PCB 基礎 3：了解 PCB 製造流程
1 分鐘
- 基材選擇：奠定基礎
- 層壓成像與蝕刻：賦予設計形貌
- 表面處理：保護與提升 PCB
- 先進製造技術：突破極限
- 品質管制與檢測方法
- 結語：
歡迎來到我們 PCB 基礎系列第三篇。本文將逐步拆解 PCB 製造的完整流程，帶你清晰而精準地認識每個環節。
與我們一同踏上這段知識之旅，了解 JLCPCB 如何憑藉先進製造能力與技術，以及對品質保證的無與倫比承諾，將你的 PCB 設計推向更高層次。
基材選擇：奠定基礎
PCB 製造中最關鍵的步驟之一是選擇合適的基材。基材是電路構建的基礎，必須滿足設計的電氣、熱學、機械與成本需求。選對基材會直接影響 PCB 的性能、可靠性與可製造性。
FR-4 是業界最常用的基材，因其優異的電氣絕緣特性與高性價比而廣受青睞。它由玻璃纖維布浸漬環氧樹脂製成，提供堅固且剛性的基板，同時具備良好的熱穩定性與尺寸穩定性，適用於各種應用。
聚醯亞胺（PI）與液晶高分子（LCP）等軟性材料，則適合需要彎曲或撓曲的應用，具備出色的耐熱與耐化學性，常見於航太、汽車與穿戴電子。
Rogers 等高頻專用基材，專為訊號完整性至關重要的高頻應用設計，具有低介電損耗，能在高頻下維持穩定性能。
只要綜合考量設計的電氣、熱學、機械與成本需求，就能選出最合適的基材，確保最佳性能與可靠性。
點擊此處查看 JLCPCB 提供的基材種類。
層壓成像與蝕刻：賦予設計形貌
選定基材後，下一步是層壓成像與蝕刻。層壓成像將 PCB 設計轉移到基材表面：先塗佈一層感光材料（光阻），再透過光罩以紫外線曝光，光阻發生化學反應形成圖案。
成像完成後，利用蝕刻去除多餘銅箔。將基材浸入蝕刻液（如氯化鐵或過硫酸銨），溶解暴露的銅，留下所需電路圖案。
為確保精準蝕刻，需嚴格控制時間、溫度與藥液擾動。過度蝕刻會使線路變細或脆弱，蝕刻不足則殘銅可能造成短路或訊號完整性問題。
表面處理：保護與提升 PCB
表面處理在保護 PCB 並提升組裝效率方面至關重要。首先是防焊層（綠漆），覆蓋銅線路以防氧化、焊錫橋接與環境損傷，同時提供線路間絕緣。
表面處理技術則用於提高焊錫性，常見選項有 HASL（熱風整平）、ENIG（化鎳浸金）與 OSP（有機保焊）。
HASL 將 PCB 浸入熔融焊錫，再以熱風吹平，形成均勻焊錫層，成本低且普及。
ENIG 先鍍鎳再浸金，提供優異焊錫性與抗腐蝕能力，金層確保可靠焊接與電氣接觸。
OSP 則在銅面塗佈有機保護膜，環保且成本低，但需額外步驟確保焊錫性。
文字印刷（Legend）透過網版或噴墨在 PCB 上標示零件位號與識別符號，方便組裝與維修。
選對表面處理技術，可在組裝與運作過程中保護 PCB 免受環境與機械應力影響，同時提升功能與可靠性。
先進製造技術：突破極限
除了基本流程，先進技術更推動產業革新，使複雜高效能 PCB 得以實現。
多層板製程用於超過雙層的設計，將多層基材與銅箔壓合，每層先形成線路後鑽孔導通。疊構與層序經精密設計，確保訊號完整性、電源分配與熱管理。多層板提高電路密度、縮小尺寸並提升電氣性能，適用於高速通訊、主機板與複雜電子設備。
表面貼裝技術（SMT）則將元件直接貼附於板面，取代需插腳的穿孔元件。SMT 元件更小、更輕、更高效，提高電路密度與訊號完整性，並由自動化設備高速精準貼裝，已成現代電子主流。
這些先進技術需專用設備、熟練操作與縝密設計考量，借助多層板與 SMT，即可實現小巧且高效能的 PCB 設計，滿足現代電子嚴苛需求。
品質管制與檢測方法
品質管制是 PCB 製造的核心，透過層層檢測確保最終產品達到最高性能與可靠性。
目視檢查由受訓人員先檢視 PCB 外觀缺陷，如元件偏移、焊點、綠漆覆蓋及任何外觀異常。
自動光學檢測（AOI）利用高解析度攝影機與演算法，比對影像與設計參數，可快速精準發現缺件、偏移、焊點缺陷與極性錯誤。
X-ray 檢測則用於檢視內部結構，如導通孔、BGA 焊點與內層，提供非破壞性測試，特別適合高密度設計。
線上測試（ICT）透過測試探針接觸 PCB 測試點，施加電壓電流，找出不良元件、開路或短路等電氣問題。
功能測試為最終關卡，在實際工作條件下驗證 PCB 功能與性能，確保其正常運作。
透過嚴謹的品質管制與檢測，JLCPCB 等製造商可交付高品質、高可靠度的 PCB，符合客戶與業界標準。
結語：
PCB 製造流程涵蓋基材選擇、層壓成像、蝕刻、表面處理到品質管制等環節，每一步都對打造高品質 PCB 至關重要。
JLCPCB 憑藉先進製造能力與品質保證，是您實現 PCB 設計的可靠夥伴。
與我們合作，釋放電子設計的全部潛能。有了 JLCPCB 作為堅強後盾，您將能自信地將創新理念化為現實，在電子世界中留下深遠影響！
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PCB 基礎 3：了解 PCB 製造流程
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雷射雕刻與專業 PCB 製作：了解 DIY 的限制與工業的優勢
在傳統做法中，我們先施加遮罩圖案，再用化學藥劑去除金屬。在業餘電子領域，使用雷射雕刻機製作電路板是個令人興奮的點子。基本概念是產生雷射，在覆銅板上刻出圖案。通常會先在裸 PCB 上塗一層深色阻劑來保護銅面，接著雷射切割機依照你的電路設計，把該保留銅線處的阻劑燒掉。雷射蝕刻後，再化學蝕刻暴露的銅。先將 PCB 漆成黑色，再雕刻走線的隔離輪廓，最後蝕刻掉裸露的銅。換句話說，雷射取代了光刻或碳粉轉印常用的遮罩步驟。 雷射蝕刻與切割的基本原理 雷射 PCB 原型製作相對容易上手。常見做法是在裸銅板上噴消光黑漆，直到看不見銅線。接著準備電路檔案並啟動雷射，光束會在應保留銅線處汽化黑漆，露出光亮銅面。快速擦拭板子即可清除燒焦漆渣，最後把板子浸入蝕刻液，溶解所有未受保護的銅，只留下雷射定義的線路。 另一種方法使用光敏阻劑與 UV/藍光雷射。板子先壓上一層 UV 感光膜，再以 405 nm 雷射直接「繪製」電路曝光阻劑，可做出 0.2 mm 等級的精細線路。曝光後顯影、蝕刻，如同一般感光板。此 UV 雷射法解析度比燒漆更高，但仍需化學蝕刻去除多餘銅。 業餘玩家與小量原型的常見應用 雷射蝕刻已被用來製作無刷馬達小驅......
專業製造中的 PCB 蝕刻：現代技術與工業強度
印刷電路板的蝕刻，是選擇性地去除板面上不需要的銅，以形成導電走線與焊墊。它本質上是一種減法製程；在光刻或印刷阻劑遮罩完成後，剩餘的銅會被化學蝕刻液移除，留下預期的電路圖案。想像一下，你把銅板送進「溫泉」，只要浸泡正確的藥液，不需要的金屬就會自動溶解。蝕刻在設計複雜電路圖案時既精準又精確。本文將說明，儘管新技術不斷湧現，化學蝕刻仍是 PCB 製造的基礎，其關鍵優勢在於準確度與一致性；只要控制得當，就能產生非常均勻且可重複的走線。 事實上，專家指出蝕刻精度直接影響板材的電氣性能與訊號完整性。此製程具有自限性：只會侵蝕暴露的銅，並在遮罩邊界處乾淨停止。與可能偏移的機械刀具不同，化學藥液會在需要的地方均勻溶解銅。現代光刻可將阻劑圖案對準至數微米內。 受控工業環境中的化學蝕刻製程 大量生產中的氯化鐵與過硫酸銨 在大批量 PCB 中，蝕刻槽的設計以產量與成本效益為目標。過硫酸銨 (APS) 與氯化鐵是兩種常見的化學蝕刻劑。氯化鐵是一種強腐蝕性液體，會與銅劇烈反應，溶解銅並留下所需電路走線。它價格低廉且易於取得，但會產生深橘色的銅鹽沉渣，需安全處置。許多工廠仍使用氯化鐵製作特徵尺寸較大或解析度要求不高的板子。 ......
掌握 PCB 鑽孔精度：高品質電路板的工具、技術與導通孔最佳化
在現代多層板中，精準的孔位用於連接內部銅層並組裝元件。以我們的情況來說，鑽孔開啟了導通孔與穿孔，讓訊號能在各層之間傳遞，坦白說這是 PCB 製程中最關鍵的一環。原因是它奠定了導通孔的基礎，並確保各層 PCB 能彼此通訊。所有鍍通孔最初都只是單純的鑽孔，之後再鍍上銅。直徑僅 100 µm 的孔也必須命中目標。一旦鑽錯，就會產生開路或接觸不良的互連，整塊板子都會受到影響。板子品質、訊號完整性與最終組裝，基本上取決於鑽孔。 非電氣孔也必須透過高效率的鑽孔來處理。其餘孔位不鍍銅，以便鎖螺絲或安裝定位治具。不論哪一種，鑽頭都必須在正確位置鑽出乾淨且完美居中的孔。在現今的 PCB 生產中，所有板子都像一張大型鑽孔工作表，任何微小位移都無法接受。這就是正確鑽孔圖與檔案之所以重要——它們讓 CNC 機台知道每個孔該鑽在哪裡。 鑽孔在層間互連的關鍵角色 因此，PCB 的鑽孔本質上讓電氣連接得以實現。使用 多層板 時，可能會有 4、6 層或更多銅層——若沒有鑽出的孔，所有層都會是各自獨立的島嶼。穿孔與導通孔成了將一切綁在一起的連接。鑽孔後會對孔進行鍍銅，使銅能貫穿板子。鑽頭基本上清除了訊號周圍的區域。孔鍍銅後形成銅壁......
技術指導：V-Cut 拼板標準
對於形狀規則的電路板，可使用 V-cut 拼板。加工方式是在板邊橫截面切出一定深度的 V 形槽，方便元件組裝後分板。由於 V-cut 特性，分離後可能殘留絲狀纖維，可輕輕刮除。因材質在分離時會膨脹與裂開，V-cut 板的外型尺寸公差略大（±0.4 mm）。以此方式拼板的 PCB 稱為「V-cut 拼板」（目前 JLCPCB 的標準 SMT 組裝支援 V-cut 拼板）。 V-cut 加工 以下為我司 V-cut 加工的重點： ■ V-Cut 角度：25 度。 ■ V-Cut 拼板尺寸：長與寬皆需 ≥70 mm。 ■ V-Cut 連接：矩形板可四邊或兩對邊連接（連接邊最小寬度 3 mm；板厚 ≤0.8 mm 時，連接邊最小寬度 5 mm）。 ■ V-Cut 方向：僅能直線（一端到另一端，不可跳刀），且僅雙面 V-cut，不可單面 V-cut。 ■ V-Cut 走線間距：銅層、導線／焊墊等需距 V-cut 中心線至少 0.4 mm，避免 V-cut 時露銅或傷線（另請盡量讓定位孔遠離 V-cut 線，防止分板時孔裂）。 一般需 V-cut 時，板間無間隙；不採用 V-cut 時，兩板間隙為 1.6 m......
技術指導：滑鼠咬痕拼板指南
傳統的 拼板 方法使用 V-Cut。然而，對於不規則形狀的電路板或有特殊需求（如 JLCPCB 的經濟型 SMT 組裝），則需要使用類似信封上郵票邊緣的「郵票孔拼板」。使用這種方法拼板的 PCB 被稱為「郵票孔拼板」或「郵票孔連接」。 郵票孔拼板 可被視為「通用拼板」。只要有位置可以添加郵票孔，各種形狀的電路板都可以透過郵票孔互相連接。郵票孔連接的數量、尺寸以及整體拼板的穩定性，都會直接影響 SMT 組裝的品質。 需要注意的是，郵票孔拼板在分板後可能會留下鋸齒狀邊緣。 ■ 郵票孔尺寸：建議每組使用 5 至 8 個孔，每孔直徑 0.60 mm（不建議少於 5 孔）。 ■ 郵票孔間距：孔邊到孔邊距離應為 0.35–0.4 mm。最小間距需保持 0.3 mm，以確保足夠的連接強度（較薄的板子可能需要稍大間距）。 ■ 郵票孔組數：兩側寬度在 30 mm 以內的板子，至少需要 2 組對稱放置。依實際板子尺寸與元件重量調整組數，建議每 50–60 mm 增加一組郵票孔。 ■ 郵票孔位置：將郵票孔加在板框中心線，或深入板內約三分之一處。若板邊有導通孔、走線、安裝孔或突出元件，請避開這些區域。 ■ 拼板間距：常見......