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双面多层PCB的制程方式和加工注意事项

发布日期:2025-09-08 09:19:42  |  关注:47

双面多层PCB广泛应用于现代电子设备中,尤其在复杂电路和高密度互连的场景中更为常见。相较于单层PCB,双面多层PCB在制程上更为复杂,涉及层压、钻孔、蚀刻、沉铜、焊盘电镀等多个环节。以下将详细介绍双面多层PCB的制程方式和需要特别注意的加工事项。


一、关键生产流程

材料准备 双面多层PCB的生产以基板材料的选择为基础。常用的基板材料有FR4、铝基板、铜基板等,具体选择需考虑电气性能、热性能和机械性能。不同层数和厚度的PCB可能需要不同规格的铜箔、预浸料(PP)、内层基材等,以确保最终产品的耐用性和导电性能。

内层制作 在多层板中,内层制作决定了电路板的电气性能。内层制作包括清洗、图形转移、蚀刻、清洗、AOI检测等步骤。双面多层板的内层线路较为复杂,因此在蚀刻过程中应严格控制蚀刻速度和深度,避免产生短路或断路。此外,使用自动光学检查(AOI)设备可以帮助检测出微小的缺陷,以确保内层线路的完整性。

层压工艺 层压工艺是将各层内层板、铜箔和绝缘材料叠加并加热压合,使它们牢固结合成为一个整体。层压过程中的温度、压力和时间控制尤为重要,需要确保各层间的粘合强度和对准精度。对于多层PCB的层压,通常会在特定压力和温度下进行逐层压合,以避免空气泡或脱层现象的产生。

钻孔 钻孔是实现层间连接的关键步骤。双面多层PCB的钻孔需要极高的精度,因为任何错位或毛刺都可能导致信号传输问题。一般采用CNC数控钻孔机,并在必要时使用激光钻孔,以获得更高的孔壁光洁度和孔径精度。对于微孔和盲/埋孔的设计,激光钻孔技术尤为重要。

化学沉铜和电镀 在双面多层PCB的生产中,化学沉铜是通过化学反应在非导体表面生成薄铜层的工艺,以形成层间的导通路径。化学沉铜后进行电镀铜,加厚铜层,提高导电性。此过程要求化学溶液的浓度和温度控制精确,否则容易导致铜层不均匀,从而影响后续焊接和信号传输。

外层线路图形转移和蚀刻 外层线路图形转移通常使用光刻和干膜技术,将图形转移到PCB表面。之后进行蚀刻,去除未覆盖的铜层。此过程中要注意蚀刻精度,确保线路宽度和间距符合设计要求,避免短路和电气不良现象。

表面处理 双面多层PCB的表面处理主要是为了增强其抗氧化性和焊接性,常用工艺包括热风整平(HASL)、化学镀银、化学镀金等。化学镀金具有优异的抗氧化性和导电性,在要求高性能的PCB中应用较为广泛。

检测和质量控制 检测和质量控制是双面多层PCB生产中的重要步骤,主要包括电气测试、外观检查、AOI检测和层间对准检查。电气测试确保电路的导通性和抗阻特性符合要求,而X光检测可以用于检查盲/埋孔和层间对准情况,以确保多层板的可靠性。


二、加工过程中的注意事项

温度控制 在层压、钻孔、电镀等多个步骤中,温度控制至关重要。过高的温度可能导致基材分层或材料变形,而温度过低则可能导致粘合不良。特别是在层压过程中,严格的温度曲线控制有助于确保层间的粘合强度。

湿度控制 基材对湿度敏感,湿度过高会增加绝缘材料的介电常数,从而影响信号的传输质量。因此在PCB的生产环境中,应保持低湿度,以防止材料吸湿并导致尺寸不稳定或介电性能下降。

抗阻控制 在双面多层PCB的设计中,抗阻控制是关键因素。通过选择合适的材料、层间距、线路宽度和蚀刻工艺,可以有效地控制信号的抗阻,以确保电路性能的一致性。此外,采用阻抗测试可以进一步确认抗阻是否符合要求。

孔质量管理 多层PCB的孔质量管理十分重要,特别是对于盲孔和埋孔的加工。若孔壁粗糙或孔径不均匀,会影响焊接质量和电气连接稳定性。通过选择合适的钻孔工艺、优化钻孔参数并对孔进行电镀,可以提高孔的导电性和可靠性。

层间对准精度 双面多层PCB的层间对准精度直接影响其稳定性,特别是在信号层和接地层的分布上。错位会引起信号干扰和传输不稳定。在层压和叠层过程中,光学对准和自动调整设备可以帮助保持对准精度。

静电保护 静电可能导致电子元器件损坏或PCB性能下降。在生产过程中要采取防静电措施,例如佩戴防静电手环、使用防静电垫等,以减少静电对PCB的影响。

化学药剂的选择和处理 双面多层PCB的制造过程中涉及许多化学工艺,如蚀刻、电镀等,需保证化学药剂的纯度和稳定性,以确保各个环节的质量。同时要特别注意化学药剂的处理和废弃,以符合环保要求。

环保与安全 在双面多层PCB制造过程中,涉及到一些有害的化学药品和废气,需采取有效的排放措施。安装通风设备和废液处理系统是确保生产安全和环境保护的有效手段。