瞭解空板如何製作,能說明您拿到的大多數設計規則從何而來。最小線寬、最小孔徑,以及孔周圍一圈銅的最小寬度,都不是任意定的:每一項都來自下面某個步驟。以下順序以常見的含電鍍孔多層板為例;不同工廠的製程細節會有所不同。

1. 工程準備
在切割任何材料之前,工廠的工程師先讀取您的檔案,依製程檢查,並準備生產資料。他們將您的板拼到較大的生產拼板上,在拼板邊緣加上測試片與基準標記,並依製程調整圖形:例如將銅稍微加寬,以補償蝕刻會去除的部分。您在這個階段收到的問題,都是關於檔案的問題。
可能出錯的地方:缺少一層、板外形錯誤,或製程做不出來的圖形。在這個階段發現的錯誤,不會產生費用。
2. 裁切基材
覆銅基材以大張板材供貨。先裁切成工作尺寸的拼板。多層板用的薄內層芯板也會裁切。
3. 內層:成像與蝕刻(僅多層板)
內層芯板上的銅覆蓋一層感光膜(光阻)。將您該層的圖形以光曝在膜上,可透過底片遮罩曝光,或以雷射直接成像。未曝光或已曝光的膜(視膜的種類而定)被洗掉,讓必須去除的銅裸露出來。拼板進入蝕刻槽,溶解裸露的銅。剩餘的膜被剝除,留下的就是銅圖形。
可能出錯的地方:膜下方的側向蝕刻會讓走線比繪製的更窄(底切),很細的間隙也可能蝕刻不乾淨。這就是最小線寬與最小間距存在的原因。
4. 內層檢查
自動光學檢查 (AOI) 將每一內層與您的資料比對。在這裡發現的短路與斷路,會報廢或修復。壓合之後就再也看不到了。
5. 壓合
芯板先做處理,讓樹脂能附著在銅上,再與半固化片(部分固化的玻璃布)交錯疊放,外側放銅箔。疊好的材料進入加熱壓機,樹脂熔化並在壓力下固化,成為一塊整體拼板。
可能出錯的地方:各層彼此偏移(對位誤差)、樹脂中有空洞,或疊構不平衡造成板彎與板扭。這就是採用對稱疊構是良好做法的原因。
第 1 步到第 5 步,如下列小圖。
- 第 1 步,工程準備: 您的板拼在生產拼板上,並有基準標記與測試片。
- 第 2 步,裁切: 基材裁切成工作尺寸。
- 第 3 步,內層: 光透過膜使光阻硬化;蝕刻去除未被覆蓋的銅。
- 第 4 步,內層檢查: 攝影機將每一層與您的資料比對。
- 第 5 步,壓合: 芯板與半固化片壓成一塊拼板。
6. 鑽孔
使用鑽孔檔,以旋轉的碳化鎢鑽頭在拼板上鑽孔。很小的孔用小鑽頭鑽,鑽頭容易折斷,且一次只鑽一塊拼板或薄的疊板,因此小孔成本較高。有些很小的孔改用雷射製作。
可能出錯的地方:鑽頭偏移,使孔偏離中心,孔周圍的銅環(焊環)變得太薄,或在一側破出。孔深為孔徑許多倍的孔(高厚徑比)在下一步很難電鍍。
7. 清潔孔壁並使其導通
鑽孔後的孔壁沾有樹脂,且沒有銅。化學步驟先清除沾黏的樹脂。接著以無須電流的化學製程(無電銅),在整塊拼板上沉積一層薄銅,包括孔內。
8. 電鍍銅
拼板進行電鍍,在薄的化學銅層上增厚銅層,使孔壁形成堅固的孔銅。這一步讓電鍍孔成為各層之間的連接,同時也增厚表面銅。
可能出錯的地方:孔銅中有空洞,或深孔的鍍層太薄。這些問題會在熱循環後以間歇性連接不良的形式出現。
9. 外層:成像與蝕刻
外層以光阻成像,方式與內層相同。常用方法是圖形電鍍:光阻讓走線與焊墊裸露,這些區域先鍍銅,再鍍一層薄錫,錫層作為蝕刻阻劑。接著剝除光阻,蝕刻掉未被錫覆蓋的銅,再去除錫。另一種方法是以光阻覆蓋走線,再蝕刻其餘銅面。
10. 防焊層
拼板塗上防焊層,透過您的防焊層資料曝光、顯影並固化。請參閱 防焊層、網印與導通孔處理。
可能出錯的地方:對位偏差使防焊層蓋到焊墊、細焊墊之間的防焊橋消失、油墨進入應保持開口的孔。
第 6 步到第 10 步。
- 第 6 步,鑽孔: 鑽頭鑽穿拼板。
- 第 7 步,清潔與薄銅層 覆蓋整塊拼板,包括孔壁。
- 第 8 步,電鍍: 銅增厚形成堅固的孔銅,並鍍到表面。
- 第 9 步,外層: 走線鍍錫作為蝕刻阻劑,其餘銅被蝕刻掉。
- 第 10 步,防焊層: 覆蓋走線,在焊墊處開口。
11. 表面處理
裸露的銅進行表面處理:熱風焊錫整平、鎳上浸金、有機薄膜等。請參閱 表面處理比較。
12. 網印
網印圖案印在防焊層上並固化。油墨印在焊墊上是缺陷。
13. 成形:銑切與 V 割
拼板被裁切成單板。銑刀沿您的板外形走;若板仍留在拼板中,會留下小橋連。另外,也可從兩面各切入一半深度的 V 形溝槽(V 割),讓板可以折斷分開。槽孔、挖孔與板邊電鍍也在這一步進行。請參閱 拼板與小板。
可能出錯的地方:銑切離銅太近,使銅在板邊裸露。
14. 電測
每塊板都依由您的檔案建立的網路表,測試導通與絕緣。方法有兩種:飛針測試機以移動探針測試,不需要治具,適合打樣與小量生產;另一種是裝有許多固定針的治具(針床),大量生產時速度較快,但治具製作成本較高。測試可找出斷路與短路。測試找不出設計錯誤:它只測試板是否與您的檔案相符,不測試您的檔案是否與您的電路相符。
15. 最終檢查與包裝
板會做外觀檢查,量測厚度與尺寸,並與訂單比對。有些工廠會從測試片切下微切片,檢查電鍍與各層。板依需要烘烤後,與乾燥劑一起真空包裝,再裝箱。
第 11 步到第 15 步。
- 第 11 步,表面處理 在裸露的銅上。
- 第 12 步,網印圖案 印在防焊層上。
- 第 13 步,成形: 銑刀沿板外形走並留下橋連,或在板之間切出溝槽。
- 第 14 步,電測: 探針接觸焊墊,檢查斷路與短路。
- 第 15 步,最終檢查 與包裝。
從本文可得知的重點
- 細微圖形會降低成像與蝕刻的良率,因此成本較高。
- 小孔、深孔與薄焊環在鑽孔與電鍍時有風險。
- 各層必須平衡並對齊,否則板會翹曲。
- 通過電測的板,是按圖製作的板。圖是否正確,須由您審查。
在本網站下單時如何對應
上傳時的 25 項檢查,查看的是生產工程師在第 1 步查看的相同項目:缺少層、板外形未閉合、孔未落在焊墊上、低於製程可製作範圍的圖形,以及檔案與您訂購內容是否相符。限制列在 製程能力頁面。每份訂單在生產開始前,都由工程師確認。若要瞭解完成後的空板後續如何處理,請閱讀 電路板如何組裝。