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更新时间：2024-12-04 10:19  浏览量：26

如何制造PCB？

海外研究所。

印刷电路板PCB是所有现代电子设备的核心，复杂的PCB就像由数百条铜线构成的多层迷宫。而更令人惊讶的是从电脑PCB中大约可以提取0.3克黄金。本期视频了解PCB是如何制造的，又该如何提取黄金？

注意早期的电子元件是通过人工连接导线的，手工操作非常容易出错也无法量产。而且这些电路错综复杂，修复起来非常麻烦。直到1936年在报社工作的天才工程师保罗发现了这些难题，并发明了在绝缘板上印刷电路的概念，通过铜线连接元件，这就是首个PCB。现代的PCB看起来更加精巧复杂。

现代PCB制造从一张简单的铜板开始。首先铜箔会被压在一张平整的绝缘玻璃纤维材料上为其提供支撑，并将在整个制造过程中伴随PCB这个组合连同一层保护性的铝片。

首先被送去钻孔，钻出一些定位孔，这些孔作为后续对准过程的参考点。同时工程师使用PCB设计软件控制钻孔机钻出不同的孔，这些孔用于将元件连接到电路板上。钻孔后电路板会进行彻底清洗，确保没有残留的钻孔碎屑。

然后进入最关键的步骤，如何加工出复杂又微小的机械？答案是通过一种称为石刻的化学工艺，使用一种抗腐蚀的掩膜板覆盖住铜板。掩膜板上刻有相应的电路图案，然后将它进入60至120摄氏度的碱性溶液中，掩膜板未覆盖的部分会被溶解或蚀刻掉。完成此过程后掩膜板也被洗掉，因此只剩下所需的迹线。

如你所见迹线非常细，肉眼几乎难以察觉。为了确认迹线的质量必须进行检查。操作员使用光学检测机通过拍摄电路板的照片并与设计文件进行比较来检查印刷板的质量。机器会检查断路或短路的迹线，损坏或短路的PCB将被淘汰。正常的PCB将进入下一步，你是否想过为什么PCB总是绿色的？这是为了保护电路板免受氧化和灰尘的侵袭。电路板上会涂上树脂，保护涂层变成绿色。这一步过后，铜线就隐藏到了绿色层下。这种绿色树脂具有绝缘特性，你可以清楚的看到，树脂将阻断孔边缘的铜线与元件之间的连接。

为了解决这个问题，需要使一种化学抗性掩膜覆盖孔的边缘区域，然后进行紫外线处理，之后再进行化学浸泡，边缘的绿色树脂就去掉了。

·最后一步是丝网印刷，印一层可见的墨迹，用于识别PCB上的元件标记符号等。

至此一张简单的铜板就加工成了合格的PCB。这种技术叫做THT工艺，稳定性高，成本低但是几乎已经过时。最新的PCB生产技术是THT工艺，这种技术更适合小型化的产品，比如手机、耳机等。我们以耳机的PCB为例，看一下整个制造过程。

·第一步使用EasyEDA软件设计PCB，然后打印出设计图，得到一张电路负片。

·第二步将打印图与抗蚀层一起放置在铜板上，然后将它们放到紫外线灯下，光线会穿过打印层的透明部分，并使抗蚀层硬化。而打印层的黑色墨水会阻止光线到达不需要硬化的区域。

·第三步使用化学品来去除未硬化区域的铜，这样PCB就被制造出来了。

但还存在一个大问题，这块PCB太大，无法放入耳机中，需要缩小它的尺寸。但是我们不能减少元件之间的间隙，因为迹线会重叠，也不能减少迹线的厚度或迹线之间的距离，因为这取决于电流量。怎么办？PCB的另一侧还空着，在这一面放一些元件不就解决了。答对了这就是双面PCB。

现在我们可以将这块较小的PCB安装到耳机中，然而这时的耳机音质会非常差。因为我们将元件或迹线放的太近，它们相互干扰，一条迹线上的电流会产生磁场，影响另一条迹线上的电流。此外两条距离过近的迹线会充当电容器，导致电压变化。这个问题在高频信号中更为严重。

因此在现代PCB中使用了多层技术，通过将接地层和电源层分开可以最大限度地减少干扰问题。层数根据需求确定可以高达12层或更多，它们与绝缘层交替紧密的压在一起。这些层通过各种类型的通孔导电，导孔使用机械钻或激光机制造，这些孔还有助于散热。

有些PCB还含有金，金不仅具有导电性而且高度抗氧化和腐蚀。由于它价格昂贵，因此仅用于镀层，比如固态或显卡的接口。

如何从PCB中提取黄金？首先需要将这块PCB浸泡在硝酸中一周，这会溶解铜和塑料，只留下完好的金。接下来过滤溶液并加热就得到整块金子了。