PCB制造工艺
深入了解PCB制造完整流程，从内层制作到最终成品的各个关键工序。
PCB制造流程概述
制造工艺流程
PCB制造是一个复杂的多步骤过程，主要包括：
- 内层制作：内层线路图形转移
- 层压：多层板层合
- 钻孔：过孔和通孔加工
- 电镀：孔金属化和线路电镀
- 蚀刻：去除多余铜箔
- 阻焊：涂覆保护层
- 丝印：印刷标识文字
- 表面处理：焊盘表面处理
- 成型：切割成成品尺寸
- 测试：电气性能测试
内层制作
内层制作流程
- 开料：将大板切割成工作尺寸
- 钻孔定位孔：用于层压对位
- 前处理：清洁铜面，增加粗糙度
- 贴膜：在铜面上贴感光干膜
- 曝光：使用菲林进行UV曝光
- 显影：去除未曝光的干膜
- 蚀刻：用氯化铜蚀刻液腐蚀多余铜
- 退膜：去除保护干膜
- AOI检查：自动光学检测
关键工艺参数
| 参数 | 典型值 | 说明 |
|---|---|---|
| 干膜厚度 | 25-38μm | 感光干膜 |
| 曝光能量 | 150-250mJ | UV曝光 |
| 显影温度 | 30-35°C | 碳酸钠溶液 |
| 蚀刻温度 | 50-55°C | 氯化铜蚀刻 |
层压工艺
层压原理
层压是将多个内层板和半固化片(Prepreg)叠在一起，在高温高压下粘合成多层板的过程。半固化片在加热后软化并流动，填充层间空隙，然后固化将各层粘合。
层压工艺参数
- 温度：180-200°C
- 压力：15-25kg/cm²
- 时间：60-90分钟
- 升温速率：2-3°C/min
压合结构
层压前需要精确计算半固化片数量和顺序，确保最终板厚符合要求。
钻孔工艺
钻孔类型
- PTH孔：金属化孔，需要电镀连接各层
- NPTH孔：非金属化孔，用于定位和安装
- 埋孔：内层之间的过孔
- 盲孔：表层与内层的连接孔
- 激光孔：微小孔径，通常用于HDI板
钻孔参数
| 孔径类型 | 最小孔径 | 公差 |
|---|---|---|
| 机械钻孔 | 0.15mm | ±0.05mm |
| 激光钻孔 | 0.05mm | ±0.02mm |
| 锣槽 | 1.0mm | ±0.1mm |
电镀工艺
孔金属化
孔金属化(PTH)是使绝缘孔壁沉积金属层的过程，是多层板连通的关键：
- 去毛刺：去除钻孔产生的毛刺
- 除油：清洁孔壁油污
- 微蚀：粗化孔壁表面
- 钯活化：沉积钯催化剂
- 化学铜 ：沉积薄铜层
- 电镀铜：加厚铜层到要求厚度
电镀铜厚度
| 板类型 | 最小铜厚 |
|---|---|
| 一般PCB | 20μm |
| IPC Class 2 | 20μm |
| IPC Class 3 | 25μm |
| 高功率板 | 35μm+ |
蚀刻与阻焊
蚀刻工艺
蚀刻是利用化学药液去除非线路区域的铜箔。常用蚀刻液有氯化铜、硫酸铜和碱性氯化铜。蚀刻质量直接影响线路精度。
阻焊工艺
阻焊(Solder Mask)用于保护铜线路，防止短路和氧化：
- 前处理：清洁板面
- 丝印：涂覆感光阻焊油墨
- 预烤：初步干燥
- 曝光：UV光固化
- 显影：去除未固化油墨
- 后固化：完全固化