PCB 制作流程：开料、内层干膜等关键步骤解析

PCB 制作流程：开料、内层干膜等关键步骤解析

1.切割

裁切是将原覆铜板切割成生产线上可供制作的电路板的工序。

首先我们来了解几个概念：

（1）UNIT：UNIT是指PCB设计工程师设计出来的单元图形。

（2）SET：SET是指工程师为了提高生产效率，方便生产，将多个单元拼凑在一起的图形。就是我们常说的拼图，里面包括单元图形，工艺边条等。

（3）PANEL：PANEL是指由多块SET拼合而成的板子，并加上工具板边，以提高效率，方便生产。

2. 内干膜

内层干膜是将内层电路图形转移到PCB板上的工艺过程。

在PCB生产中，我们会提到图形转移的概念，因为导电图形的制作是PCB生产的基础。因此，图形转移工艺对PCB生产具有十分重要的意义。

内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻等多个工序。内层贴膜是在铜板表面贴上一层特殊的感光膜，也就是我们所说的干膜。这层膜遇光就会固化，在板子上形成一层保护膜。曝光显影是将贴好膜的板子曝光，透光的部分就会固化，而不透光的部分还是干膜。然后经过显影之后，将未固化的干膜揭掉，对贴有固化保护膜的板子进行蚀刻。揭膜之后，内层电路图形就转移到板子上了。整个流程如下图所示。

对于设计人员来说，我们考虑的最重要的就是最小线宽、间距控制以及布线的均匀性。因为间距太小会造成膜夹层，膜无法完全去除，造成短路。如果线宽太小，膜的附着力不足，造成断路。所以在生产时还必须考虑电路设计时的安全间距（包括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等）。

（1）预处理：磨板

磨板主要作用：基础前处理，解决表面清洁度、表面粗糙度问题。去除氧化，增加铜面粗糙度，利于膜层附着在铜面上。

研磨前 研磨后

（2）薄膜应用

将处理后的基片通过热压或者涂布的方式附着干膜或者湿膜，以方便后续的曝光制作。

（3）曝光

将菲林与已压好干膜的基板对准，利用曝光机上的紫外线将菲林图案转移到感光干膜上。

负片

（4）发展

利用显影液（碳酸钠）的弱碱性将未曝光的干膜/湿膜溶解、洗去，而保留曝光部分。

（5）蚀刻

未曝光的干膜/湿膜经显影液清除后，会露出铜面，再用酸性氯化铜将此露出的铜面溶解腐蚀，即可得到所需的电路。

（6）除膜

用氢氧化钠溶液剥去保护铜表面的裸露干膜，露出电路图案。

3. 布朗宁

目的：

就是在内层铜表面形成微观粗糙度和有机金属层，以增强层间结合力。

工艺原理：

通过化学处理生成均匀、键合性能好的有机金属层结构，使内层键合前铜层表面进行可控粗化处理，用于增强压合后内层铜层与半固化片的键合强度。

4. 层压

压合是利用PP片材的黏着性，将各层电路黏合为一个整体的工艺过程。这种黏合是通过界面上大分子间的相互扩散、渗透，进而交织，将分立的多层板与PP片材压合为所需层数和厚度的多层板。实际操作中，将铜箔、黏合片（半固化片）、内层板、不锈钢、隔离板、牛皮纸、外层钢板等材料按工艺要求叠合。

对于设计人员来说，压合时首先要考虑的就是对称性。因为压合过程中，电路板会受到压力、温度的影响，而且压合后电路板内部仍然会存在应力。因此，如果压合后的电路板两面受力不均匀，两面受力就会不一样，导致电路板向一侧弯曲，大大影响PCB的性能。

另外，即使在同一平面上，如果铜分布不均匀，各点的树脂流动速度也会不一样，这样就会出现铜少的地方厚度稍薄，铜多的地方厚度稍厚的情况。

为了避免这些问题，设计时必须详细考虑铜分布的均匀性、堆叠的对称性、盲埋孔的设计布局等各方面因素。

5. 钻孔

电路板各层之间都开设有通孔，以达到连接各层的目的。

传奇钻头

6. 铜板电镀

（1）铜沉积

也叫化学铜，钻孔后的PCB板在沉铜槽中发生氧化还原反应，生成铜层对孔进行金属化，使铜沉积在原本绝缘的基材表面，实现层间电气连通。

（2）板面电镀

将刚镀铜好的PCB板表面及孔内的铜加厚至5-8um，防止图形电镀前孔内较薄的铜被氧化、微蚀，从而漏出基板。

7. 外层干膜

其工序与内层干膜相同。

8.外层图案电镀，SES

将孔和电路的铜层镀到一定的厚度（20-25um），以满足最终PCB板的铜厚要求。蚀刻掉板上未使用的铜，露出有用的电路图案。

蚀刻掉铜后，露出有用的电路图案。

9. 阻焊层

阻焊又称防焊膜或绿油，是印刷电路板生产中最关键的工序之一，主要通过丝网印刷或涂阻焊油墨的方式，涂在板面，经过曝光、显影后，露出需要焊接的焊盘、孔，其他地方用阻焊膜覆盖，防止焊接时发生短路。

10.丝网印刷字符

采用丝网印刷将所需的文字、商标或零件符号印在板面，再经紫外线曝光。

11.表面处理

裸铜本身具有良好的可焊性，但长期暴露在空气中容易被水分氧化，倾向于以氧化物的形式存在，不太可能长时间保持原来的铜，因此需要对铜表面进行处理。表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电气性能。

常见的表面处理有：喷锡、沉金、OSP、沉锡、沉银、镍钯金、电硬金、电金手指等。

12. 成型

使用 CNC 机器将 PCB 切割成所需尺寸。

13.电气测试

模拟板子状态，上电检查电气性能，是否有开路，短路的情况。

14. 最终检验、随机检测和包装

检查板材的外观、尺寸、孔径、厚度、标记等是否符合客户要求。合格产品包装成捆，便于储存和运输。