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单面板生产全流程工艺控制:从基材处理到成品检验

  • 2025-09-05 14:12:00
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一、单面板 PCB 生产流程与关键控制节点

单面板 PCB 生产流程相对简化,核心环节包括:基材预处理→铜箔压合→线路蚀刻→阻焊层涂覆→丝印→固化→成品检验,其中 “蚀刻精度”“阻焊层附着力”“丝印清晰度” 是决定产品质量的关键节点。工艺控制需围绕 “减少参数波动、避免工艺缺陷” 展开,确保每环节符合 IPC-6012(PCB 通用规范)中 Class 2 级以上标准(适用于工业与消费电子)。

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二、基材预处理:保障铜箔结合力的基础

(一)基材存储与表面清洁控制

单面板常用基材为 FR-4(厚度 0.8-2.0mm),存储不当易导致吸潮、表面污染,影响铜箔压合效果:

  • 存储环境:温度 23±2℃,相对湿度 30%-45%,存储周期≤6 个月,避免基材吸潮导致介电常数波动(每增加 1% 湿度,DK 升高 0.05);

  • 表面清洁:预处理时采用 “碱性清洗 + 去离子水冲洗” 工艺,碱性清洗液浓度 5%-8%(NaOH 溶液),温度 40±5℃,清洗时间 5-8 分钟,去除基材表面油污、粉尘,清洁后基材表面水接触角需≤30°,确保铜箔压合时无杂质阻隔。

(二)基材烘干与平整度调整

吸潮基材需进行烘干处理:温度 120±5℃,时间 2-3 小时,烘干后基材含水率需≤0.1%,避免压合时产生气泡;对翘曲基材(翘曲度≥0.5%),采用 “热压平整” 工艺(温度 150℃,压力 10kg/cm²,时间 30 分钟),将翘曲度控制在 0.2% 以内,防止后续蚀刻时线路变形。



三、线路蚀刻:控制精度与避免侧蚀的核心

(一)蚀刻液配方与参数优化

单面板蚀刻常用酸性氯化铜溶液,配方与参数需精准控制:

  • 蚀刻液组成:Cu²+ 浓度 80-100g/L,HCl 浓度 180-220g/L,添加剂(如缓蚀剂)0.5%-1%,缓蚀剂可减少铜箔侧蚀;

  • 蚀刻参数:温度 45±3℃,喷淋压力 1.2-1.5kg/cm²,蚀刻时间根据铜箔厚度调整(35μm 铜箔对应 60-80 秒),确保蚀刻后线路边缘整齐,侧蚀量≤10μm(线宽偏差 ±0.05mm)。

例如,某 PCB 厂家通过正交实验优化参数,将侧蚀量从 15μm 降至 8μm,线宽精度合格率从 88% 提升至 99%。

(二)蚀刻后清洗与检查

蚀刻后需经过 “酸洗→水洗→烘干” 三步处理:酸洗采用 5% 硫酸溶液,去除残留蚀刻液;水洗用电阻率≥18MΩ・cm 的去离子水,冲洗 3 次,每次 2 分钟;烘干温度 80±5℃,时间 15 分钟,避免水分残留导致铜箔氧化。清洗后采用 AOI(自动光学检测)设备检查线路,重点识别断线、短路、线宽偏差等缺陷,缺陷率需控制在 0.1% 以内。



四、阻焊层与丝印:保障绝缘与标识清晰度

(一)阻焊层涂覆工艺控制

单面板阻焊层常用环氧树脂油墨,涂覆采用 “丝网印刷” 工艺:

  • 丝网参数:网目 300-400 目,张力 25-30N,确保油墨厚度均匀;

  • 涂覆厚度:干膜厚度 20-30μm,焊盘开窗精度 ±0.1mm,避免开窗偏移导致焊接不良;

  • 固化参数:预固化温度 80℃/30 分钟,完全固化温度 150℃/60 分钟,固化后阻焊层附着力需通过 “划格测试”(划格间距 1mm,无剥落),耐温性需通过 260℃/10 秒的热冲击测试(无开裂)。

(二)丝印工艺与质量控制

丝印用于标注元器件型号、极性,采用白色油墨(对比度高):

  • 丝印参数:网目 200-300 目,刮刀压力 5-8kg,印刷速度 50-80mm/s;

  • 质量要求:字符清晰度≥0.15mm(字体高度),无模糊、错位,附着力需通过 “胶带测试”(3M 胶带粘贴后无脱落),确保后续装配时元器件识别准确。


五、成品检验:全维度验证产品合格性

(一)外观与尺寸检验

  • 外观:无划痕、气泡、阻焊层脱落,铜箔无氧化(颜色均匀);

  • 尺寸:板厚偏差 ±0.1mm,外形尺寸偏差 ±0.2mm,符合设计图纸要求。

(二)电气与机械性能测试

  • 电气测试:采用飞针测试机检测绝缘电阻(≥10¹⁰Ω)、导通电阻(≤0.1Ω),确保无开路、短路;

  • 机械测试:通过 “弯曲测试”(弯曲角度 90°,次数 3 次),无线路断裂、阻焊层剥落;通过 “剥离强度测试”(铜箔剥离力≥1.5kg/cm),确保铜箔结合力达标。


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