第2章：PCB制造工艺流程

大家好，我是老张。在PCB设计这行摸爬滚打了十几年，今天咱们聊聊PCB是怎么从设计图纸变成实物的。说实话，很多新手设计师画图时天马行空，结果板厂打样回来一堆问题。为什么？就是不了解制造流程。

PCB制造，说白了就是一层层往上堆叠、钻孔、镀铜、做线路的过程。我习惯把整个流程分成九个关键步骤：内层制作、压合、钻孔、电镀、外层制作、阻焊、表面处理、测试、成型。每一步都有坑，咱们一个一个说。

2.1 内层制作——板子的骨架

内层制作，就是先把多层板内部的线路层做出来。你想想看，一块8层板，中间那6层都是内层。我刚开始做设计时，总觉得内层看不见摸不着，随便画。结果有一次，内层走线太密，蚀刻时铜箔残留，整批板子短路。从那以后，我对内层设计格外小心。

内层制作的核心流程：

• 开料——把覆铜板裁成需要的尺寸。注意板边要留工艺边，我一般留5mm以上。
• 干膜压合——在铜面上贴一层感光干膜。这玩意儿怕光，车间都是黄光灯。
• 曝光——用底片把线路图形转移到干膜上。曝光能量要控制好，能量高了线会变细。
• 显影——把未曝光的干膜洗掉，露出需要蚀刻的铜面。
• 蚀刻——用化学药水把露出的铜吃掉，留下线路。这里有个关键：蚀刻因子。我习惯在设计时补偿线宽，比如0.1mm的线，我会画成0.11mm。
• 去膜——把保护线路的干膜剥掉，露出铜线路。

2.2 压合——把内层粘起来

内层做好了，接下来就是压合。说白了，就是把内层芯板、半固化片（PP片）、铜箔一层层叠起来，用高温高压压成一块完整的板子。

压合前有个重要步骤——棕化。为什么要棕化？为了让铜面和树脂粘得更牢。我记得有一次，板子压合后分层，查了半天，原来是棕化液浓度不对。从那以后，我设计时都会注意：大面积铜皮要开网格，不然压合时气体排不出去，容易起泡。

压合的关键参数：

参数	典型值	注意事项
温度	170-190°C	升温速率要控制，太快会导致树脂流动不均
压力	200-400 psi	压力不足会分层，压力过大会压碎内层线路
时间	60-120分钟	取决于板厚和层数

2.3 钻孔——打通层与层的连接

压合完，板子还是实心的。要打通层与层之间的连接，就得钻孔。钻孔分两种：通孔和盲埋孔。通孔贯穿整板，盲埋孔只打穿部分层。

钻孔的坑很多，我挑几个重点说：

• 钻头尺寸——最小机械钻头一般是0.2mm。小于这个值，钻头容易断。我建议设计时过孔不要小于0.25mm。
• 孔位精度——钻头会偏，一般偏差在±0.05mm以内。所以焊盘要比孔大，我习惯单边大0.15mm以上。
• 孔壁粗糙度——钻速和进给速度要匹配，不然孔壁会毛糙，影响后续电镀。

为什么会断钻头？说白了，就是钻速太快、进给太猛，或者板子太硬。我见过最夸张的一次，一块板子上打了2万个孔，断了3根钻头。板厂直接打电话来骂娘。

2.4 电镀——给孔壁穿上铜衣

钻完孔，孔壁是绝缘的树脂。要让它导电，就得电镀。电镀分三步：

1. 沉铜——在孔壁上化学沉积一层薄铜，厚度约0.5μm。这层铜很脆弱，一碰就掉。
2. 板镀——整板电镀，把孔壁铜加厚到5-8μm。
3. 图形镀——外层线路做出来后，再镀一次，把孔壁和线路铜厚加到目标值。

电镀最怕什么？孔内无铜。我遇到过一块板子，20%的过孔不通。查了半天，是沉铜前处理没做好，孔壁有油污。所以设计时，过孔不要太小，药水要能流进去。我一般建议过孔孔径≥0.3mm。

2.5 外层制作——板子的脸面

外层制作和内层类似，但多了一步：图形电镀。先做线路图形，然后镀铜、镀锡（作为抗蚀刻层），最后蚀刻掉多余的铜，再去掉锡。这样外层线路就做好了。

外层设计要注意：

• 线宽补偿——蚀刻时线会变细，我一般补偿0.02-0.03mm。
• 焊盘大小——焊盘要比孔大，单边至少0.15mm。
• 间距——外层线距建议≥0.1mm，太近容易短路。

2.6 阻焊——给板子穿上绿衣

阻焊，就是大家常说的绿油。它的作用是保护线路，防止焊接时短路。阻焊流程：丝印→预烘→曝光→显影→固化。

阻焊设计有个关键：阻焊桥。就是两个焊盘之间的绿油条。如果焊盘间距太小，阻焊桥就做不出来，焊接时容易连锡。我一般要求焊盘间距≥0.15mm，这样阻焊桥才可靠。

2.7 表面处理——给焊盘穿上保护层

焊盘是铜的，铜容易氧化。所以要做表面处理，保护焊盘，同时保证可焊性。常见的表面处理方式：

方式	优点	缺点	适用场景
HASL（喷锡）	便宜、可焊性好	表面不平、不适合细间距	消费电子、大焊盘
ENIG（沉金）	表面平整、抗氧化	贵、有黑盘风险	BGA、高可靠性产品
OSP（有机保焊膜）	便宜、环保	不耐多次焊接	单面焊接、短周期产品

我个人的建议：如果做BGA，老老实实用沉金。喷锡表面不平，BGA焊接容易虚焊。我曾经吃过这个亏，一批板子BGA返修率30%，后来换成沉金，问题全解决了。

2.8 测试——板子好不好，测了才知道

测试分三种：

• 飞针测试——用探针逐点测通断，适合小批量。速度慢，但灵活。
• 通断测试——用治具一次测完所有网络，适合大批量。速度快，但治具贵。
• 阻抗测试——用TDR测阻抗是否达标。高频板必测。

测试时最怕什么？假焊。就是探针接触不良，明明通的网络测出来是断的。我遇到过，一批板子测出来30%不良，结果复测全是好的。后来发现是探针脏了。所以，测试前要清洁探针，这个细节别忽略。

2.9 成型——板子的最后一步

成型就是把拼板切成单板。方式有：

• V-CUT——在板子两面切V形槽，手掰就能分开。适合规则形状。
• 铣边——用铣刀切出外形，精度高。适合异形板。
• 冲压——用模具冲切，效率高。适合大批量。

成型设计要注意：板边留工艺边，V-CUT要避开元件和走线。我一般要求V-CUT离最近的线路≥0.5mm，不然切的时候会伤到线路。