印刷电路板制程简介

印刷电路板制程简介

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製　程　簡　介　內　容　說　明　

印刷電路板

在電子裝配中，印刷電路板(Printed Circuit Boards)是個關鍵零件。它搭載其他的電子零件並連通電路，以提供一個安穩的電路工作環境。如以其上電路配置的情形可概分為三類：

【單面板】將提供零件連接的金屬線路佈置於絕緣的基板材料上，該基板同時也是安裝零件的支撐載具。
【雙面板】當單面的電路不足以提供電子零件連接需求時，便可將電路佈置於基板的兩面，並在板上佈建通孔電路以連通板面兩側電路。
【多層板】在較複雜的應用需求時，電路可以被佈置成多層的結構並壓合在一起，並在層間佈建通孔電路連通各層電路。

內層線路

銅箔基板先裁切成適合加工生產的尺寸大小。基板壓膜前通常需先用刷磨、微蝕等方法將板面銅箔做適當的粗化處理，再以適當的溫度及壓力將乾膜光阻密合貼附其上。將貼好乾膜光阻的基板送入紫外線曝光機中曝光，光阻在底片透光區域受紫外線照射後會產生聚合反應（該區域的乾膜在稍後的顯影、蝕銅步驟中將被保留下來當作蝕刻阻劑），而將底片上的線路影像移轉到板面乾膜光阻上。撕去膜面上的保護膠膜後，先以碳酸鈉水溶液將膜面上未受光照的區域顯影去除，再用鹽酸及雙氧水混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除，形成線路。最後再以氫氧化鈉水溶液將功成身退的乾膜光阻洗除。對於六層（含）以上的內層線路板以自動定位沖孔機沖出層間線路對位的鉚合基準孔。

壓合

完成後的內層線路板須以玻璃纖維樹脂膠片與外層線路銅箔黏合。在壓合前，內層板需先經黑(氧)化處理，使銅面鈍化增加絕緣性；並使內層線路的銅面粗化以便能和膠片產生良好的黏合性能。疊合時先將六層線路﹝含﹞以上的內層線路板用鉚釘機成對的鉚合。再用盛盤將其整齊疊放於鏡面鋼板之間，送入真空壓合機中以適當之溫度及壓力使膠片硬化黏合。壓合後的電路板以Ｘ光自動定位鑽靶機鑽出靶孔做為內外層線路對位的基準孔。並將板邊做適當的細裁切割，以方便後續加工。

鑽孔

將電路板以ＣＮＣ鑽孔機鑽出層間電路的導通孔道及焊接零件的固定孔。鑽孔時用插梢透過先前鑽出的靶孔將電路板固定於鑽孔機床檯上，同時加上平整的下墊板（酚醛樹酯板或木漿板）與上蓋板（鋁板）以減少鑽孔毛頭的發生。

鍍 通 孔

一 次 銅

在層間導通孔道成型後需於其上佈建金屬銅層，以完成層間電路的導通。先以重度刷磨及高壓沖洗的方式清理孔上的毛頭及孔中的粉屑，再以高錳酸鉀溶液去除孔壁銅面上的膠渣。在清理乾淨的孔壁上浸泡附著上錫鈀膠質層，再將其還原成金屬鈀。將電路板浸於化學銅溶液中，藉著鈀金屬的催化作用將溶液中的銅離子還原沉積附著於孔壁上，形成通孔電路。再以硫酸銅浴電鍍的方式將導通孔內的銅層加厚到足夠抵抗後續加工及使用環境衝擊的厚度。

外層線路

二 次 銅

在線路影像轉移的製作上如同內層線路，但在線路蝕刻上則分成正片與負片兩種生產方式。負片的生產方式如同內層線路製作，在顯影後直接蝕銅、去膜即算完成。正片的生產方式則是在顯影後再加鍍二次銅與錫鉛（該區域的錫鉛在稍後的蝕銅步驟中將被保留下來當作蝕刻阻劑），去膜後以鹼性的氨水、氯化銅混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除，形成線路。最後再以錫鉛剝除液將功成身退的錫鉛層剝除（在早期曾有保留錫鉛層，經重鎔後用來包覆線路當作保護層的做法，現多不用）。

防焊綠漆

外層線路完成後需再披覆絕緣的樹酯層來保護線路避免氧化及焊接短路。塗裝前通常需先用刷磨、微蝕等方法將線路板銅面做適當的粗化清潔處理。而後以網版印刷、簾塗、靜電噴塗…等方式將液態感光綠漆塗覆於板面上，再預烘乾燥（乾膜感光綠漆則是以真空壓膜機將其壓合披覆於板面上）。待其冷卻後送入紫外線曝光機中曝光，綠漆在底片透光區域受紫外線照射後會產生聚合反應（該區域的綠漆在稍後的顯影步驟中將被保留下來），以碳酸鈉水溶液將塗膜上未受光照的區域顯影去除。最後再加以高溫烘烤使綠漆中的樹酯完全硬化。
較早期的綠漆是用網版印刷後直接熱烘（或紫外線照射）讓漆膜硬化的方式生產。但因其在印刷及硬化的過程中常會造成綠漆滲透到線路終端接點的銅面上而產生零件焊接及使用上的困擾，現在除了線路簡單粗獷的電路板使用外，多改用感光綠漆進行生產。

文字印刷

將客戶所需的文字、商標或零件標號以網版印刷的方式印在板面上，再用熱烘（或紫外線照射）的方式讓文字漆墨硬化。

接點加工

防焊綠漆覆蓋了大部份的線路銅面，僅露出供零件焊接、電性測試及電路板插接用的終端接點。該端點需另加適當保護層，以避免在長期使用中連通陽極(＋)的端點產生氧化物，影響電路穩定性及造成安全顧慮。

【鍍金】在電路板的插接端點上（俗稱金手指）鍍上一層高硬度耐磨損的鎳層及高化學鈍性的金層來保護端點及提供良好接通性能。
【噴錫】在電路板的焊接端點上以熱風整平的方式覆蓋上一層錫鉛合金層，來保護電路板端點及提供良好的焊接性能。
【預焊】在電路板的焊接端點上以浸染的方式覆蓋上一層抗氧化預焊皮膜，在焊接前暫時保護焊接端點及提供較平整的焊接面，使有良好的焊接性能。
【碳墨】在電路板的接觸端點上以網版印刷的方式印上一層碳墨，以保護端點及提供良好的接通性能。

成型切割

將電路板以ＣＮＣ成型機（或模具沖床）切割成客戶需求的外型尺寸。切割時用插梢透過先前鑽出的定位孔將電路板固定於床檯（或模具）上成型。切割後金手指部位再進行磨斜角加工以方便電路板插接使用。對於多聯片成型的電路板多需加開Ｘ形折斷線，以方便客戶於插件後分割拆解。最後再將電路板上的粉屑及表面的離子污染物洗淨。

終檢包裝

在包裝前對電路板進行最後的電性導通、阻抗測試及焊錫性、熱衝擊耐受性試驗。並以適度的烘烤消除電路板在製程中所吸附的濕氣及積存的熱應力，最後再用真空袋封裝出貨。