PCB雙面板的制造工藝-從基材到成型的流程解析
PCB 雙面板的制造工藝雖比多層板簡單，但需嚴格控制每一步的精度 —— 沉銅不足會導(dǎo)致過孔導(dǎo)通不良，蝕刻不均會造成線路斷線，阻焊層脫落會影響絕緣性能。其核心流程包括 “基材準(zhǔn)備→覆銅→鉆孔→沉銅→圖形轉(zhuǎn)移→蝕刻→阻焊層制作→表面處理→成型→測試”，每個環(huán)節(jié)都有明確的工藝參數(shù)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
一、基材準(zhǔn)備：奠定雙面板的 “基礎(chǔ)框架”
基材是雙面板的絕緣載體，需選擇適配的材質(zhì)與規(guī)格，核心步驟包括：
基材選型：雙面板常用 FR-4 基材（環(huán)氧樹脂玻璃布基板），根據(jù)應(yīng)用場景選擇不同參數(shù)：普通消費電子用 Tg=130℃的 FR-4（如生益 S1141），工業(yè) / 汽車電子用 Tg=170℃的高 Tg FR-4（如 Isola 370HR），耐溫要求高的場景（如 LED 驅(qū)動）用 Tg=180℃的 FR-4?；暮穸雀鶕?jù) PCB 需求確定，常用 1.6mm（家電控制板）、1.0mm（小型模塊）、0.8mm（可穿戴設(shè)備），厚度公差 ±0.1mm，確保后續(xù)加工精度。
基材切割：根據(jù) PCB 設(shè)計尺寸（如 10cm×15cm）切割基材，采用數(shù)控銑刀切割（精度 ±0.1mm），避免普通剪切工具導(dǎo)致的邊緣毛刺（毛刺≤0.05mm）。切割后的基材需進行 “去毛邊” 處理（用砂紙或去毛刺機），防止后續(xù)覆銅時銅箔與基材結(jié)合不良。某廠商切割基材時毛刺達 0.1mm，導(dǎo)致覆銅后邊緣起泡率 5%；去毛邊后，起泡率降至 0.1%。
清潔干燥：切割后的基材用異丙醇（IPA）擦拭表面，去除油污、灰塵，再放入烘箱（溫度 80-100℃，時間 30-60 分鐘）干燥，確保含水量≤0.1%，避免后續(xù)沉銅時出現(xiàn)氣泡。
二、覆銅與鉆孔：構(gòu)建線路與過孔的 “基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”
覆銅是形成線路的前提，鉆孔是實現(xiàn)兩面導(dǎo)通的關(guān)鍵，核心工藝包括：
覆銅：在基材兩側(cè)壓制銅箔，銅箔厚度常用 1oz（0.035mm），承載電流 1-2A；工業(yè)場景可用 2oz（0.07mm）銅箔，承載電流 2-3A。覆銅工藝采用 “熱壓法”，溫度 180-200℃，壓力 20-30kg/cm2，時間 30-60 分鐘，確保銅箔與基材結(jié)合緊密（剝離強度≥0.7N/mm，按 IPC-TM-650 2.4.9 標(biāo)準(zhǔn)）。某廠商覆銅時溫度不足 170℃，銅箔剝離強度僅 0.5N/mm；升溫至 190℃后，強度達 0.8N/mm，滿足要求。
鉆孔：采用數(shù)控鉆床在基材上鉆過孔，鉆孔精度 ±0.05mm，孔徑根據(jù)設(shè)計要求確定（常規(guī) 0.3-0.5mm）。鉆孔時需控制轉(zhuǎn)速（30000-50000rpm）與進給速度（50-100mm/min），避免基材分層或孔壁粗糙（粗糙度 Ra≤1.5μm）。鉆孔后需進行 “去鉆污” 處理（用堿性高錳酸鉀溶液，濃度 60-80g/L，溫度 70-80℃，時間 5-10 分鐘），去除孔壁的樹脂殘渣，確保后續(xù)沉銅時銅層與孔壁結(jié)合緊密。某廠商鉆孔后未去鉆污，沉銅后過孔導(dǎo)通電阻達 200mΩ；去鉆污后，電阻降至 50mΩ 以下。
三、沉銅與圖形轉(zhuǎn)移：形成導(dǎo)電線路的 “核心步驟”
沉銅是實現(xiàn)過孔導(dǎo)通的關(guān)鍵，圖形轉(zhuǎn)移是定義線路形狀的核心，工藝要求包括：
沉銅：在基材兩面與過孔內(nèi)壁沉積銅層，形成導(dǎo)電通路。沉銅分為 “化學(xué)沉銅” 與 “電解沉銅” 兩步：
化學(xué)沉銅：在孔壁沉積薄銅層（厚度 0.5-1μm），作為導(dǎo)電基底，鍍液溫度 40-50℃，時間 15-20 分鐘，確?？妆跓o漏鍍；
電解沉銅：增厚銅層至 20-30μm（滿足導(dǎo)通要求），電流密度 1-2A/dm2，溫度 25-30℃，時間 30-60 分鐘，銅層均勻性偏差≤10%。
沉銅后需測試過孔導(dǎo)通電阻（<50mΩ）與絕緣電阻（≥1012Ω），避免導(dǎo)通不良或漏電。某廠商沉銅厚度僅 15μm，過孔導(dǎo)通電阻達 80mΩ；調(diào)整厚度至 25μm 后，電阻降至 40mΩ。
圖形轉(zhuǎn)移：將設(shè)計好的線路圖案轉(zhuǎn)移到覆銅基材上，步驟包括：
涂膠：在銅箔表面涂覆感光膠（厚度 10-20μm），均勻性偏差≤10%；
曝光：用線路膠片（含設(shè)計圖案）覆蓋感光膠，通過紫外線曝光（波長 365nm，能量 50-100mJ/cm2），使曝光區(qū)域感光膠固化；
顯影：用顯影液（如碳酸鈉溶液，濃度 10-15g/L）沖洗，去除未曝光的感光膠，露出需蝕刻的銅箔；
檢查：用放大鏡（20 倍）檢查顯影效果，確保線路邊緣清晰，無感光膠殘留。
某廠商顯影時濃度不足 10g/L，殘留感光膠導(dǎo)致蝕刻不徹底，線路邊緣毛糙；調(diào)整濃度至 12g/L 后，線路邊緣粗糙度≤0.05mm。
四、蝕刻與阻焊層制作：形成線路與絕緣保護
蝕刻是去除多余銅箔的環(huán)節(jié)，阻焊層是保護線路的關(guān)鍵，工藝要求包括：
蝕刻：用化學(xué)溶液（如氯化鐵溶液，濃度 38-42Be'）去除未被感光膠覆蓋的銅箔，保留線路部分。蝕刻溫度 30-40℃，時間 5-10 分鐘，蝕刻速率 1-2μm/min，確保線路無過蝕刻（線路寬度偏差≤0.05mm）或欠蝕刻（殘留銅箔）。蝕刻后用清水沖洗，去除蝕刻液殘留，避免線路腐蝕。某廠商蝕刻時間過長（12 分鐘），線路寬度從 0.2mm 縮至 0.12mm，超出公差；調(diào)整時間至 8 分鐘后，寬度偏差≤0.03mm。
阻焊層制作：在蝕刻后的線路表面涂覆阻焊油墨（綠色為主，也有黑色、藍色），形成絕緣保護，步驟包括：
絲?。河媒z網(wǎng)印刷機將阻焊油墨涂覆在 PCB 表面，厚度 15-25μm，均勻性偏差≤20%；
預(yù)烤：在 70-80℃下烘烤 30-60 分鐘，使油墨初步固化；
曝光：用阻焊膠片（露出焊盤區(qū)域）覆蓋，紫外線曝光（能量 80-120mJ/cm2），固化焊盤外的油墨；
顯影：用顯影液去除未曝光的油墨，露出焊盤；
固化：在 150-160℃下烘烤 60-90 分鐘，使油墨完全固化，附著力≥5N/cm（IPC-TM-650 2.4.10）。
阻焊層需覆蓋除焊盤外的所有線路，避免線路氧化或短路。某廠商阻焊層厚度僅 10μm，附著力 3N/cm，使用中出現(xiàn)脫落；調(diào)整厚度至 20μm，固化溫度 155℃，附著力達 6N/cm，滿足要求。
五、表面處理、成型與測試：完成雙面板制造
表面處理提升焊盤可靠性，成型是按設(shè)計尺寸切割，測試確保性能合格，工藝包括：
表面處理：雙面板常用的表面處理方式有：
噴錫（HASL）：成本低，焊錫厚度 5-10μm，適合批量生產(chǎn)（如家電控制板），但表面平整度差（不適合 0402 以下元件）；
沉金：金層厚度 1-3μm，鎳層厚度 10-15μm，表面平整，耐腐蝕性好（適合工業(yè) / 汽車電子），成本比噴錫高 30%；
OSP（有機保焊劑）：成本低，厚度 0.5-1μm，適合短期焊接（3 個月內(nèi)），耐腐蝕性差。
某家電廠商采用噴錫處理，焊盤上錫率 98%；某工業(yè)廠商采用沉金處理，耐鹽霧測試（96 小時）無腐蝕。
成型：用數(shù)控沖床或銑刀將 PCB 按設(shè)計尺寸切割（如 10cm×15cm），邊緣毛刺≤0.05mm，尺寸公差 ±0.1mm。若需分板（如拼板），采用 V-CUT 或郵票孔方式，確保分板后板邊平整。
測試：包括 “導(dǎo)通測試”（所有線路導(dǎo)通，無開路 / 短路）、“絕緣測試”（線路間絕緣電阻≥1012Ω）、“外觀檢查”（無線路斷線、阻焊層脫落），測試合格率≥98%。某廠商雙面板導(dǎo)通測試合格率 95%，排查為過孔沉銅不良；優(yōu)化沉銅參數(shù)后，合格率提升至 99%。
PCB 雙面板的制造需嚴格控制每一步工藝參數(shù)，尤其是沉銅、蝕刻、阻焊層等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有確保每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能生產(chǎn)出導(dǎo)通可靠、絕緣良好、滿足應(yīng)用需求的雙面板。
微信公眾號
微信小程序
抖音視頻號
浙公網(wǎng)安備 33010502006866號