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pcb工序

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PCB(印制电路板)的制造是一个复杂且精密的流程,涉及多个工序。以下是主要工序的中文说明,按典型顺序排列:

  1. 开料 (Cutting/Panelization):

    • 将大面积的覆铜板(基材,如FR-4)根据设计要求切割成较小的工作板尺寸(Panel),便于后续加工。
  2. 内层制作 (Inner Layer Processing):

    • 前处理/清洁 (Cleaning): 清洁铜板表面,去除油污、氧化物。
    • 涂布/压膜 (Dry Film Lamination): 在铜板上贴上(或涂布)一层感光干膜(光致抗蚀剂)。
    • 曝光 (Exposure): 将带有线路图形的底片(菲林)覆盖在板子上,用紫外光照射。被光照区域的干膜发生化学反应。
    • 显影 (Developing): 用显影液溶解掉未曝光(负片工艺)或已曝光(正片工艺)区域的干膜,露出下面的铜箔。
    • 蚀刻 (Etching): 用化学蚀刻液(如酸性氯化铜)将露出来的、不需要的铜箔腐蚀掉,留下被干膜保护的线路图形。
    • 退膜/去膜 (Stripping): 去除保护线路的干膜层。
    • 内层AOI (Inner Layer AOI - Automated Optical Inspection): 使用自动光学检测设备检查内层线路图形的缺陷(开路、短路、缺口、毛刺等)。
    • 棕化/氧化 (Oxidation/Brown Oxide): 对线路铜表面进行微蚀和氧化处理,形成一层粗糙的氧化层,增强与后续层压半固化片(PP)的结合力。
  3. 层压 (Lamination):

    • 叠板 (Layup): 将制作好的内层芯板、半固化片(Prepreg, PP)和外层铜箔按设计要求叠放好。
    • 压合 (Pressing): 在高温高压下,使PP熔融流动并固化,将各层牢固地粘合在一起,形成多层板。
  4. 钻孔 (Drilling):

    • 使用精密数控钻床,根据设计文件钻出连接各层电路的导通孔(Via)、元件安装孔(Component Hole)、定位孔(Tooling Hole)等。
    • 孔金属化前处理 (Deburring & Desmear): 去除钻孔产生的毛刺(Deburring)和钻污(钻削高温导致的环氧树脂熔融残留物 - Desmear),为孔壁金属化做准备。
  5. 孔金属化 (Plated Through Hole - PTH):

    • 化学沉铜 (Electroless Copper Deposition): 在非导电的孔壁基材上化学沉积一层薄薄的导电铜层(约0.3-1微米),使孔壁导电。
    • 全板电镀铜 (Panel Plating): 通过电镀方式,在整个板面(包括孔壁)上镀一层更厚的铜(通常20-25微米以上),确保孔壁铜层达到要求的厚度和可靠性。
  6. 外层制作 (Outer Layer Processing):

    • 前处理/清洁 (Cleaning): 清洁板面。
    • 涂布/压膜 (Dry Film Lamination): 贴外层感光干膜。
    • 曝光 (Exposure): 使用外层线路底片进行紫外曝光。
    • 显影 (Developing): 溶解掉未曝光(负片)区域的干膜,露出需要保留的铜面(即线路和焊盘)。
    • 图形电镀 (Pattern Plating): 在露出的铜区域(线路和孔壁)电镀上一层更厚的铜(增加导电性),然后通常再电镀上一层锡(或锡铅)作为蚀刻时的保护层。
    • 退膜 (Stripping): 去除保护线路的干膜层。
    • 蚀刻 (Etching): 蚀刻掉未被锡保护的铜箔(形成外层线路图形)。
    • 退锡 (Tin Stripping): 去除作为保护层的锡层,露出最终的铜线路图形。
    • 外层AOI (Outer Layer AOI): 自动光学检查外层线路图形。
  7. 阻焊/绿油 (Solder Mask / LPI):

    • 前处理 (Cleaning & Surface Preparation): 清洁板面并进行表面粗化处理(如微蚀),增强阻焊油墨附着力。
    • 涂布 (Coating): 涂布液态感光阻焊油墨(LPI - Liquid Photoimageable Solder Mask),通常为绿色,但也有其他颜色。
    • 预烘 (Pre-Baking / Drying): 去除油墨中的溶剂。
    • 曝光 (Exposure): 使用阻焊层底片,让紫外光照射需要固化保护的区域(非焊盘区域)。
    • 显影 (Developing): 溶解掉未曝光(通常为负片工艺)区域的阻焊油墨,露出焊盘和需要焊接的区域。
    • 固化 (Curing): 高温烘烤使阻焊油墨完全固化变硬。
  8. 表面处理 (Surface Finish):

    • 在裸露的焊盘铜层上进行特殊处理,防止氧化,保证可焊性和可靠性。常见工艺:
      • 喷锡 (HASL - Hot Air Solder Leveling): 热风整平,最常用,成本低。
      • 沉金/化学镍金 (ENIG - Electroless Nickel Immersion Gold): 化学沉积镍层和金层,平整性好,适合精密焊盘(如BGA)。
      • 沉银 (Immersion Silver): 化学沉积薄银层。
      • 沉锡 (Immersion Tin): 化学沉积薄锡层。
      • OSP (Organic Solderability Preservative): 有机保焊膜,成本最低,保护期较短。
      • 电镀硬金 (Hard Gold Plating): 耐磨,常用于金手指。
  9. 丝印/字符 (Legend / Silkscreen Printing):

    • 在阻焊层上印制文字、元件标识、公司Logo等信息,通常为白色油墨,便于组装和维修识别。常用网版印刷或喷墨打印。
  10. 成型/外形加工 (Routing / Profiling):

    • 根据设计的外形轮廓,使用数控铣床(Routing)/V-cut机将工作板(Panel)切割分割成单块的小板(Singulated Boards)。对于异形板,可能需要激光切割或冲床冲压。
  11. 飞针/测试 (Electrical Testing - E-Test):

    • 飞针测试 (Flying Probe Test): 用移动的探针测试各网络(Net)的连通性(无开路)和隔离性(无短路)。
    • 测试架测试 (Fixture Test / Bed of Nails Test): 制作专用测试夹具,同时测试板上所有网络点,效率高,适合大批量。
  12. 终检 (Final Visual Inspection - FVI):

    • 人工目检或借助放大镜/AOI设备,对成品板的外观进行全面检查(划伤、污渍、阻焊不良、字符不良、表面处理缺陷、尺寸等)。
  13. 包装出货 (Packaging & Shipping):

    • 清洗干燥后,按要求(如真空包装、防静电包装)进行包装,并贴上标签,准备发货。

关键点:

希望这份详细的中文PCB工序说明能帮助您理解其制造过程!

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