PCB加工工艺基准 PCB加工流程

PCB加工流程是将设计图纸转化为实体电路板的高度标准化过程，必须严格遵循工艺基准以确保质量。以下是基于IPC标准的全流程详解及关键控制点：

一、PCB加工全流程图解

图表

代码

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工程设计

基材准备

内层制作

层压

钻孔

孔金属化

外层图形

电镀

阻焊&字符

表面处理

成型

测试

终检包装

二、核心工序工艺基准详解

1. 基材准备（开料）

• 基准参数：

  • 板材尺寸公差：±0.15mm

  • 涨缩补偿系数：0.1‰/℃（按材料CTE计算）

• 关键控制：

  • 铜箔面朝向一致（防混淆）

  • 毛边高度≤0.1mm（防层压溢胶）

2. 内层图形制作

• 工艺流程：

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  铜面清洗 → 涂布干膜 → 曝光 → 显影 → 蚀刻 → 退膜

• 工艺基准：

  工序	控制参数	标准要求
  曝光	能量7-12级（21阶尺）	线宽偏差≤±15%
  蚀刻	侧蚀量≤线宽15%	蚀刻因子>3.0
  线宽补偿	+10%设计值	防蚀刻不足

3. 层压（多层板核心）

• 工艺基准：

  • 升温速率：2-3℃/min

  • 压力曲线：三段式（预压50psi→全压300psi→保压）

  • 真空度：≤10mbar（防气泡）

• 质量要求：

  • 层间偏移≤0.075mm（IPC-A-600 Class 3）

  • 流胶量≤板边1.5mm（防树脂不足）

4. 钻孔

• 关键参数：

  • 孔位精度：±0.05mm（激光定位）

  • 孔壁粗糙度：≤35μm（FR-4材质）

  • 叠板厚度：≤3片（防偏斜）

• 特殊孔处理：

  • 槽孔：长径比≤4:1（超限需铣削）

  • 激光盲孔：直径≥0.1mm，深径比≤0.8:1

5. 孔金属化（PTH）

• 工艺流程：

  图表

  代码

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  除胶渣

  化学沉铜

  全板电镀

• 工艺基准：

  • 沉铜层厚度：0.3-0.8μm

  • 背光等级：≥9级（孔壁覆盖率100%）

  • 附着力测试：通过288℃/10s热冲击

6. 外层图形转移

• 电镀关键控制：

  镀层	厚度标准	作用
  镀铜	20-30μm	导电层主体
  镀锡	5-8μm	蚀刻保护层

• 图形对位精度：

  • LDI曝光机：±10μm

  • 防焊桥宽度：≥0.07mm（QFP器件）

7. 阻焊&字符印刷

• 工艺基准：

  项目	参数要求	测试标准
  阻焊厚度	15-25μm（网印）	IPC-SM-840
  硬度	≥6H（铅笔硬度）	ASTM D3363
  字符附着力	IPA擦拭10次不脱落	IPC-4781

8. 表面处理（按需选择）

9. 成型（Routing/V-CUT）

• 基准参数：

  • 铣削精度：±0.1mm

  • V-CUT深度：板厚1/3±0.1mm

  • 毛刺高度：≤0.08mm（金相显微镜检测）

10. 电测试与终检

• 测试标准：

  测试类型	基准要求	适用标准
  飞针测试	100%网络通断	IPC-9252
  AOI检测	缺陷检出率≥99.5%	IPC-A-610
  离子污染	≤1.56μg NaCl/cm²（Class 3）	IPC-TM-650 2.3.25

三、跨工序质量联控点

1. 尺寸链控制：

   • 层压后涨缩补偿（通过激光打靶校正钻孔位置）

   • 累计公差分配：外形尺寸±0.15mm（总误差≤0.2%）

2. 特殊工艺协同：

   • 阻抗控制：

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     设计 → 选材(Dk/Df) → 线宽补偿 → 蚀刻因子控制 → 阻焊厚度管理

   • HDI板层间对位：
     采用CCD四次对位系统（层压→钻孔→激光孔→外层图形）

四、工艺能力极限表

五、失效预防关键点

1. 孔铜断裂预防：

   • Z轴CTE≤50ppm/℃（高频板材）

   • 镀铜延展性＞15%（ASTM B488）

2. CAF（导电阳极丝）防护：

   • 玻璃化转变温度Tg≥170℃

   • 层压后吸水率≤0.2%

遵循标准：

• 通用标准：IPC-6012E（刚性板性能规范）

• HDI板：IPC-6016 + IPC-2226

• 高频板：IPC-6018

流程优化的黄金法则：
“基准是底线，数据是语言，闭环是生命”
每日监控关键工序CPK值（线宽/孔铜厚/阻抗），对超出预警线的参数启动8D整改，实现工艺基准的动态升级。