PCB的制造方法

PCB(Printed Circuit Board)，中文名稱為印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術制作的，故被稱為“印刷”電路板。PCB制造方法有加成法、減成法兩類。

加成法：在未敷銅箔的基材上，有選擇地沉積導電材料而形成導電圖形的印制板PCB。有絲印電鍍法，粘貼法等。

減成法：在敷銅板上，通過光化學法，網(wǎng)印圖形轉移或電鍍圖形抗蝕層，然后蝕刻掉非圖形部分的銅箔或采用機械方式去除不需要部分而制成印制電路板PCB。而減成法中主要有雕刻法和蝕刻法兩種。雕刻法是用機械加工方法除去不需要的銅箔，在單件試制或業(yè)余條件下可快速制出印制電路板PCB;蝕刻法是采用化學腐蝕方法減去不需要的銅箔，這是目前最主要的PCB制造方法。下面我們主要了解一下蝕刻法。

1 圖形電鍍蝕刻法(pattern plating etch process)

(1)流程以雙面板為例，流程為:下料→鉆孔→PTH (化學鍍銅)→板面鍍銅→光成像→圖形電鍍→堿性蝕刻→阻焊+字符→熱風整平(HAL)→機加工→電性能測試(ETest)→FQA→成品。

(2) 要點僅對導電圖形進行選擇性電鍍。板子鉆孔，化學鍍銅，光成像以形成導電圖形，這時候僅對線路和孔及焊盤進行圖形電鍍銅，使孔內(nèi)平均銅厚大于等于20μm，然后接著鍍錫(錫鍍層作為蝕刻抗蝕層)，退除干膜(或濕膜)，進行堿性蝕刻，從而得到所需要的導線圖形。退掉表面和孔內(nèi)的錫鍍層，網(wǎng)印阻焊和字符，熱風整平，機加工，電性能測試，得到所需要的PCB.

(3) 特點工序多，復雜，但相對可靠，可做細線路。歐美、中國企業(yè)大多數(shù)用此工藝生產(chǎn)。

2 板面也鍍蝕刻法(panel plating etch process)

(1)流程下料→鉆孔→PTH (化學鍍銅)→板面鍍銅→光成像→酸性蝕刻→阻焊+字符→熱風整平(HAL)→外形加工→電性測試(E-Test)→FQA→成品。

(2) 要點

①板材鉆孔和化學鍍銅(PTH) 后，對全板面和孔電鍍到所需要的銅厚，使孔內(nèi)平均銅厚大于等于20μm。

②僅在孔和圖形上覆蓋干膜，以干膜作抗蝕層。

③在酸性蝕刻液中蝕去多余的銅，從而得到所需要的導線圖形。

(3) 特點

①工序較圖形電鍍蝕刻法簡單，但工藝控制會困難些。日本不少企業(yè)用此工藝，國內(nèi)也有少量企業(yè)用此法量產(chǎn)。

②難點:板面鍍銅層厚度的均勻性較難控制。出現(xiàn)板四周銅層厚，中間薄的現(xiàn)象，蝕刻難以均勻，細線路難生產(chǎn)。

③干膜蓋孔，尤其是孔徑大的孔，如掩蓋不住，蝕刻液進到孔內(nèi)，孔內(nèi)銅被蝕掉，此板就只能報廢了。

3 SMOBC 法(solder mask over bare circuit)

在裸銅線路上覆蓋阻焊劑，然后進行熱風整平(hot air leveling) ，或沉Ni/Au，或沉Ag ，或沉Sn ，或OSP (orgamic solderability preserrative，有機助焊保護膜)。其目的就是在線路上不要有焊料(Pb-Sn，或金屬層N i/ Au 、Ag 、Sn 、OSP) ，僅孔和焊盤上涂覆鉛錫(或N i/ Au 、Ag 、Sn 、OSP) 。

這種工藝起到的作用是：防止印制板在裝配焊接時引起線路橋接;節(jié)約金屬成本;線路上的阻焊獲得好的附著力。如果線路上是鉛-錫焊料，焊接時線路的阻焊層會發(fā)脆。

SMOBC 實際上就是圖形電鍍蝕刻法。這個方法己延續(xù)使用了二三十年。20 世紀七八十年代，在裸銅線路上涂覆阻焊后，進行熱風整平，廣東人俗稱噴錫。噴的是鉛-錫焊料，Pb: Sn 為37 : 63 或40 : 60 ，這個合金比例共熔點最低，為183·C ， Pb: Sn 為40 : 60 時共熔點為190·C 。

熱風整平(噴錫)工藝，焊盤上的Pb-Sn 不夠平整，造成表面貼裝SMT 困難，而純金的可焊性優(yōu)良，在導線圖形、孔、焊盤上全部鍍上鐮/金(錦作為底層) ，蝕刻后，除孔和焊盤外全部都涂覆上阻焊劑，僅留下孔和焊盤為N i/ Au ，代替Pb-Sn ，這就是廣東和香港人所稱的水金板工藝。金層是24K 的純金，可焊，很薄，僅O. 05 ~ 0.10μm 。需鍍鎳打底，2~5μm厚，再鍍水金。鍍金槽中含金量不多，約為Ig/L 金。要注意的是，這種可焊性薄金同印制板插頭上鍍金層有著本質(zhì)不同，插頭鍍金鍍的是硬金，耐磨，可插拔數(shù)百次，要求金層有一定硬度，金槽中的金液含微量鈷(鎳、銻)元素。

又由于鉛-錫合金中的鉛有毒，按歐盟指令， 2006 年7 月禁止用鉛。于是SMOBC 工藝的表面涂覆變?yōu)榻裉斓幕瘜W浸銀、沉錫、沉Ni/Au 、OSP 來代替Pb-Sn 合金。萬變不離其宗，這些工藝歸根結底都屬于圖形電鍍蝕刻法SMOBC 工藝。