双层pcb板过孔导线是怎样制作的

双层PCB板的过孔（Via）和导线（Trace）的制作是整个PCB制造工艺的核心部分，涉及多个精密步骤。以下是它们的制作流程概述：

核心原理： 利用化学镀铜和电镀铜在绝缘基材（通常是FR-4环氧树脂玻璃纤维板）上形成导电通路（导线），并通过在钻孔壁上沉积铜形成层间连接（过孔）。

主要制作步骤：

基材准备：
- 起始材料是两面都覆有薄铜箔（通常17μm或35μm）的绝缘基板（芯板）。
内层图形制作（如果需要，双层板通常无内层，多层板才有；但对于双层板，此步指两面外层图形制作）：
- 清洁与微蚀： 清洁铜箔表面，轻微蚀刻使其粗糙化，增强附着力。
- 涂覆光刻胶（干膜或湿膜）： 在铜箔两面均匀涂覆一层对紫外线敏感的光刻胶（光致抗蚀剂）。
- 曝光： 将设计好的电路底片（菲林）覆盖在光刻胶上，用紫外光照射。底片透明区域下的光刻胶被曝光并发生化学反应（聚合或分解，取决于正片/负片工艺）。
- 显影： 用化学溶剂（显影液）洗掉未曝光（负片工艺）或已曝光（正片工艺）的光刻胶，露出下方需要蚀刻掉的铜区域。被光刻胶保护的区域就是最终需要的导线图形。
蚀刻：
- 将板子浸入蚀刻液（通常是酸性氯化铜或碱性氨水蚀刻液）中。未被光刻胶保护的铜箔被蚀刻掉，只留下被光刻胶保护的导线图形区域。
- 剥离： 去除剩余的光刻胶。此时，板子两面已经形成了所需的铜导线图形。
钻孔：
- 使用高精度的数控钻床（或激光钻孔，用于微小孔），根据设计文件在需要连接上下两层的位置钻出过孔（Via）。同时也会钻出定位孔、安装孔等。钻孔贯穿了铜箔和中间的绝缘基材。
孔金属化（制作过孔的关键步骤）：
- 孔壁清洁与活化（除胶渣与凹蚀）： 这一步至关重要。钻孔会在孔壁上产生树脂熔融物（胶渣），阻碍金属化。使用化学溶液（如高锰酸钾）去除孔壁的胶渣，并使孔壁轻微粗糙化（凹蚀），以增加表面积和附着力。
- 化学沉铜（无电镀铜）：
  - 活化： 将板子浸入含钯等贵金属催化剂的活化液中。催化剂吸附在孔壁（包括树脂和玻纤）和板面铜箔上。
  - 化学镀铜： 将板子浸入化学镀铜液中（如甲醛还原的硫酸铜溶液）。在催化剂作用下，溶液中的铜离子在孔壁和整个板面上还原沉积一层非常薄的铜（约0.3-1μm）。这层铜使原本绝缘的孔壁具备了初步的导电性。这是形成过孔电气连接的基础。
全板电镀铜（加厚导电层）：
- 将板子放入电镀槽中作为阴极。通直流电，在化学沉铜层的基础上电镀加厚铜层（通常约20-25μm）。电流通过化学沉铜层传导，使得孔壁内、板面上的铜导线同时被加厚。这一步显著增强了孔壁铜层的机械强度和导电能力，也加厚了外层导线。
外层图形制作（与内层类似，但因有孔金属化，图形定义更关键）：
- 涂覆外层光刻胶： 在整个电镀加厚后的铜层（包括孔内和板面）上再次涂覆光刻胶。
- 外层曝光与显影： 使用外层电路底片进行曝光和显影。这次定义的图形不仅包括最终的外层导线，也包括需要后续镀上锡或其他金属保护的焊盘区域（过孔焊盘通常包含在内）。显影后，需要保留铜的区域（导线、焊盘）被光刻胶覆盖，需要最终蚀刻去除铜的区域则裸露出来。
图形电镀（可选，但常见）：
- 电镀铜（二次加厚）： 只在显影后裸露的铜区域（即最终要保留的导线和焊盘）上进行电镀，进一步加厚这些区域的铜（增加载流能力）。
- 电镀锡/锡铅（抗蚀刻保护层）： 在刚刚电镀加厚的铜层上，再电镀一层锡或锡铅合金。这层金属在后续蚀刻步骤中充当保护层，保护其下方的铜不被蚀刻掉。
外层蚀刻：
- 去除外层光刻胶： 剥离覆盖在导线和焊盘上的光刻胶。
- 蚀刻： 将板子浸入蚀刻液。此时，板面上有两类区域：
  - 有电镀锡/锡铅保护的区域（即最终的导线、焊盘、过孔焊盘）。
  - 没有保护的区域（即之前在显影步骤中裸露的铜区域，这些铜下面是全板电镀层）。
- 蚀刻液蚀刻掉没有锡/锡铅保护的铜层（全板电镀层），露出了下方的基材绝缘层。而有锡/锡铅保护的铜层（图形电镀区域）则保留下来，形成了最终的外层导线、焊盘和过孔焊盘。
- 退锡/铅： 用化学溶液去除作为保护层的锡或锡铅，露出下面光亮的铜导线和焊盘。
阻焊层（绿油/Solder Mask）：
- 在除了焊盘（需要焊接）和某些测试点之外的所有区域，印刷或涂覆一层阻焊油墨（通常是绿色的），然后曝光显影固化。这层绝缘层保护导线，防止短路和氧化。过孔可以被覆盖（盖油Via Tent）或暴露（开窗）。
表面处理（Finish）：
- 在暴露的焊盘（包括过孔焊盘）上进行表面处理，如喷锡（HASL）、沉金（ENIG）、沉银（Immersion Silver）、OSP等，以提高可焊性和抗氧化性。
丝印（Silkscreen）：
- 在阻焊层上印刷白色的字符、标识、元件位号等。
电气测试与成型：
- 进行电气通断测试（飞针测试或针床测试），确保所有导线连通、过孔连通且无短路。
- 按照外形轮廓进行切割（V割、铣边）。

总结关键点:

导线制作： 通过光刻胶图形转移（曝光显影）定义导线形状，然后蚀刻掉不需要的铜箔形成。
过孔制作： 核心是钻孔后的孔金属化。
- 通过化学处理（除胶渣、凹蚀）清除钻孔残留物并粗化孔壁。
- 通过化学沉铜在绝缘孔壁上沉积一层极薄的导电铜层。
- 通过电镀铜加厚孔壁铜层至所需厚度，确保可靠的机械和电气连接。
过孔是导线的一部分： 过孔本质上是通过孔壁上的镀铜层将上下两层的导线图形连接起来，它本身是导线在不同层间延伸的通道。