pcb加工流程图
好的,这是一份PCB加工(制造)的核心流程图,使用中文说明各个主要工序:
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开料 (Panelization & Cutting)
- 将大面积的覆铜板(基材,如FR-4)根据生产拼版设计,切割成适合后续加工的小块工作板(Panel)。
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内层线路制作 (Inner Layer Processing) - (适用于多层板)
- 内层前处理 (Cleaning & Pretreatment): 清洁铜面,去除氧化、油污等。
- 涂覆光刻胶/压膜 (Dry Film Lamination / Resist Coating): 在铜箔表面均匀覆盖一层感光材料(光刻胶或干膜)。
- 曝光 (Exposure): 将客户设计的线路底片(菲林)覆盖在面板上,用紫外光照射。光线透过底片透明区域使感光材料发生化学反应。
- 显影 (Developing): 用化学药液溶解掉未曝光(负片工艺)或已曝光(正片工艺)区域的光刻胶,露出需要保留或蚀刻的铜箔图案。
- 蚀刻 (Etching): 用蚀刻液(通常是酸性或碱性溶液)将显影后露出的非线路区域的铜箔腐蚀掉。
- 去膜 (Stripping): 去除残留的光刻胶,露出了最终的内层导电线路图形。
- 棕化/黑化 (Oxidation / Blackening): 对线路铜面进行微蚀刻和氧化处理,形成粗糙表面,增加后续压合时与树脂的结合力。
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层压 (Lamination) - (适用于多层板)
- 叠板 (Lay-up): 将制作好的内层芯板(Core)、半固化片(Prepreg, PP)和铜箔按设计顺序叠放。
- 压合 (Pressing): 在高温高压下将所有层压合固化成一个整体多层板。树脂熔化并填充间隙,将各层紧密结合。
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钻孔 (Drilling)
- 根据设计文件,用精密钻床(或激光钻孔)在工作板上钻出通孔(Via)、元件孔(PTH)、安装孔等。这是连接不同层电气信号的关键步骤。
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孔金属化 (Hole Metallization / Plated Through Hole - PTH)
- 除胶渣 & 前处理 (Desmear & Cleaning): 去除钻孔产生的树脂残渣和污染物,使孔壁清洁、活化。
- 化学沉铜 (Electroless Copper Deposition): 通过化学方法在孔壁和非线路区域的整个表面沉积一层薄薄的导电铜层(约0.3-1μm),使孔壁具备导电性基础。
- 全板电镀铜 (Panel Plating): 在化学沉铜的基础上,通过电解电镀的方法加厚整个板面和孔壁的铜层(通常到20-25μm以上),确保孔壁导电可靠性和后续线路的导电性。
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外层线路制作 (Outer Layer Processing)
- 过程与内层线路制作 (步骤2) 非常相似:
- 前处理 (Cleaning & Pretreatment)
- 涂覆光刻胶/压膜 (Dry Film Lamination / Resist Coating)
- 曝光 (Exposure) - 使用外层线路底片
- 显影 (Developing)
- 图形电镀 (Pattern Plating): 在需要最终保留线路和焊盘的区域(通常是显影后露出的铜区域),电镀加厚铜层(达到最终的电气厚度要求),并通常同时镀上一层锡或锡铅作为后续蚀刻的保护层。
- 去膜 (Stripping): 去除线路之外区域的光刻胶。
- 蚀刻 (Etching): 腐蚀掉没有锡/锡铅保护的非线路区域的铜箔。
- 退锡/退铅 (Tin/Lead Strip): 去除用作保护层的锡或锡铅,露出最终的纯铜外层线路和焊盘。
- 过程与内层线路制作 (步骤2) 非常相似:
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阻焊层/绿油 (Solder Mask / Liquid Photoimageable Solder Mask - LPI)
- 前处理 (Cleaning & Pretreatment): 清洁板面,通常进行微蚀或表面粗化处理。
- 涂覆阻焊油墨 (Coating / Printing): 在整个板面涂覆一层感光的液态阻焊油墨(通常是绿色的,故俗称“绿油”)。
- 预烘 (Pre-Baking / Tack Drying): 使油墨达到半固化状态。
- 曝光 (Exposure): 使用阻焊层底片(定义开窗位置),将需要焊盘和特殊区域露出的部分进行曝光。
- 显影 (Developing): 溶解掉未曝光(负片工艺)区域的阻焊油墨,露出焊盘、金手指、标记等需要裸露的区域。
- 后固化 (Final Curing): 高温烘烤使阻焊油墨完全固化,形成坚硬、绝缘、保护性的涂层。
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表面处理 (Surface Finish)
- 在裸露的焊盘和孔位上施加一层保护层,防止铜氧化并提供良好的可焊性或接触性能。常用工艺:
- 热风整平喷锡 (HASL - Hot Air Solder Leveling): 浸锡后吹平。
- 化学沉镍金 (ENIG - Electroless Nickel Immersion Gold): 镍层+薄金层,用于金手指、按键等。
- 化学沉锡 (Immersion Tin): 平整性好。
- 化学沉银 (Immersion Silver): 可焊性好。
- 有机可焊性保护层 (OSP - Organic Solderability Preservative): 有机薄膜保护层。
- 电镀硬金 (Hard Gold Plating): 常用于需要耐磨的金手指。
- 沉钯浸金 (ENEPIG): 镍+钯+金,高性能。
- 在裸露的焊盘和孔位上施加一层保护层,防止铜氧化并提供良好的可焊性或接触性能。常用工艺:
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丝印/文字层 (Legend / Silkscreen Printing)
- 在阻焊层上印刷白色的(或其他颜色)油墨字符、标识、组件位置标记等,便于后续组装和识别。通常是最后一个印刷步骤。
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成型/外形加工 (Routing / Profiling / V-Cutting)
- 根据设计的外形,使用数控铣床(Router)或冲床将工作板(Panel)铣削或冲切成单独的PCB小单元(Board)。
- 对于拼版的板子,可能进行V-Cut(V形切割),方便后期掰断分离。
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电气测试 (Electrical Testing - E-Test)
- 飞针测试 (Flying Probe Test): 适用于小批量或高精度测试。
- 针床测试 (Bed of Nails Test): 适用于大批量生产。使用定制夹具连接测试点,验证PCB的电气连通性(开短路)是否符合设计要求。
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最终目视检查 (Final Visual Inspection - FVI)
- 人工或借助AOI(自动光学检测)设备检查PCB的外观质量:如阻焊覆盖、文字清晰度、表面处理、划伤、污染等是否符合标准。
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包装与出货 (Packaging & Shipping)
- 清洗PCB(如需要)。
- 真空防潮包装(通常加干燥剂),防止氧化和受潮。
- 贴标签,装箱出货。
补充说明 (可选工艺):
- 铣槽 (Slot Milling): 在成型步骤中铣削非圆形孔或槽。
- 沉金手指 (Gold Finger Plating): 在连接器区域镀硬金。
- 盲埋孔 (Blind/Buried Vias): 多层板中连接部分层的孔,制作工艺更复杂(通常涉及激光钻孔和顺序层压)。
- 阻抗控制 (Impedance Control): 在设计和制造过程中严格控制线宽、线距、介质厚度等,以满足特定信号传输的阻抗要求。
这个流程图涵盖了PCB制造的主要核心步骤。实际生产中,根据PCB的类型(单面板、双面板、多层板、软板)、复杂度、特殊要求(如阻抗控制、厚铜、HDI等),某些步骤的顺序、细节或额外工序会有所不同。
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