多种表面处理工艺PCB简单生产流程

一、总的生产流程：

开料 内层站 压合站 钻孔站 一铜（沉铜） 外层站 二铜（电镀） AOI 外层 防焊站 喷锡/化金/金手指 文字站 成型 成测 FQC OSP 站包装 仓库库存

说明：1、如果是双面板话，就没有沉铜这一流程，直接是电镀， 2、AOI是指自动光学检查(AOI, Automated Optical Inspection)

3、OSP是指Organic Solderability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦

称之Preflux。 简单的说OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。

二、单面松香板（松香/OSP工艺）single-side(resin/OSP)

开料laminate cutting 线路pattern printing 蚀刻etching 检查checking 绿油solder mask 字符component mark 成型profiling 测试testing 松香/OSP resin/OSP 终检final checking 包装入库packing and storing

三、单面电金板single-side flash gold PCB

开料laminate cutting 线路pattern printing 电镀plating 蚀刻etching 检查checking 绿油solder mask 字符component mark 成型profiling 测试testing 终检final checking 包装入库packing and storing

四、单面喷锡板single-side HASL PCB

开料laminate cutting 线路pattern printing 蚀刻etching 检查checking 绿油solder mask 字符component mark 喷锡HASL 成型profiling 测试testing 终检final checking 包装入库packing and storing

五、双面镀金板double-side gold-plating PCB

开料laminate cutting 钻孔drilling 沉铜PTH 图表转移image transferring 电镍（nie）金au/ni plating 蚀刻etching 检查checking 绿油solder mask 字符component mark 成型profiling 测试tesing 终极final checking 包装入库packing and storing

六、双面喷锡板double-side HASL PCB

开料laminate cutting 钻孔drilling 沉铜PTH 图表转移image transferring 电铜锡cu/sn plating 蚀刻etching 检查checking 绿油solder

mask 字符component mark 喷锡HASL 成型profiling 测试tesing 终极final checking 包装入库packing and storing

七、多层板multi-layer PCB

开料laminate cutting 内层图形inner-layer pattern printing 内层蚀刻inner-layer etching 内层检查inner-layer checking 黑化/棕化black Oxide/brown

oxide 层压lamination 钻孔drilling 除胶渣desmear 沉铜PTH 转入双面板图转流程进行生产

OSP是Organic Solderability Preservatives 的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之

Preflux。 简单的说OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜，这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。 其实OSP并非新技术，它实际上已经有超过35年，比SMT历史还长。OSP具备许多好处，例如平整面好，和焊盘的铜之间没有IMC形成，允许焊接时焊料和铜直接焊接（润湿性好），低温的加工工艺，成本低（可低于HASL），加工时的能源使用少等等。OSP技术早期在日本十分受欢迎，有约4成的单面板使用这种技术，而双面板也有近3成使用它。在美国，OSP技术也在1997年起激增，从1997以前的约10%用量增加到1999年的35%。OSP有三大类的材料：松香类（Rosin），活性树脂类（Active Resin）和唑类（Azole）。目前使用最广的是唑类OSP。唑类OSP已经经过了约5代的改善,这五代分别名为BTA，IA，BIA，SBA和最新的APA。早期的BTA类对湿度敏感，库存寿命很短（3个月），不能承受多次加热，而且需要较强的焊剂，所以性能不是很好。一直到70年代有日本开发的第三代BIA类OSP后才有较显著的改善。美国市场也在80年代开始采用这类OSP，同时被正在发展的SMT所接受。不过BIA的耐热性仍然是个弱点。目前仍然有供应商提供BIA类的OSP，但逐渐在为新一代的SBA所取代。SBA是1997年的研发成果，有美国IBM推出而后得到在OSP技术上享有盛名的日本“四国化学”公司的改善。在保护性和耐热性有显著的加强。其耐热性已经可以承受3次的回流处理（但多次加热后需要较强的焊剂）。SBA是目前OSP供应的主流。成本低于传统的HASL，所以在锡铅时代已经被大量的使用，尤其是单面板上。在双面回流板以及混装板工艺应用上却仍然有些顾虑.

OSP的工艺流程： 除油-->二级水洗-->微蚀-->二级水洗-->酸洗-->DI水洗-->成膜风干-->DI水洗-->干燥

1、除油

除油效果的好坏直接影响到成膜质量。除油不良，则成膜厚度不均匀。一方面，可以通过分析溶液，将浓度控制在工艺范围内。另一方面，也要经常检查除油效果是否好，若除油效果不好，则应及时更换除油液。 2、微蚀

微蚀的目的是形成粗糙的铜面，便于成膜。微蚀的厚度直接影响到成膜速率，因此，要形成稳定的膜厚，保持微蚀厚度的稳定是非常重要的。一般将微蚀厚度控制在1.0-1.5um比较合适。每班生产前，可测定微蚀速率，根据微蚀速率来确定微蚀时间。 3、成膜

成膜前的水洗最好采有DI水，以防成膜液遭到污染。成膜后的水洗也最好采有DI水，且PH值应控制在4.0-7.0之间，以防膜层遭到污染及破坏。OSP工艺的关键是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄，耐热冲击能力差，在过回流焊时，膜层耐不往高温（190-200°C），最终影响焊接性能，在电子装配线上，膜不能很好的被助焊剂所溶解，影响焊接性能。一般控制膜厚在0.2-0.5um之间比较合适。 OSP 工艺的缺点

OSP当然也有它不足之处，例如实际配方种类多，性能不一。也就是说供应商的认证和选择工作要做得够做得好。

OSP工艺的不足之处是所形成的保护膜极薄，易于划伤（或擦伤），必须精心操作和运放。同时，经过多次高温焊接过程的OSP膜（指未焊接的连接盘上OSP膜）会发生变色或裂缝，影响可焊性和可靠性。锡膏印刷工艺要掌握得好，因为印刷不良的板不能使用IPA等进行清洗，会损害OSP层。透明和非金属的OSP层厚度也不容易测量，透明性对涂层的覆盖面程度也不容易看出，所以供应商这些方面的质量稳定性较难评估；

OSP技术在焊盘的Cu和焊料的Sn之间没有其它材料的IMC隔离，在无铅技术中，含Sn量高的焊点中的SnCu增长很快，影响焊点的可靠性。

单面工艺流程(Single-Sided Boards)

开料-(钻孔)-线路研磨-线路印刷-蚀刻线路-开/短检查-钻基准孔-阻焊印刷-文字印刷-（绝缘印制-碳墨印制-保护印制-蓝胶印制）-成型（冲床/CNC）-V割-TEST-抗氧化处理-最终检查FQA 双面工艺流程（Double-Sided Boards）

双面流程分类：1.酸性蚀刻/碱性蚀刻 2.干流程/湿流程 3.整板镀/图形电镀

表面工艺分类: 1.热风整平(HASL) 2.电镀镍/金(ENG) 3.有机可焊性保护剂(OSP) 4.化学沉镍/金(ENIG)

PCB线路板的生产工艺流程（行业相关，仅供参考）

2008年07月30日 星期三 09:03

PCB工厂其生产流程如下所示：下料→内层制作→压合→钻孔→镀铜→外层制作→防焊漆印刷→文字印刷→表面处理→外形加工。

PCB（印刷电路板）的原料是玻璃纤维，这种材料我们在日常生活中出处可见，比如防火布、防火毡的核心就是玻璃纤维，玻璃纤维很容易和树脂相结合，我们把结构紧密、强度高的玻纤布浸入树脂中，硬化就得到了隔热绝缘、不易弯曲的PCB基板了--如果把PCB板折断，边缘是发白分层，足以证明材质为树脂玻纤。

光是绝缘板我们不可能传递电信号，于是需要在表面覆铜。所以我们把PCB板也称之为覆铜基板。在工厂里，常见覆铜基板的代号是FR-4，这个在各家板卡厂商里面一般没有区别，所以我们可以认为大家都处于同一起跑线上，当然，如果是高频板卡，最好用成本较高的覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。 覆铜工艺很简单，一般可以用压延与电解的办法制造，所谓压延就是将高纯度（>99.98％）的铜用碾压法贴在PCB基板上--因为环氧树脂与铜箔有极好的粘合性，铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在260℃的熔锡中浸焊而无起泡。

这个过程颇像擀饺子皮，最薄可以小于1mil（工业单位：密耳，即千分之一英寸，相当于0.0254mm）。如果饺子皮这么薄的话，下锅肯定漏馅！所谓电解铜这个在初中化学已经学过，CuSO4电解液能不断制造一层层的\铜箔\，这样容易控制厚度，时间越长铜箔越厚！通常厂里对铜箔的厚度有很严格的要求，一般在0.3mil和3mil之间，有专用的铜箔厚度测试仪检验其品质。像古老的收音机和业余爱好者用的PCB上覆铜特别厚，比起电脑板卡工厂里品质差了很远。

控制铜箔的薄度主要是基于两个理由：一个是均匀的铜箔可以有非常均匀的电阻温度系数，介电常数低，这样能让信号传输损失更小，这和电容要求不同，电容要求介电常数高，这样才能在有限体积下容纳更高的容量，电阻为什么比电容个头要小，归根结底是介电常数高啊！

其次，薄铜箔通过大电流情况下温升较小，这对于散热和元件寿命都是有很大好处的，数字集成电路中铜线宽度最好小于0.3cm也是这个道理。制作精良的PCB成品板非常均匀，光泽柔和（因为表面刷上阻焊剂），这个用肉眼能看出来，但要光看覆铜基板能看出好坏的人却不多，除非你是厂里经验丰富的品检。 对于一块全身包裹了铜箔的PCB基板，我们如何才能在上面安放元件，实现元件--元件间的信号导通而非整块板的导通呢？板上弯弯绕绕的铜线，就是用来实现电信号的传递的，因此，我们只要把铜箔蚀掉不用的部分，留下铜线部分就可以了。

如何实现这一步，首先，我们需要了解一个概念，那就是\线路底片\或者称之为\线路菲林\，我们将板卡的线路设计用光刻机印成胶片，然后把一种主要成分对特定光谱敏感而发生化学反应的感光干膜覆盖在基板上，干膜分两种，光聚合型和光分解型，光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化，从水溶性物质变成水不溶性而光分解型则正好相反。

这里我们就用光聚合型感光干膜先盖在基板上，上面再盖一层线路胶片让其曝光，曝光的地方呈黑色不透光，反之则是透明的（线路部分）。光线通过胶片照射到感光干膜上--结果怎么样了？凡是胶片上透

明通光的地方干膜颜色变深开始硬化，紧紧包裹住基板表面的铜箔，就像把线路图印在基板上一样，接下来我们经过显影步骤(使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜)，让不需要干膜保护的铜箔露出来，这称作脱膜（Stripping）工序。接下来我们再使用蚀铜液(腐蚀铜的化学药品)对基板进行蚀刻，没有干膜保护的铜全军覆没，硬化干膜下的线路图就这么在基板上呈现出来。这整个过程有个叫法叫\影像转移\，它在PCB制造过程中占非常重要的地位。

接着是制作多层板，按照上述步骤制作只是单面板，即使两面加工也是双面板而已，但是我们常常可以发现自己手中的板卡是四层板或者六层板（甚至有8层板）。

有了上面的基础，我们明白其实不难，做两块双面板\粘\起来就行啦！比如我们做一块典型的四层板（按照顺序分1~4层，其中1/4是外层，信号层，2/3是内层，接地和电源层），先呢分别做好1/2和3/4（同一块基板），然后把两块基板粘一块不就OK了？不过这个粘结剂可不是普通的胶水，而是软化状态下的树脂材料，它首先是绝缘的，其次很薄，与基板粘合性良好。我们称之为PP材料，它的规格是厚度与含胶（树脂）量。当然，一般四层板和六层板我们是看不出来的，因为六层板的基板厚度比较薄，即使要用两层PP三块双面基板，也未见得比一层PP两块双面基板的四层板能增加多少厚度--板卡的厚度都有一定规范，否则就插不进各种卡槽中了。说到这里，读者又会产生疑问，那个多层板之间信号不是要导通吗？现在PP是绝缘材料，如何实现层与层之间的互联？别急，我们在粘结多层板之前还需要钻孔！钻了孔可以将电路板上下位置相应铜线对起来，然后让孔壁带铜，那么不是相当于导线将电路串联起来了吗？ 这种孔我们称之为导通孔（Plating hole，简称PT孔。这些孔需要钻孔机钻出来，现代钻孔机能钻出很小很小的孔和很浅的孔，一块主板上有成百上千个大小迥异深浅不一的孔，我们用高速钻孔机起码要钻一个多小时才能钻完。钻完孔后，我们再进行孔电镀（该技术称之为镀通孔技术，Plated-Through-Hole technology，PTH），让孔导通。

孔也钻了，里外层都通了，多层板粘好了，是不是完事了呢？我们的回答是No，因为主板生产需要大量进行焊接，如果直接焊接，会产生两个严重后果：一、板卡表面铜线氧化，焊不上；二、搭焊现象严重--因为线与线之间的间距实在太小了啊！所以我们必须在整个PCB基板外面再包上一层装甲--这就是防焊漆，也就是俗称阻焊剂的的东东，它对液态的焊锡不具有亲和力，并且在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化，这个特性和干膜类似，我们看到的板卡颜色，其实就是防焊漆的颜色，如果防焊漆是绿色，那么板卡就是绿色。

最后大家不要忘了网印、金手指镀金（对于显卡或者PCI等插卡来说）和质检，测试PCB是否有短路或是断路的状况，可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷，电子测试则通常用飞针探测仪（Flying-Probe）来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确，不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。

总结一下，一家典型的PCB工厂其生产流程如下所示：下料→内层制作→压合→钻孔→镀铜→外层制作→防焊漆印刷→文字印刷→表面处理→外形加工。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/anf.html