剛性多層 PCB 板作為現(xiàn)代電子設(shè)備的關(guān)鍵支撐部件,其制作過程涉及多道精細(xì)且復(fù)雜的工序,每一步都關(guān)乎最終產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。以下是詳細(xì)的制作工藝流程:
一、內(nèi)層線路制作
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開料:根據(jù)設(shè)計要求,選取合適規(guī)格的覆銅板作為基板材料,使用高精度數(shù)控切割機將大尺寸的覆銅板切割成所需的內(nèi)層板尺寸,確保尺寸精度控制在極小范圍內(nèi),一般公差在 ±0.1mm 以內(nèi),為后續(xù)加工奠定基礎(chǔ)。
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內(nèi)層貼膜:將開料后的內(nèi)層板表面進行清潔處理,去除油污、灰塵等雜質(zhì),然后通過熱壓或真空貼合的方式,在板面上均勻地貼上一層感光干膜。干膜的厚度通常在 15 - 30μm 之間,其作用是在后續(xù)曝光工序中保護不需要蝕刻的銅箔區(qū)域。
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曝光:利用高精度曝光機,將設(shè)計好的內(nèi)層線路圖形通過紫外線照射轉(zhuǎn)移到感光干膜上。曝光機的能量、時間等參數(shù)需精準(zhǔn)控制,例如能量一般控制在 80 - 120mJ/cm2,使干膜在受光區(qū)域發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),變得不溶于后續(xù)的顯影藥水,從而固定線路圖案。
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顯影:把曝光后的內(nèi)層板放入特定的顯影液中,未曝光的干膜區(qū)域會迅速溶解,露出下面的銅箔,形成初步的內(nèi)層線路圖形。顯影過程需嚴(yán)格監(jiān)控溫度、時間等參數(shù),溫度一般控制在 30 - 35°C,時間約為 60 - 90 秒,確保線路圖形清晰、準(zhǔn)確。
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蝕刻:使用酸性或堿性蝕刻液去除不需要的銅箔,留下設(shè)計好的內(nèi)層線路。蝕刻液的濃度、溫度、流速以及蝕刻時間都要精細(xì)調(diào)控,比如蝕刻液濃度控制在 1.5 - 2.5mol/L,溫度 45 - 55°C,蝕刻時間根據(jù)銅箔厚度和線路密度而定,一般在 60 - 180 秒,以保證蝕刻精度,使線路邊緣光滑、整齊,線寬公差控制在 ±0.05mm 以內(nèi)。
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去膜:蝕刻完成后,采用化學(xué)藥水或機械打磨的方式將內(nèi)層線路上殘留的干膜徹底去除,得到干凈的內(nèi)層線路板,為下一步壓合做準(zhǔn)備。
二、壓合工序
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棕化處理:對內(nèi)層線路板進行棕化處理,通過化學(xué)溶液使內(nèi)層線路表面形成一層均勻的、具有一定粗糙度的氧化膜,厚度約為 0.2 - 0.5μm。棕化的目的是增強內(nèi)層線路與半固化片之間的黏附力,確保在壓合過程中各層緊密結(jié)合,防止分層現(xiàn)象。
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疊層:按照預(yù)先設(shè)計的多層板結(jié)構(gòu),將多層內(nèi)層線路板與半固化片、外層基板精確疊放。半固化片的作用是在高溫高壓下固化,填充各層之間的空隙,將多層板黏結(jié)成一個整體。疊層過程要保證各層位置準(zhǔn)確無誤,偏移量控制在 ±0.05mm 以內(nèi),使用定位銷等工具輔助定位。
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壓合:利用真空壓合機對疊層后的板料進行壓合,壓合過程需嚴(yán)格控制溫度、壓力、時間等關(guān)鍵參數(shù)。溫度一般在 170 - 200°C,壓力 2 - 4MPa,時間根據(jù)板厚和層數(shù)而定,通常在 60 - 180 分鐘。精確的參數(shù)控制能使半固化片充分固化,各層緊密黏合,避免出現(xiàn)氣泡、分層等缺陷,確保多層板的整體性和機械強度。
三、外層線路制作
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鉆孔:根據(jù) PCB 設(shè)計,使用數(shù)控鉆床鉆出各種孔徑的過孔和安裝孔。鉆孔時要精確控制鉆速、進給量、退刀速度等參數(shù),鉆速一般在 60 - 100 千轉(zhuǎn) / 分鐘,進給量 0.05 - 0.15mm / 轉(zhuǎn),退刀速度適當(dāng)加快,以確??妆诠饣孜痪珳?zhǔn),孔徑公差控制在 ±0.05mm 以內(nèi),避免出現(xiàn)斷針、偏孔等問題。
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沉銅:在鉆出的孔內(nèi)沉積一層薄銅,使內(nèi)層線路與外層線路通過過孔實現(xiàn)電氣連接。沉銅過程采用化學(xué)鍍銅工藝,控制鍍液成分、溫度、pH 值等參數(shù),例如鍍液溫度控制在 25 - 35°C,pH 值在 12 - 13 之間,確保銅層均勻、附著力強,銅層厚度一般在 0.3 - 0.8μm 之間。
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全板電鍍:對整個 PCB 板進行電鍍,加厚銅層,滿足線路導(dǎo)電和機械強度要求。電鍍采用硫酸銅溶液,控制電流密度、電鍍時間等參數(shù),電流密度一般在 1.5 - 3A/dm2,電鍍時間根據(jù)所需銅層厚度而定,通常在 30 - 90 分鐘,電鍍后對板進行清洗,去除表面殘留的電鍍液。
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外層貼膜、曝光、顯影、蝕刻、去膜:這一系列步驟與內(nèi)層線路制作類似,只是操作對象是外層基板,通過這些工序形成完整的外層線路,完成 PCB 板面上可見的電路連接,同樣要嚴(yán)格控制各工序參數(shù),確保線路質(zhì)量。
四、表面處理
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阻焊層制作:在 PCB 板面上涂上阻焊油墨,通過曝光、顯影等工序,使需要焊接元器件的焊盤區(qū)域露出,其余區(qū)域被油墨覆蓋,防止在焊接過程中出現(xiàn)短路,同時保護線路免受外界環(huán)境侵蝕。阻焊油墨的厚度一般在 20 - 40μm 之間,曝光能量、顯影參數(shù)等需精準(zhǔn)設(shè)定。
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字符印刷:利用絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷等技術(shù),在 PCB 板面上印刷元器件標(biāo)識、型號、版本號等字符信息,方便后續(xù)的組裝和維修。字符印刷要保證清晰、準(zhǔn)確、不易褪色,印刷位置公差控制在 ±0.1mm 以內(nèi)。
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表面處理工藝選擇:根據(jù)產(chǎn)品需求選擇合適的表面處理工藝,如沉金、噴錫、OSP(有機可焊性保護劑)等。沉金工藝能提供良好的可焊性和平整度,適用于對焊接質(zhì)量要求極高的產(chǎn)品,如手機主板;噴錫工藝成本較低,可滿足一般性電子產(chǎn)品需求;OSP 則在環(huán)保與成本間平衡較好,能在一定時間內(nèi)保護焊盤不被氧化,便于后續(xù)元器件貼裝。
五、檢測與質(zhì)量控制
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外觀檢查:通過人工目檢或自動光學(xué)檢測(AOI)設(shè)備對 PCB 的外觀進行檢查,查看是否有線路缺陷,如斷路、短路、銅箔翹起、焊盤不良等,以及阻焊層、字符印刷是否完整、清晰,確保 PCB 的外觀質(zhì)量符合要求。
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電氣性能測試:使用專業(yè)的測試設(shè)備,如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器、萬用表等,對 PCB 的電氣性能進行測試。包括測量線路的通斷、阻抗、電容、電感等參數(shù),驗證線路是否符合設(shè)計要求,特別是對于高速信號線路,要確保信號完整性,及時發(fā)現(xiàn)并排除電氣性能方面的問題。
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可靠性測試:為了確保 PCB 在各種復(fù)雜環(huán)境下能夠長期穩(wěn)定工作,需要進行可靠性測試。如熱沖擊測試,模擬 PCB 在高溫、低溫環(huán)境快速切換下的性能表現(xiàn),檢驗其熱穩(wěn)定性;濕度測試,將 PCB 置于高濕度環(huán)境,查看是否出現(xiàn)受潮短路、金屬腐蝕等問題;振動測試,模仿產(chǎn)品運輸、使用過程中的振動情況,檢測焊點、元器件是否松動脫落。只有通過嚴(yán)格的可靠性測試,才能保證 PCB 的質(zhì)量過硬,滿足電子產(chǎn)品的嚴(yán)苛要求。
深圳捷創(chuàng)電子科技有限公司在剛性多層 PCB 板制作領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)功底和豐富的實踐經(jīng)驗。公司引進了國際先進的數(shù)控切割機、曝光機、真空壓合機、數(shù)控鉆床等全套設(shè)備,從內(nèi)層精細(xì)蝕刻到外層完美表面處理,全過程嚴(yán)格遵循工藝標(biāo)準(zhǔn),通過多輪外觀、電氣性能和可靠性測試,保障每一塊剛性多層 PCB 板都達(dá)到行業(yè)頂尖水平。無論是電子產(chǎn)品制造商對高精度多層板的批量需求,還是科研機構(gòu)對特殊規(guī)格多層板的定制要求,深圳捷創(chuàng)電子科技有限公司都能憑借卓越的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的服務(wù),為客戶提供堅實的硬件支撐。