關(guān)于ENIG表面處理的電路板生產(chǎn)制程如下：
1. Front end tool data preparation（Gerber前置作業(yè)資料處理）
制作印刷電路板（PCB，Printed Circuit Board）裸板的第一個(gè)步驟是檢查客戶傳送過(guò)來(lái)的
Gerber檔設(shè)計(jì)是否符合可以生產(chǎn)的標(biāo)淮。一般來(lái)說(shuō)PCB的布線走向以及其功能特性都是由客戶所設(shè)計(jì)，而
PCB板廠只負(fù)責(zé)其制作，所以就跟大部分的設(shè)計(jì)者與制造者之間經(jīng)常存在鴻溝是一樣的道理，板廠經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)客戶所送過(guò)來(lái)的Gerber(注1)設(shè)計(jì)檔在現(xiàn)今的制程能力下是無(wú)法達(dá)到的，比如說(shuō)線與線、線與孔、孔與孔之間的間距太小，生產(chǎn)的時(shí)候容易造成短路，或是線寬太細(xì)容易造成斷路無(wú)法生產(chǎn)，這時(shí)候板廠就會(huì)產(chǎn)生所謂的工程問(wèn)卷EQ(Engineering Question)或DFM(Design For Manufacture)「工程溝通文章」送給客戶做確認(rèn)，因?yàn)橛行┑胤娇赡苁强蛻舻奶厥庑枨笤O(shè)計(jì)，如果隨便更改可能會(huì)造成PCB達(dá)不到設(shè)計(jì)者預(yù)期的要求；另外，這些工程文章中也會(huì)包含許多的工程最佳化建議，比如說(shuō)IC腳間的防焊是否可以取消，有些導(dǎo)通孔是否使用防焊覆蓋或填銅塞孔等，溝通完成才能進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)的步驟，將
PCB生產(chǎn)的每道制程條件從Gerber上拆解出來(lái)，例如各層線路、防焊層、絲印層、表面處理、鉆孔資料，再送到各制程的生產(chǎn)線上生產(chǎn)，后續(xù)會(huì)對(duì)這些工序制程加以說(shuō)明。
注1：
所謂的Gerber就是定義PCB制作圖像的通用標(biāo)淮格式，內(nèi)容包含有內(nèi)外線路層、防焊層、絲印層、鉆孔層等資料，有點(diǎn)類(lèi)似機(jī)構(gòu)3D設(shè)計(jì)的IGS檔或是STEP檔。想進(jìn)一步了解可以參考維基百科對(duì)Gerber的解釋。
2. Preparing the phototools（電路板底片輸出）
在溫濕度環(huán)境控制下使用雷射底片繪圖機(jī)來(lái)繪制電路板的底片(Film)，這些底片在后續(xù)的電路板制程中會(huì)拿來(lái)當(dāng)作每一層線路的影像曝光時(shí)的光罩使用，防焊綠漆制程也需要用到底片。為了讓每一層線路X-Y相對(duì)位置的正確性，會(huì)在每一張底片用雷射打孔以作為后續(xù)不同線路層的定位使用。
這種底片其實(shí)就是透明的PET材質(zhì)印上黑色的圖像，就類(lèi)似早期使用類(lèi)似紙張的投影片放在投影機(jī)上的東東，現(xiàn)在已經(jīng)完全被數(shù)位投影機(jī)所取代，年輕人大概不清楚這玩意了。
3. Print inner layers（電路板內(nèi)層線路成型）
銅面酸洗清潔 》銅面表面粗化 》壓干膜 》內(nèi)層曝光 》顯影
多層電路板(四層以上)的內(nèi)層結(jié)構(gòu)通常以一整張的CCL(Copper Clad Laminate，銅箔基板)注2當(dāng)材料，大部分的CCL都是以樹(shù)脂及補(bǔ)強(qiáng)材當(dāng)基礎(chǔ)，兩面鋪有整片銅箔(Copper foil)的基材，影片中作業(yè)員拿取的就是CCL，拿取之后第一個(gè)步驟會(huì)經(jīng)由酸洗來(lái)清潔銅箔表面，以確保沒(méi)有其他的灰塵或雜質(zhì)在上面，只要有任何一丁點(diǎn)的異物，會(huì)對(duì)后續(xù)的線路造成影響，接著會(huì)用機(jī)械研磨來(lái)粗化銅箔表面，以增強(qiáng)干膜與銅箔的附著力，接著會(huì)在銅箔標(biāo)面涂上一層干膜。在CCL的兩面各貼上一張內(nèi)層的線路底片并架設(shè)于曝光機(jī)臺(tái)上，利用定位孔及吸真空將底片與CCL緊密貼合，在黃光區(qū)內(nèi)使用紫外光照射，使底片上未被遮光處之干膜產(chǎn)生化學(xué)變化而固化于CCL上，最后再用顯影液將未曝光之干膜去除，這時(shí)候影片中看到的黑色就是清洗掉外曝光的干膜殘留處，注意看這里用的是「負(fù)片」，其他的顯現(xiàn)出銅面的區(qū)域在后面的制程中將會(huì)被蝕刻掉。
顯影的意思是用顯影液將未曝光之干膜去除僅留下需要的部份。
注2：
PCB的材料核心為基板材，基板材是由樹(shù)脂、補(bǔ)強(qiáng)材和銅箔三者所組成，最常見(jiàn)的基板為CCL。銅箔基板依據(jù)基材材質(zhì)的不同分為三類(lèi)，分別為紙質(zhì)基板、復(fù)合基板及FR-4基板三大類(lèi)，其特性與用途也不同，其中以FR-4為目前主流。FR-4基板普遍應(yīng)用在電腦零組件及周邊配備，例如主機(jī)板、硬碟機(jī)等產(chǎn)品使用的印刷電路板都是由FR-4基板加工制成。
4. Etch inner layers（內(nèi)層線路蝕刻）
蝕刻 》剝膜
一般會(huì)使用強(qiáng)鹼性的溶液來(lái)溶解或蝕刻掉暴露出來(lái)的銅面，也就是去除掉沒(méi)有被干膜覆蓋住的銅面，蝕刻的時(shí)候需注意配方與時(shí)間，越厚的銅箔需要越長(zhǎng)的時(shí)間與越寬的間隙并保留更寬的線路，因?yàn)槲g刻時(shí)除了會(huì)腐蝕掉暴露出來(lái)的銅面，在干膜邊緣的銅面也會(huì)受到或多或少的腐蝕。接著用去膜液將原本覆蓋在銅箔上的固化干膜去除，最后CCL上只會(huì)留下設(shè)計(jì)中該有的線路銅箔 。
5. register punch and Automatic Optical Inspection（影像定位打靶孔）
為了使內(nèi)層CCL（一般稱(chēng)為[inner core]）與外層銅皮(outer layer)可以淮確對(duì)位，所以使用CCD定位找到事先在底片上已經(jīng)預(yù)設(shè)好的靶位并鉆出需要的定位靶孔。打靶孔的動(dòng)作也必須作業(yè)在所有的內(nèi)層與外層的線路上，這樣后續(xù)制程中才能將內(nèi)外層的銅箔線路定位在同一個(gè)基淮上。
6. Lay up and bond（迭板壓合）
銅表面氧化處理 》迭板 》壓合 》撈邊銑靶
一般會(huì)先使用鹼性溶劑將銅表面做氧化處理，使之產(chǎn)生黑色的氧化銅，此氧化銅的結(jié)晶為針狀物，可以用來(lái)加強(qiáng)層與層之間的接著力度。
接著將制作完成的內(nèi)層(core)與膠片(PI)及外層的銅皮重迭在一起，這里必須借助前面事先鉆好的定位孔來(lái)將內(nèi)層與外層精確定位，接著透過(guò)高溫高壓的壓合機(jī)將彼此緊密結(jié)合在一起。
7. Drilling the PCB（機(jī)械鉆孔）
鉆孔的主要目的在制作導(dǎo)通孔(vias)用以連接各層之間需要連通的線路。
多層板的導(dǎo)通孔會(huì)有各種不一樣導(dǎo)通需求，這里僅以最簡(jiǎn)單的四層板為例做制程說(shuō)明，所以尚不涉及盲孔及埋孔。為了節(jié)省時(shí)間及提高效率，鉆孔作業(yè)可以同時(shí)堆迭三片PCB一起作業(yè)，為了避免毛邊的產(chǎn)生，上方會(huì)鋪上鋁板，另外，下方會(huì)放置墊板以避免鉆頭直接撞擊檯面。其實(shí)也不一定是三片PCB一起作業(yè)，板廠會(huì)依照PCB厚度、孔徑大小、孔位精度等因素來(lái)決定PCB響堆迭數(shù)量。
可以參考這篇文章以了解更多導(dǎo)通孔的說(shuō)明：PCB名詞解釋?zhuān)和?、盲孔、埋?/div>
依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鉆頭的轉(zhuǎn)速、鉆孔進(jìn)刀的速度，鉆頭的壽命都是影響電路板成型后品質(zhì)的重要因素，比如說(shuō)毛邊產(chǎn)生會(huì)影響到后續(xù)的電鍍品質(zhì)，進(jìn)刀速度太快則會(huì)引起玻璃纖維的孔隙并造成日后的CAF現(xiàn)象。
另外也有雷射鉆孔制程給要求更高的的板子使用，雷射可以鉆出更細(xì)小的孔洞 （Micro via)，但費(fèi)用也就相對(duì)高昂，一般高密度（HDI，High Density Interconnect）板會(huì)使用雷射，有盲孔或埋孔的板子也大多採(cǎi)用雷射成孔。
8. Electroless copper deposition（無(wú)電鍍銅）
除膠渣 》化學(xué)銅 》電鍍銅
因?yàn)殂@頭的高速旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生高溫，當(dāng)高溫超過(guò)基材的Tg點(diǎn)（玻璃轉(zhuǎn)化溫度）時(shí)便會(huì)產(chǎn)生膠渣，若不將其去除，則內(nèi)層的銅箔將無(wú)法透過(guò)電鍍銅形成通道，或形成通道但不穩(wěn)定。除膠渣時(shí)會(huì)使用蓬鬆劑浸泡經(jīng)1~10分鐘，讓各種膠渣發(fā)生腫脹鬆弛，在利用Mn+7攻入咬蝕。
接著會(huì)以無(wú)電解方式，在不導(dǎo)電之孔壁先上一層薄銅。
9. Image the outer layers（外層壓膜顯影）
其制作方是及原理銅內(nèi)層壓模顯影，只是此時(shí)版面上已經(jīng)有PTH(Plating Through Hole)在。請(qǐng)注意，影片中這次的顯影為「正片」。另外，也可以用「負(fù)片」的方式，不過(guò)其制程就會(huì)類(lèi)似前面用「負(fù)片」的制程，可以想一下，為何這里會(huì)選擇用「正片」呢？跟后面的步驟10及步驟11有關(guān)喔！
10. Plating（電鍍銅/阻蝕層）
接著以電鍍的方式，將銅電鍍到通孔中直至符合客戶的要求，一般會(huì)要求25um以上。請(qǐng)注意這時(shí)候有干膜的地方可以防止被鍍上銅，但其他為被干膜覆蓋的地方也會(huì)增加大約25um厚度的銅。
因?yàn)橛捌腜CB採(cǎi)用線路電鍍制程，所以在電鍍的制程中除了電鍍銅之外，電鍍的最后還會(huì)再鍍上金屬蝕刻阻膜作為下個(gè)蝕刻制程時(shí)的阻蝕層。影片中鍍上薄錫當(dāng)阻蝕膜。
11. Etch outer layers（蝕刻外層線路）
電路板蝕刻后外層線路已然成型，而且與設(shè)計(jì)的線路一樣了，這時(shí)候蝕刻阻膜已經(jīng)沒(méi)有需要也必須去除，以免影響后續(xù)的表面處理，剝除阻蝕層通常以高壓噴灑藥劑的方式進(jìn)行。
12. Apply soldermask（防焊層印刷）
制作「防焊層」的主要目的在區(qū)分焊接組裝區(qū)與非焊接區(qū)，另外也可以防止銅面氧化且達(dá)到美觀的要求。
原本以為防焊是選擇性印刷上去的，沒(méi)想到是將整片板子全部印上防焊漆，接著進(jìn)烘烤做預(yù)烘烤，然后也是使用底片(Film)做接觸式的曝光動(dòng)作，將底片上的影像轉(zhuǎn)移到防焊漆上面，接著用UV將沒(méi)有被光罩遮住的地方烘干讓防焊漆真正附著于電路板上，最后在進(jìn)化學(xué)槽清洗掉光罩的區(qū)域，露出可以焊接的銅面。
如果是比較簡(jiǎn)單的防焊層或是尺寸公差比較大的防焊，也可以使用絲網(wǎng)印刷的選擇性印刷防焊喔。
13. Surface finishes electroless gold over nickel（化鎳浸金）
ENIG表面處理工藝一般是先在銅焊盤(pán)制作化學(xué)鎳沉積，通過(guò)控制時(shí)間及溫度來(lái)控制鎳層的厚度；再利用剛沉積完成的新鮮鎳活性，將鎳的焊盤(pán)浸入酸性的金水中，通過(guò)化學(xué)置換反應(yīng)將金從溶液中置換到焊盤(pán)表面，也就是置換掉鎳，而部分表面的鎳則會(huì)溶入金水中。置換上來(lái)的「金」會(huì)逐漸將鎳層覆蓋，直到鎳層全部覆蓋后該置換反應(yīng)將自動(dòng)停止，清洗焊盤(pán)表面的污物后工藝即可完成。
14. Plated gold edge connectors （電鍍硬金）
電鍍硬金屬于選擇性電鍍，其目的是為了增加其耐摩擦性，所以影片中可以看到使用膠帶把不需要電鍍硬金的部份貼起來(lái)，只有露出來(lái)的地方會(huì)被電鍍到，影片中只有部份PCB浸泡在電鍍液當(dāng)中。
15. Silk screen and cure（絲印）
早期的文字(白漆)幾乎都是使用絲印的方式完成，不過(guò)絲印的油墨需要填加溶劑且具有揮發(fā)性，對(duì)人體不利，現(xiàn)在有些新式的文字印刷已經(jīng)改用噴墨印刷，而且還非常的快速與淮確。不論是絲印或噴墨印刷后都需要經(jīng)過(guò)烤箱固化白漆。不過(guò)現(xiàn)在大陸量產(chǎn)的PCB還是有大部份用絲印制程。
到此電路板的制程算是完成了，后面就是電測(cè)、分板及包裝而已。
16. Electrical test（電測(cè)）
電路板的測(cè)試通常使用飛針測(cè)試，如果數(shù)量多的時(shí)候也可以使用針床測(cè)試以節(jié)省時(shí)間，其測(cè)是主要為開(kāi)/短路測(cè)試。
17. Profiling（成型分板）
電路板的外觀成型，通常使用銑床分板機(jī)，透過(guò)CNC電腦控制來(lái)制作出電路板的外型并分板，這里的分板是從基板尺寸分成拼板 (Panel)。
18. V-cut scoring
如果有V-cut需求的板子材需要在定義的地方切出V型槽。
19. Final inspection（外觀檢查包裝）
最后的外觀檢查及包裝。
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