进行孔电镀（该技术称之为镀通孔技术，Plated-Through-Hole technology，PTH），让孔导通。

孔也钻了，里外层都通了，多层板粘好了，是不是完事了呢？我们的回答是No，因为主板生产需要大量进行焊接，如果直接焊接，会产生两个严重后果：一、板卡表面铜线氧化，焊不上；二、搭焊现象严重--因为线与线之间的间距实在太小了啊！所以我们必须在整个PCB基板外面再包上一层装甲--这就是防焊漆，也就是俗称阻焊剂的的东东，它对液态的焊锡不具有亲和力，并且在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化，这个特性和干膜类似，我们看到的板卡颜色，其实就是防焊漆的颜色，如果防焊漆是绿色，那么板卡就是绿色。

最后大家不要忘了网印、金手指镀金（对于显卡或者PCI等插卡来说）和质检，测试PCB是否有短路或是断路的状况，可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷，电子测试则通常用飞针探测仪（Flying-Probe）来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确，不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。

总结一下，一家典型的PCB工厂其生产流程如下所示：下料→内层制作→压合→钻孔→镀铜→外层制作→防焊漆印刷→文字印刷→表面处理→外形加工。

印刷电路板材料是任何印刷电路板电子产品的组成部分。它们决定了电子设备的功能和能力的范围。每个PCB都有自己独特的属性集，由其设计和PCB材料提供。

对更多用途和功能更强大的电子产品的需求继续推动着印刷电路板行业的发展。此外，使用PCB构建的应用程序越复杂，对PCB材料的选择就越复杂。

1、 什么是PCB材料

11定义

印刷电路板材料是一种复合材料，它提供了印刷电路板痕迹和元件可以蚀刻在其上的支撑基础。大多数印刷电路板材料通常是玻璃纤维增强环氧树脂基板与铜箔粘合的复合材料。你可以把铜箔粘在基板的任何一边或两边。

更便宜的替代方法是用纸加固树脂并用铜箔粘合。这种另类的PCB材料也很受欢迎。你可以在许多消费和家用电子产品中找到它们。

至于印刷电路，铜是最受欢迎的材料选择。根据预期的设计，铜通常被镀或印在基板的表面上。

但是，您需要在铜回路上覆盖一层锡导线以防止氧化。此外，要使接触指具有高导电性，必须先用锡铅电镀，然后用镍电镀

12什么是柔性PCB材料

柔性PCB材料包括由介电层制成的柔性基板，该介电层为要蚀刻在其上的导电痕迹提供可弯曲的基底。对于具有明确便携性和灵活性要求的PCB电子产品来说，柔性PCB材料是最佳选择。

可以使用聚酰亚胺或聚酯材料作为介电层。铜也是柔性印刷电路板印刷电路的常用材料。这里的铜层厚度可以是00001〃或更小到0010〃或更大。

由于铜的氧化倾向很高，你需要在铜的痕迹上覆盖一层保护层。黄金和焊料通常是这种保护罩的首选材料。

这是因为黄金和焊料具有优异的导电性以及因素的能力。

通常，柔性PCB材料被错误地使用，这与应用于刚性PCB材料的一组规则是一致的。柔性PCCB材料在如何用于制造PCB及其支持的应用方面不同。

13柔性多氯联苯的重要性

你已经在想，“我们有惊人的刚性PCB板，为什么我们甚至需要柔性PCB材料”好吧，几个有说服力的理由支撑着向PCB-flex的转变。让我们看看其中的一些。

柔性pcb更容易包装

我们现在正处于纳米电子学兴起的时代。这意味着我们需要在一个紧凑的区域内安装更多的组件。有了灵活的柔性pcb，这将证明比你想象的更容易。研究表明，与刚性pcb相比，柔性pcb可以节省60%的重量和空间。

这些极其微小的零件现在正在用显微镜、镊子和其他小型工具焊接。好时光，

柔性pcb带来了更可靠和更灵活的组件

请记住，柔性 pcb减少了所需的互连。这意味着焊点和接触压褶较少。当然，这意味着潜在的故障源被最小化，性能也普遍得到改善。这就是为什么flex

pcb现在在医疗应用中无处不在的原因。

目前的电路板，主要由以下组成　线路与图面(Pattern):线路是做为原件之间导通的工具，在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。线路与图面是同时做出的。　介电层(Dielectric):用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材。　孔(Through hole / via):导通孔可使两层次以上的线路彼此导通，较大的导通孔则做为零件插件用，另外有非导通孔(nPTH)通常用来作为表面贴装定位，组装时固定螺丝用。　防焊油墨(Solder resistant /Solder Mask) :并非全部的铜面都要吃锡上零件，因此非吃锡的区域，会印一层隔绝铜面吃锡的物质(通常为环氧树脂)，避免非吃锡的线路间短路。根据不同的工艺，分为绿油、红油、蓝油。　丝印（Legend /Marking/Silk screen):此为非必要之构成，主要的功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框，方便组装后维修及辨识用。　表面处理(Surface Finish):由于铜面在一般环境中，很容易氧化，导致无法上锡(焊锡性不良)，因此会在要吃锡的铜面上进行保护。保护的方式有喷锡(HASL)，化金(ENIG)，化银(Immersion Silver)，化锡(Immersion Tin)，有机保焊剂(OSP)，方法各有优缺点，统称为表面处理。

矿产性质：浮石又叫轻石，是一种浅色的多孔的玻璃质岩石。它是岩浆喷发时，由于压力的急剧减小，内部气体迅速逸出膨胀而形成的。根据其喷发物形状和大小，叫法上有所区别。从豆粒大小到蛋大小的叫火山渣、比豆小的叫火山灰。浮石是酸性火山岩．硬度为6，密度小于lg/cm3，能漂浮于水面；保温隔热良好；多孔而间壁锋利。化学活性高，吸附性强，在水硬性激发剂作用下有明显水硬胶凝性质。

浮石的化学成分不稳定，大体上501占65％—75%, Al0i9％—12%, Cao, Mgo, Fe2O3之和为30％左右。

浮石的化学成分（%）：

日本浅间：SiO2（6267），Al2O3（1601），Fe2O3（232），CaO（644），MgO（372），烧失量（089）。

意大利白榴火山灰：SiO2（460），Al2O3（1650），Fe2O3（1550），CaO（100），MgO（30），烧失量（50）。

黑龙江克东县：SiO2（5163），Al2O3（1433），Fe2O3（627），CaO（579），MgO（654）。

矿产用途：浮石的用途很多，主要用作天然轻质骨料、保温隔热材料、填料等。我国浮石、火山灰主要用途如下。

建筑材料：混凝土用天然轻质骨料。如外墙板、楼板、屋面板；屋面保温层、隔热层；小型空心砌块；耐热混凝土；水泥活性混合材料；配制无熟料水泥；建筑物饰面材科；隔音保温材料。

化学工业：磨粉作过滤剂、干燥剂和催化剂、石油化工中的分子筛储酶载体。

塑料、填料工业：光学玻璃高级磨料、塑料抛光剂、橡胶填料、硬塑料填料、牙膏、肥皂及其他日用化工品填料。

其他：杀虫剂载体、肥料控制剂。

国外浮石、火山的主要用途如下：

建材：轻质混凝土如抹灰泥、装饰板填料比普通混报土轻2%,耐火度高2%;砌块砖、建筑大板、承重构件、水工、热工、桥梁工程建筑构件；铁路道渣；水泥（以浮石为原料)。

研磨业：玻璃及眼镜研磨料，软金属及塑料抛光剂，显像管及荧光屏抛光剂，电镀前抛光金属（银、铜，家具、乐器）．清洗和摩擦木质、金属表面、石料。

填料：金属餐具擦洗剂．电路板清洗研磨料．肥皂、工作服洗涤用去污粉。

日用化工：美容材料，牙膏、机用肥皂和化妆用品填料。

石油化工：分子筛．像胶、沥青、造纸、油漆等的填料，过滤剂、杀虫剂载体，陶瓷彩釉、珐琅配料。代替轻质碳酸钙作塑料充填料。

保温隔热材料：以浮石为主要原料，经高温熔化制成矿棉及其制品，用于天花板的隔音。

矿产及矿石类型：由于火山喷发温度和压力不同，其矿物组成和成分有很大差别，按其组成可将浮石矿床分为玄武岩质、流纹岩质、安山岩质、粗面岩质矿床。

我国浮石资源十分丰富．北起黑龙江、南至海南岛的火山分布区都有浮石矿产分布，以北方地区为多，质量较好，喷发年代较新。

我国浮石资源以玄武岩质浮石为主，流纹岩质浮石仅见长白山地区、安山质岩石较为少见，仅长白山天池有所发现。

工业要求：

矿石质量通常要求：松散容重<1g/cm3；化学成分、抗压强度、粒度分布、吸水率，含泥量作一般了解。

产品质量要求见下表。矿床开采技术条件举例：吉林安图县圆池沸石矿床，最低可采厚度05m，夹石剔除厚度大于02 m，剥采比为05：1。吉林省和龙县赤峰浮石矿床，最低可采厚度05 m，夹石剔除厚度02m，剥采比为05：10。

矿产资源的综合利用：

我国浮石的综合利用：我国现有的浮石矿山企业多数是乡镇企业。天开采。加工方法极其简单。通常是将矿石破碎到20-40mm按粒度分级出售。

（1）吉林安图县浮石矿 该矿有两个矿区：圆池和二道白河矿区，年产量2x10^4 m3,加工原则流程是：原矿→水洗→筛选→晒干→包装。主要设备有笼式破碎机、推土机、搅拌洗矿机和磨粉机。 产品及规格：浮石粒，05-10cm、1-2cm；浮石块，3-5cm、5-8cm、8-12cm;浮石0043mm、006mm、009mm。

(2)黑龙江省克东县火山灰矿 矿区位于黑龙江省克东县境内，1974年建矿。1976年投产。主要生产小型空心砌块。

国外浮石的综合利用：国外浮石的加工流程和方法较为简单，通常是很据资源特点，按粒度分级出售。建筑用浮石加工流程为：原矿分选→破碎→干燥→筛分或水浮净化确分级→产品。工业用浮石粉加工渡程为：原矿破碎→干燥→净化→湿磨→微米级产品。

综合评价：

浮石火山灰是一种廉价的天然建筑材料，开发和利用程度受世界各国工业发展水平和建筑工业的兴衰而变化。

当今世界建筑群休风格各异．型式多样．向高层式多层次发展。要求现代建筑群体具有轻质高强、节能、抗震、风化、保湿、绝热、吸音、无毒和价廉的特点．浮石制品可充分满足以上技术要求，是一种新型建筑材料。有些国家可供开发利用的天热建筑砂石材料面临枯竭，而浮石、火山灰等资源又贫乏，迫使其加速在国内内找寻代用品，加硅藻土、膨胀珍珠岩、 粘土、页岩、炉渣、粉煤灰、塑料粉末等。上述材料的综合性能不如浮石、火山灰和火山渣优良．而且加工费用较昂贵．在建筑上应用受到一定限制。而浮石、火山灰采掘简便，成本低康，因而在世界各国建筑工业上得到普通应用。北美、西欧各国大量进口以们足国内建筑工业的需要。

浮石、火山灰的新用通不断发现．应用范围不断扩宽，如抛光、美容、洗涤、填科（化装用品、装饰板、隔音油漆、膨松油漆）等作为特殊用途的产品在工业上的需求量不断增长。

在数量上建筑工业用浮石占绝对优势．但在价值上工业用浮石、火山灰占优势。如洗涤用浮石在英国每吨售价400英磅，美容用浮石每吨日扣英曲，其盈利幅度较高。许多厂家已转向生产这种高值产品。如美国东部地区从意大利进口-64mm的浮石，进行第二次加工出售，每顿售价220美元。

我国浮石资源极为丰富，除生产建材用浮石外，应研究和开发工业级浮石，深度加工，大量出口，占领国际市场。

一般刚性基板材料的重要品种是覆铜板。它是用增强材料(Reinforeing Material)，浸以树脂胶黏剂，通过烘干、裁剪、叠合成坯料，然后覆上铜箔，用钢板作为模具，在热压机中经高温高压成形加工而制成的。一般的多层板用的半固化片，则是覆铜板在制作过程中的半成品(多为玻璃布浸以树脂，经干燥加工而成)。

覆铜箔板的分类方法有多种。一般按板的增强材料不同，可划分为：纸基、玻璃纤维布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基(陶瓷、金属芯基等)五大类。若按板所采用的树脂胶黏剂不同进行分类，常见的纸基CCI。有：酚醛树脂(XPc、XxxPC、FR一1、FR一2等)、环氧树脂(FE一3)、聚酯树脂等各种类型。常见的玻璃纤维布基CCL有环氧树脂(FR一4、FR一5)，它是目前最广泛使用的玻璃纤维布基类型。另外还有其他特殊性树脂(以玻璃纤维布、聚基酰胺纤维、无纺布等为增加材料)：双马来酰亚胺改性三嗪树脂(BT)、聚酰亚胺树脂(PI)、二亚苯基醚树脂(PPO)、马来酸酐亚胺——苯乙烯树脂(MS)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂等。

按CCL的阻燃性能分类，可分为阻燃型(UL94一VO、UL94一V1级)和非阻燃型(UL94一HB级)两类板。近一二年，随着对环保问题更加重视，在阻燃型CCL中又分出一种新型不含溴类物的CCL品种，可称为“绿色型阻燃cCL”。随着电子产品技术的高速发展，对cCL有更高的性能要求。因此，从CCL的性能分类，又分为一般性能CCL、低介电常数CCL、高耐热性的CCL(一般板的L在150℃以上)、低热膨胀系数的CCL(一般用于封装基板上)等类型

　　电器里边的电路板材是ABS板材做成的。有害物质主要是甲醛。据分子的运动论可知，由于劣质装饰板材中有大量的甲醛，故由于分子在永不停息的做无规则运动，所以进入这种房间就会闻到甲醛的气味。

ABS板材：

　　ABS板材是板材行业新兴的一种材料。它的全名为丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物板。英文名称 Acrylonitrile-butdiene-styrene ，是目前产量最大，应用最广泛的聚合物。它将PS、SAN 、BS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。

　　ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。

　　ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。

　　ABS板材具有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、染色性、成型加工和机械加工好、高机械强度、高刚度、低吸水性、耐腐蚀性好、连接简单、无毒无味、具有优良的化学性能和电气绝缘性能。 能耐热不变形,在低温条件下也具有高抗冲击韧性。还是一种坚硬，不易划伤，不易形变的材料。低吸水性；高尺寸稳定性。常规ABS板不是很白，但韧性非常好，可以用剪板机裁剪，也可开模具冲。

　　ABS的热变形温度为93~118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40~100℃的温度范围内使用。其中，透明ABS板透明度非常好,打磨抛光效果极佳,是代替PC板材的首选材料同亚克力相比, 它的韧性非常好,可以满足对产品细致地加工缺点是透明ABS相对价格比较贵。