隨著電子設(shè)備向更高性能、更小尺寸的方向發(fā)展，其對(duì)PCB的精密度和性能要求也越來越高。多層板可以提供更多的走線層，讓電路設(shè)計(jì)更復(fù)雜和密集，從而滿足高頻高速傳輸?shù)男枨?。并且，它還能實(shí)現(xiàn)更好的信號(hào)完整性和電磁兼容性。這對(duì)于5G通信、高性能計(jì)算、AI服務(wù)器等高端應(yīng)用來說尤為重要。
相比單層、雙層板，多層板不僅僅是層數(shù)增加，其制造難度也成倍增加。多層板的生產(chǎn)制造會(huì)面臨層間連接、層間堆疊和對(duì)準(zhǔn)、信號(hào)完整性和電磁干擾以及熱管理等難點(diǎn)。對(duì)電子工程師或PCB設(shè)計(jì)師來說，了解多層板的制造流程是很有必要的。
作為行業(yè)知名的PCB打樣/小批量專業(yè)服務(wù)商，嘉立創(chuàng)采用先進(jìn)的VCP鍍銅、真空蝕刻、線路及LDI等技術(shù)，利用超高層工藝、盤中孔工藝等，能實(shí)現(xiàn)最高32層板的生產(chǎn)制造。
我們以嘉立創(chuàng)為例，大致介紹一下多層板的制造流程，以6層及以上PCB生產(chǎn)舉例。
一、開料
開料是利用自動(dòng)開料機(jī)把大尺寸的覆銅板切割成適合生產(chǎn)需要的特定規(guī)格基材大小的過程。
這個(gè)過程不僅包含切割，而且還涉及對(duì)切割后的基材進(jìn)行磨邊處理。
開料
二、鉆孔
板廠利用數(shù)控鉆孔機(jī)，基于工程鉆孔資料在覆銅板上預(yù)定的位置精確鉆出孔洞。
鉆孔
三、沉銅
通過電化學(xué)方法，將電解液中的銅離子沉積在孔壁上，進(jìn)而形成均勻的銅箔層，即為沉銅。
四、干膜
干膜是一種感光材料，可以在強(qiáng)紫外光線下發(fā)生聚合反應(yīng)，使干膜初步固化。曝光過程中，未被光線照射的區(qū)域處于未固化狀態(tài)，方便后續(xù)的顯影。
五、線路曝光
利用LDI技術(shù)將CAM資料投射到覆有干膜的PCB上，被光照射的干膜在強(qiáng)紫外光線下發(fā)生聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)初步固化，為后面的顯影打下基礎(chǔ)。
六、線路顯影
線路顯影指使用顯影液溶解未光固化的干膜，露出銅面，形成設(shè)計(jì)所需的電路圖形。
七、圖形電鍍
在電鍍生產(chǎn)線上，經(jīng)過前處理后，再通過電化學(xué)反應(yīng)在暴露的線路和孔壁上鍍覆一層銅，隨后在銅層表面鍍上一層錫，保護(hù)線路和孔壁銅箔在后面蝕刻工序中免受蝕刻液的侵蝕。
八、褪膜
將PCB置于褪膜設(shè)備中，褪膜劑與干膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再通過清洗方式除掉剩余干膜，露出未被鍍錫保護(hù)的銅箔。
九、蝕刻
使用蝕刻藥水腐蝕掉褪膜后暴露的銅箔，保留鍍錫層下的銅箔，再褪去鍍錫層，獲得設(shè)計(jì)所需的線路圖形和金屬化孔。
十、線路AOI測(cè)試
板廠利用機(jī)器視覺技術(shù)來檢測(cè)PCB線路圖案的工藝，主要用于檢查線路制作中的缺陷，如開路、短路、斷線、毛刺等問題。
大致過程分為：
1.圖像采集：AOI設(shè)備通過高分辨率相機(jī)或激光掃描對(duì)PCB線路進(jìn)行拍攝，獲取實(shí)際線路的圖像。
2.對(duì)比分析：檢測(cè)系統(tǒng)將拍攝的圖像與生產(chǎn)資料進(jìn)行對(duì)比，分析是否存在偏差或缺陷。
3.缺陷識(shí)別：檢測(cè)系統(tǒng)通過算法自動(dòng)識(shí)別開路、短路、毛刺、線路殘缺等問題
4.結(jié)果輸出：檢測(cè)結(jié)果以圖形或報(bào)告形式輸出，標(biāo)記出缺陷位置，供操作人員確認(rèn)并采取修正等措施。
十一、四線低阻測(cè)試
四線低阻測(cè)試是一種精密測(cè)量電阻的測(cè)試方法，常用于檢測(cè)PCB中的導(dǎo)電線路或過孔的電阻值，以確保其導(dǎo)電性能符合設(shè)計(jì)要求。與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比，四線低阻測(cè)試可以提供毫歐級(jí)的高精度測(cè)量，適用于生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的壞孔問題。
四線低阻測(cè)試
十二、層壓
在多層板生產(chǎn)中，層壓是一個(gè)非常關(guān)鍵的工序。此工藝在完成內(nèi)層線路后，通過特殊定位方法，將PCB內(nèi)層芯板、預(yù)浸漬材料(PP)和外層銅箔按設(shè)計(jì)順序堆疊。隨后，按照工藝規(guī)定的程序和條件進(jìn)行加熱層壓，形成完整的多層PCB結(jié)構(gòu)。
壓合機(jī)
十三、盤中孔
在PCB制造過程中，用特殊工藝將需塞孔的鉆孔金屬化后，把預(yù)先通過激光鉆孔做好的鋁片制作成鋁片網(wǎng)板，安裝到真空塞孔機(jī)上。然后將樹脂/銅漿塞入對(duì)應(yīng)的孔中，經(jīng)過高溫固化和樹脂研磨后，使孔口平整。最后，通過電鍍技術(shù)形成電鍍蓋帽，將鉆孔后的焊盤還原成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)過孔的導(dǎo)電性、焊盤的平整性和完整性。
盤中孔工藝三維示意圖
十四、阻焊
制作好線路的PCB在整板印刷阻焊油墨，再通過低溫烘烤至半固化狀態(tài)。然后，使用LDI/LED曝光技術(shù)對(duì)需保留的油墨進(jìn)行光學(xué)固化，最后經(jīng)顯影清除未固化的油墨，露出焊盤或阻焊開窗區(qū)域，明確定義出可焊區(qū)域與絕緣區(qū)域。
LDI曝光機(jī)
十五、字符
字符是采用網(wǎng)板印刷或噴印等方法將文字標(biāo)識(shí)(字符)添加到PCB表面，再進(jìn)行固化處理。
十六、表面處理
通過表面化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的方式，在PCB裸露的銅箔表面形成一層緊密結(jié)合的覆蓋層，提高PCB的焊接可靠性和導(dǎo)電性，并為PCB焊盤表面提供有效保護(hù)。如果是在嘉立創(chuàng)生產(chǎn)，F(xiàn)R-4 PCB的表面處理工藝主要有有鉛噴錫、無鉛噴錫和沉金工藝。
十七、AVI檢測(cè)
AVI檢測(cè)是利用圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)自動(dòng)掃描、收集和分析PCB表面圖像，識(shí)別表面缺陷，確保PCB的質(zhì)量和可靠性。
AVI檢測(cè)
十八、外形加工
利用數(shù)控鑼板機(jī)、V割機(jī)或斜邊機(jī)對(duì)PCB外形進(jìn)行處理，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)從大板中分割出的PCB進(jìn)行V割或邊緣處理，確保PCB符合需求。
外形加工有鑼板分割、V割、斜邊等加工方式。
十九、終檢
終檢是通過FQC工序?qū)CB進(jìn)行全面的質(zhì)量驗(yàn)證、功能測(cè)試等，確保產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和可靠性達(dá)到出貨標(biāo)準(zhǔn)。
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