pcb工序
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:
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
- 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:
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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。
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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。
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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。
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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)。
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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:
- 以上是多层PCB板的典型流程,单面板或双面板会省略内层制作和层压等步骤。
- 工序顺序和具体细节可能因工厂设备、技术水平、板子类型(如HDI板有额外工序)和客户要求而异。
- 质量控制(QC) 贯穿整个生产过程,包括AOI、电测、FVI等。
- 环保处理是PCB制造中的重要环节,对各种废水、废气、废液都需要严格处理。
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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