pcb板工艺流程
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好的,PCB(印制电路板)的制造工艺流程是一个复杂的多步骤过程,通常包括以下主要步骤(以常见的双面板/多层板蚀刻法为例):
1. 开料/下料
- 将大张的覆铜板根据设计好的拼版尺寸切割成生产所需的小块工作板(Panel)。覆铜板是制造PCB的基础材料,由绝缘基材(如FR-4)和压覆在表面的铜箔构成。
2. 钻孔
- 使用数控钻床在工作板上钻出安装电子元件的通孔(Through Hole)、层间连接的过孔(Via),以及定位孔等。对于高密度板,常使用更精密的激光钻孔来钻微小孔。
3. 孔金属化/沉铜/化学沉铜
- 目的:使非导通的孔壁沉积上导电的铜层,实现层间电气连接。
- 流程:
- 去毛刺:去除钻孔产生的毛刺。
- 化学沉铜(PTH - Plating Through Hole):通过一系列化学药水处理(如除胶渣、活化、沉铜),在绝缘的孔壁和板面上化学沉积一层很薄的导电铜层(约0.5-2微米),为后续电镀铜提供导电基础。
4. 全板电镀铜
- 目的:加厚孔壁和板面上的铜层,确保孔金属化连接的可靠性。
- 流程:将经过沉铜的板子浸入电镀槽,通电进行电镀铜。电镀铜层可达到20-25微米或更厚(取决于需求)。孔壁的铜层厚度是保证电路板可靠性的关键之一。
5. 图形转移/线路形成 (关键步骤)
* **a. 贴膜/涂覆光刻胶:** 在电镀后的铜面上均匀涂覆或贴上一层对特定光线敏感的**光致抗蚀剂/干膜**。
* **b. 曝光:** 将客户设计的、带有线路图形的**底片/菲林**覆盖在贴好干膜的板子上,使用紫外光曝光。底片上透光区域下的干膜发生化学反应(聚合),不透光区域的干膜不发生反应。
* **c. 显影:** 用显影药水将未曝光的、未聚合的干膜区域溶解去除,露出需要蚀刻掉的铜箔区域。已曝光的干膜则保留下来,形成保护图形,覆盖在需要保留为线路的铜箔上。
6. 图形电镀 (可选,根据工艺)
- 目的:在需要保留的线路铜层上额外电镀一层金属(通常是锡或锡铅合金)作为抗蚀保护层。
- 流程:对显影后露出的铜(即未来的线路和焊盘)进行电镀锡(或锡铅)。这层金属在后续的蚀刻工序中保护下面的铜不被蚀刻掉。
7. 退膜
- 将曝光固化的保护干膜(光刻胶)用强碱药水去除掉,露出非线路区域(要被蚀刻掉)的铜箔。
8. 蚀刻
- 目的:去除不需要的铜箔,形成最终的线路图形。
- 流程:使用蚀刻液(通常用酸性氯化铜或氨水蚀刻剂)将暴露出来的、没有锡层(或干膜)保护的铜箔腐蚀溶解掉。被锡层保护的区域(即线路和焊盘)的铜得以保留。
- DES:这是一个常用术语,代表显影(Development)-蚀刻(Etching)-退膜(Stripping) 这三个连续步骤(6、7、8)。
9. 蚀后检查 & AOI
- 使用自动光学检测设备扫描板面,检查线路是否存在开路、短路、缺口、凹陷、毛刺等缺陷。高精密板还会进行电测(ET)检查线路连通性。
10. 阻焊/绿油/防焊
- 目的:在不需要焊接的区域覆盖一层永久性的绝缘保护层(通常为绿色,故称“绿油”),防止焊接短路、防氧化、防机械损伤、提高绝缘性。
- 流程:
- 清洁板面、处理
- 印刷阻焊油墨:通过丝网印刷、喷涂或液态感光油墨涂布方式覆盖油墨。
- 预烘烤:使油墨初步固化。
- 曝光:使用带有阻焊图形的底片覆盖,紫外光曝光,使需要固化的区域(非焊盘)发生反应。
- 显影:去除未曝光的油墨,露出焊盘、金手指等需要焊接或接触的区域。
- 后固化/硬烤:高温彻底固化阻焊层。
11. 表面处理
- 目的:在暴露的铜焊盘(Pad)上形成一层保护层,确保其良好的可焊性、防氧化性和电性能。
- 常用工艺(选择一种):
- 喷锡(HASL - Hot Air Solder Leveling, 热风整平):熔融焊锡涂覆在焊盘上,热风吹平,形成保护层。便宜,易焊接,但平整度不高。
- 沉金/ENIG(化学镍金):在铜面上依次化学沉积镍层和金层。平整度高,可焊性好,适用于细间距焊盘和金手指。
- 沉锡(Immersion Tin):化学沉积一层锡。平整度高,环保,但保存期较短。
- 沉银(Immersion Silver):化学沉积一层银。平整度高,导电性好,适合高频,但对环境敏感。
- OSP(Organic Solderability Preservative, 有机可焊性保护剂):在铜表面涂覆一层有机保护膜,防止氧化。工艺简单便宜,但保护层薄,可焊性不如金属层持久。
- 电镀硬金:主要用于需要耐磨插拔的区域(如金手指),在金手指区域电镀厚金层。
12. 丝印字符/标记
- 在阻焊层上面印刷白色的(或其他颜色)字符、符号、元件位号、logo等信息,方便后续组装识别元件位置和方向。通常采用丝网印刷或喷墨打印。
13. 后固化/最终烘烤
- 对完成所有印刷和涂覆的表面进行最后的烘烤,确保所有涂层的物理和化学性能稳定。
14. 成型/外形加工
- 目的:将生产拼版切割成单块PCB。
- 方法:
- 锣板/铣边:使用数控铣床(CNC Routing)按外形路径铣切。
- V-Cut:对于形状规则的拼版,在PCB正反面切割V形槽,便于后续分板。
- 冲床:用模具冲压成型(适合大批量简单形状)。
15. 电气测试/FQC
- 飞针测试:移动探针接触测试点,检查连通性和隔离性。适合小批量、高密度板。 针床测试:制作专用测试夹具(带对应PCB测试点的弹簧探针),一次性测试整板。适合大批量生产。 最终质量检验:检查外观、尺寸、孔位、标记等是否符合规格书要求。
16. 清洗(如需要)
- 清除生产过程中残留的粉尘、污渍和化学物质。
17. 包装/出货
- 按要求真空防潮包装,贴标签,装箱出货。
注意事项
- 多层板工艺:多层板的核心区别在于层压步骤。在芯板(已做好内层线路)之间叠放半固化片(预浸材料)和新的铜箔,然后在高温高压下层压成一个整体。然后再进行钻孔、沉铜、外层线路转移等后续步骤。内层线路的制作流程与外层类似(开料->图形转移->蚀刻->AOI)。
- 柔性板:使用柔性基材(如聚酰亚胺PI),工艺类似但设备不同,且通常不需要沉金,表面处理常采用OSP或沉锡。
- 刚挠结合板:结合了刚性板和柔性板,制造流程更复杂,涉及压合多次。
- HDI板:采用更高精度的设备(如激光钻孔、半加成法/改良型半加成法MSAP、更精细的线路制作工艺等)制造包含盲埋孔、微小孔、细线路的高密度互连板。
- 工艺选择:具体的工艺流程和参数会根据PCB的层数、复杂度、精度要求、材料、客户需求和制造商能力等因素进行调整。
这个流程是一个标准化的概述,实际生产会根据板子的具体要求有所增减和优化。
带你了解PCB制造复杂的工艺流程
由于PCB制造复杂的工艺流程,在智能制造规划与建设时,需考虑工艺、管理的相关工作,进而再进行自动化、信息化、智能化布局。 EDA365电子论坛
2020-09-14 18:22:53
pcb加工工艺流程
PCB( Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器
2019-05-06 15:24:07
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