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PCB制造工艺完整指南 | HDI PCB生产详解

2025-04-01

每一台可靠的电子设备背后,都离不开一块精心制造的印刷电路板 (PCB)。从 5G 基础设施到汽车电子、医疗设备和消费电子产品,PCB 构成了电子系统的骨干。对于追求高性能和高可靠性的设计工程师、质量经理和采购人员而言,了解详细的生产流程至关重要。

本文将全面揭示PCB制造流程,从内层成像到最终检测。我们还将探讨能够实现更高布线密度和更小尺寸的特殊HDI(高密度互连)工艺。

标准PCB制造流程:关键步骤详解


PCB多层板制造工艺

1. IL 图像(内层成像)

利用光刻技术将电路图案转移到内层铜层上,形成多层PCB的基础走线。

2. I/L AOI(内层自动光学检测)

高分辨率AOI机器可检测内层是否存在短路、断路和图案缺陷,从而确保层压前电路的精确性。

3. 氧化处理(黑色氧化或氧化处理)

在层压过程中,为了增强与预浸料层的粘合力,在铜的内表面涂覆一层氧化物或黑色氧化物涂层。

4. 上篮

内层预浸料(半固化树脂)和外层铜箔按照设计堆叠起来,为多层粘合做准备。

5. 压合(覆膜)

将叠层结构置于层压机中,经受高温高压,使各层熔合为坚固的多层PCB芯材。

6. 激光钻孔

微孔是通过激光钻孔将外层连接到特定的内层,这对于细间距 BGA(超链接:https://www.richpcba.com/bga-assembly-capability/)和 HDI 设计至关重要。

7. 钻孔(机械)

使用高速机械钻头可以钻出较大的孔,例如通孔、安装孔和元件引脚。

8. PTH(镀通孔)

通孔是通过化学和电解镀铜的方式在多层材料上形成电互连。

9. 面板电镀

全面板镀铜工艺增加了导电路径的厚度,并确保钻孔处金属化均匀。


铜沉积工艺流程图


10. O/L 图像(外层成像)

与内层成像类似,电路图案通过光刻胶和紫外线曝光转移到外层铜箔上。

11. 花纹电镀

选择性镀铜可以加固构成电路走线的区域,而不必要的铜将在下一步中去除。

12. SES蚀刻

化学蚀刻剂溶解未受保护的铜,留下与设计布局相匹配的精确电路特征。

13. O/L AOI(外层 AOI)

外层还要经过另一轮自动光学检测,以检测开路、短路或错位等缺陷。

14. 阻焊层应用(S/Mask)

通过曝光和显影,涂覆焊锡阻焊油墨并形成图案,以保护电路板免受氧化,并防止组装过程中出现焊锡桥接。

15. 图例(丝网印刷)

组件标识符、徽标和参考编号均印在组件上,以协助组装、测试和维修。



16. 表面处理(表面光洁度)

左侧分支(高端饰面):

●化学镀镍浸金(ENIG)

ENEPIG(化学镀镍、化学镀钯、浸金)

硬金,软金

HASL(热风整平)和 LF-HASL(无铅)

这些表面处理增强了可焊性、抗氧化性和引线键合兼容性。

右支(其他收尾方式):

浸锡,浸银

OSP(有机可焊性防腐剂)

这些产品性价比高,适用于符合 RoHS 标准的应用。

17. 路线(CNC轮廓加工)

使用数控路由器或 V 型切割机,将 PCB 铣削成最终轮廓,并将其分割成单个电路板。

18. ET(电气测试)

全面的开路/短路测试确保所有电路连接正确,且不存在电气缺陷。

19. 最终目视检查 (FV)

经验丰富的检验员会在发货前进行人工质量检查,以发现任何外观缺陷或不一致之处。

HDI PCB制造:高密度设计的增强步骤

高密度互连 (HDI) PCB 超越了标准制造工艺,实现了智能手机、物联网设备和高级计算所需的超细线条、微孔和紧凑外形尺寸。

激光钻孔

额外的层构建过程

1. 用于构建层的介电涂层

 
初始层压后,HDI 板会添加一层额外的薄介电层(例如,光成像聚酰亚胺或环氧树脂)来隔离新的电路。

2. 激光钻孔盲孔

利用高精度激光钻出盲孔,连接特定层,而无需穿透整个堆叠结构,从而优化信号路径和层密度。

3.盲通孔金属化

盲孔经过化学镀铜和电镀处理,确保特定层之间可靠的垂直连接。

4. 累积痕迹成像和蚀刻

与外层成像和蚀刻类似,堆积层采用细线光刻技术进行图案化,支持窄线宽和间距。

5. 反复的积累循环

根据设计,构建过程可能会重复多次,以实现高级 HDI 堆叠,例如任意层互连。

PCB钻孔


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