PCB板孔处理工艺及刚挠结合板工艺详解

一、PCB板孔处理工艺

PCB板的孔处理是电路板制造的核心环节，直接影响电路的导通性、信号完整性及机械强度。根据应用场景和技术需求，孔处理工艺可分为以下几类：

1. 普通镀铜过孔（Thru-hole Plating）

• 工艺流程：钻孔 → 去钻污 → 活化 → 镀铜（化学镀或电镀）。
• 特点：
  • 适用于多层板内部互连，通过孔壁镀铜实现层间电气导通。
  • 成本低、工艺成熟，但孔径较大（通常>0.2mm），不适合高密度设计。

2. 微孔镀铜（Microvia Plating）

• 技术背景：为满足电子产品小型化需求，激光打孔技术被用于制作盲孔（Blind Via）或埋孔（Buried Via）。
• 工艺难点：
  • 孔径<0.1mm，需高精度镀铜（如化学镀铜或脉冲电镀）。
  • 常见于HDI（高密度互联）板，提升信号传输效率并减少空间占用。

3. 填充镀铜（Plugged Via）

• 工艺方法：孔壁镀铜后，用铜浆或树脂完全填充孔洞，表面平整化处理。
• 优势：
  • 避免过孔作为“天线”引发电磁干扰（EMI）。
  • 提高机械强度，适用于高频高速板（如5G通信设备）。

4. 叠层镀铜（Sequential Build-up）

• 工艺特点：分层构建电路层与过孔，逐层镀铜。
• 优点：
  • 精准控制镀铜厚度，减少材料浪费。
  • 适合超细线路（线宽/间距<50μm）的高端HDI板。

5. 过孔处理方式对比

二、刚挠结合板工艺

刚挠结合板（Rigid-Flex PCB）结合了刚性板（如FR-4）与柔性板（如聚酰亚胺）的优势，广泛应用于三维空间受限的场景。

1. 结构特点

• 组成：刚性层提供机械支撑，柔性层实现弯折互联。
• 典型结构：四层板包含聚酰亚胺核芯，上下覆铜，外部FR-4层通过层压结合。

2. 制造流程

3. 材料选型与工艺控制

• 刚性层：
  • 基材：FR-4（通用）或高频材料（如Rogers PTFE）。
  • 铜箔：1/2oz~2oz，需匹配信号完整性要求。
• 柔性层：
  • 基材：聚酰亚胺（PI），耐弯折次数>10万次。
  • 铜箔：压延铜（RA），柔韧性优于电解铜（ED）。
• 胶粘剂：
  • 环氧树脂：成本低，但耐热性一般（适用于消费电子）。
  • 聚酰亚胺胶：耐高温（>260℃），适用于航空航天。
• 无胶结构：直接层压减少胶层，提升可靠性。

4. 应用领域与挑战

• 优势：
  • 减少连接器使用，降低重量30%~50%。
  • 提高抗冲击性（如军用飞机导航系统）。
• 挑战：
  • 设计复杂：需管理刚柔叠层，避免信号完整性问题。
  • 成本高：制作时间是刚性板的5~7倍，良率控制难度大。

三、技术发展趋势

1. 孔处理工艺：
   • 树脂塞孔+电镀填平技术将主导高密度板（如服务器主板）。
   • 激光直接成像（LDI）提升微孔定位精度至±10μm。
2. 刚挠结合板：
   • 材料创新：LCP（液晶聚合物）基材提升高频性能。
   • 工艺升级：采用嵌入式无源元件（如电阻/电容）进一步缩小体积。

通过优化孔处理与刚挠结合工艺，PCB行业将持续推动电子产品向高性能、小型化方向发展。