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汽車?yán)走_(dá)線路板廠分享多層PCB的制造工藝流程

2023-04-27 10:43

  多層板制造方法有電鍍通孔法以及高密度增層法兩種,都是通過(guò)不同工藝的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電路板結(jié)構(gòu)。其中目前采用最多的是電鍍通孔法,電鍍通孔法經(jīng)過(guò)超過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展與完善,電鍍通孔法無(wú)論從設(shè)備、材料方面,還是工藝方面都已相當(dāng)成熟,并已建立起堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。電鍍通孔法既可制作雙面板,又可制作多層板,他們?cè)诠に嚵鞒毯驮O(shè)備上是可以做到復(fù)用的。電鍍通孔法是將絕緣基板表面、內(nèi)層的導(dǎo)體圖形由通孔貫穿,在通孔內(nèi)壁電鍍金屬層并實(shí)現(xiàn)不同層中相應(yīng)導(dǎo)體圖形的連接。以一汽車?yán)走_(dá)線路板廠的制作工藝為例,典型的剛性多層板的主要制作工藝如下圖所示的流程:

開料

  PCB廠并不直接制造覆銅板、半固化片、銅箔等基材,而是向產(chǎn)業(yè)鏈上游的基材廠商采購(gòu)所需的基材,基材在出廠時(shí)都是標(biāo)準(zhǔn)的大尺寸,比如1m*1m(或1m*1.2m)的規(guī)格。然后在PCB制造之前,需要根據(jù)自身加工設(shè)備的規(guī)格,將其切割成適合生產(chǎn)線所需的尺寸。開料之后,對(duì)于多層板的工藝流程,先制作內(nèi)層電路,如內(nèi)層圖形制作、壓合等工序,然后流程又回到了與雙層板一致的流程,如鉆孔、電鍍、外層圖形制作等,最后就是各種檢測(cè)和包裝發(fā)貨。
  內(nèi)層圖形制作多層板的內(nèi)層通常使用薄的雙面覆銅基板,在其表面形成內(nèi)層線路之后,進(jìn)行壓合,即可得到多層板。在內(nèi)層的雙面覆銅板上貼上光敏干膜,然后在貼上內(nèi)層線路的薄膜并曝光,曝光后進(jìn)行顯影,然后用蝕刻機(jī)進(jìn)行蝕刻,去除不必要的銅箔。蝕刻完成之后,內(nèi)層的線路便已呈現(xiàn),這時(shí)候就需要把保護(hù)線路不被蝕刻的保護(hù)膜清除掉,這就是退膜工序。接著就是內(nèi)層的檢查,采用自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)進(jìn)行,在層壓之前,為了提高銅箔與半固化片的結(jié)合能力,需要做棕化處理。

棕化的目的如下:

  1.增大銅箔與樹脂的接觸面積,加大兩者之間的結(jié)合力;

  2.增加銅面對(duì)流動(dòng)樹脂之間的潤(rùn)濕性,使樹脂能流入各死角而在硬化后有更強(qiáng)的附著力;

  3.在銅表面生成細(xì)密的鈍化層,防止硬化劑與銅在高溫高壓狀態(tài)下反應(yīng)生成水而產(chǎn)生爆板。

層壓內(nèi)層板將按照設(shè)計(jì)的層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行堆疊,將制作好的內(nèi)層板、半固化片以及外層的銅箔依順序?qū)盈B,然后熱壓形成一體。層壓完成之后,便進(jìn)入外層線路的制作流程,這部分則與雙層板的制作流程流程是一致的。

鉆孔PCB壓合完成后,各個(gè)層之間還沒(méi)有形成互聯(lián),這時(shí)候就需要鉆孔,然后在孔壁上制作導(dǎo)電銅層,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

化學(xué)沉銅與全板電鍍化學(xué)沉銅是利用化學(xué)方法在絕緣孔壁上沉積上一層薄銅,全板電鍍是在已經(jīng)完成化學(xué)沉銅,具有導(dǎo)電性能的孔壁上使用電鍍的方式增加孔壁銅厚。主要包括三個(gè)過(guò)程:除膠渣、化學(xué)沉銅與電鍍銅。除膠渣將清除孔中的膠渣并同時(shí)在孔壁上產(chǎn)生微粗糙,以增加銅與樹脂的結(jié)合力?;瘜W(xué)沉銅將在孔壁形成薄金屬層,作為電鍍的種子層。電鍍則是為了增加孔壁銅厚。由于此時(shí)板面還沒(méi)有線路圖形,因此該步驟被稱為“全板電鍍”。外層線路圖形目的:將外層線路轉(zhuǎn)移到覆銅板上的全過(guò)程。

圖形電鍍目的:圖形電鍍是在線路圖形裸露的銅皮上或孔壁上電鍍一層達(dá)到要求厚度的銅層與錫層。

退膜目的:用NaOH溶液退去抗電鍍覆蓋膜層使非線路銅層裸露出來(lái)。蝕刻目的:蝕刻是利用化學(xué)反應(yīng)法將非線路部位的銅層腐蝕去。

阻焊PCB的主要功能是承載和連接電子零件。圖形電鍍之后,非接觸或焊接區(qū)域需要用材料保護(hù)起來(lái),以保護(hù)該區(qū)域并防止損壞或氧化。元件組裝多用焊錫膏進(jìn)行焊接,這些涂覆的聚合物就被稱為“阻焊劑"。

字符目的:字符是提供的一種便于辯認(rèn)的標(biāo)記。

表面處理這個(gè)與上邊的“阻焊“工藝不同,這里是要保護(hù)需要焊接或者接觸的區(qū)域,防止裸露的銅箔與空氣接觸氧化而造成焊接不良或者接觸不良。

成型目的:通過(guò)模具沖壓或數(shù)控鑼機(jī)鑼出客戶所需要的形狀。成型的方法有機(jī)鑼、啤板、手鑼、手切。說(shuō)明:數(shù)控鑼板與啤板的精確度較高、手鑼其次、手切板最低且只能做一些簡(jiǎn)單的外形。

測(cè)試目的:通過(guò)電子測(cè)試,檢測(cè)目視不易發(fā)現(xiàn)到的開路,短路等影響功能性之缺陷。

終檢目的:通過(guò)檢驗(yàn)產(chǎn)品外觀缺陷,并對(duì)輕微缺陷進(jìn)行修理,避免缺陷不符合要求的產(chǎn)品流出。

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