在现代电子设备追求高性能和小型化的趋势下,4层印刷电路板已成为众多复杂设计的标准选择。它通过在顶层和底层信号层之间加入内部电源层和地层,有效提升了电路抗干扰能力与布线密度。其制作过程是一场融合了精密机械、化学处理和材料科学的复杂之旅,每一步都关乎最终电路的可靠性与性能。理解这一流程,不仅有助于设计优化,更能与制造商建立高效协作。
整个制作流程始于精心的准备。当设计师提交的光绘文件经过工程审核后,生产便正式启动。首先进行的是内层制作,这是所有多层板的基石。制造商选择覆铜板作为基材,在其铜面上均匀涂覆一层光敏抗蚀剂。接着,利用激光直接成像或传统底片曝光技术,将设计好的内层线路图形转移到抗蚀剂上。经过显影,被紫外线照射的部分固化保留,形成线路的保护层,而未曝光部分的抗蚀剂则被洗去,露出需要蚀刻掉的铜。随后,板子进入蚀刻线,通过化学溶液将暴露的铜彻底去除,最后褪去已固化的抗蚀剂,便得到了清晰的内层线路图形。这些内层芯板在完成自动光学检测后,会进行氧化处理,使其表面形成微观粗糙度,以增强后续层压时的结合力。
接下来是构建多层结构的关键——层压。操作人员按照预定的叠层顺序,将制作好的内层芯板与半固化片交替叠放,半固化片作为绝缘和粘合材料,其树脂在一定条件下会熔融流动并固化。通常的4层结构为顶层、地层、电源层和底层,地层与电源层作为内层芯板置于中间。叠放好的“书册”被置于高温高压的压机中,在精确控制的温度与压力下,半固化片熔融,填充所有空隙并将各层牢固地粘合成一个坚固的整体。层压完成后,一块完整的多层板坯便诞生了。
随后是对这块板坯进行精密加工,以实现层间互连与外形塑造。首要工序是钻孔,使用高精度的数控钻床,根据文件钻出通孔、埋孔或盲孔。钻孔后孔壁是非导电的环氧树脂和玻璃纤维,需要通过化学沉积铜的工艺——沉铜,在孔壁和内层焊盘上沉积一层极薄的导电层,为后续电镀打下基础。之后,板子进入电镀线,通过电镀铜加厚孔壁和表面铜层,确保电气连接的可靠性,并可能同时电镀一层锡作为蚀刻保护层。电镀后,便重复类似内层制作的图形转移过程,将外层线路图形转移到板面,经蚀刻后形成最终的顶层和底层线路。为了保护和提供焊接位,还需在表面进行处理,如喷锡、沉金或OSP等,并在非焊接区域覆盖阻焊油墨,同时丝印上元器件标识。
最终,经过外形铣削或V-cut分割成独立单元,再经过飞针测试或电测架进行全面的电气通断测试,以确保每一块4层PCB都与设计蓝图完全一致。从一张张覆铜板到功能完备的多层电路板,这一系列环环相扣的精密工序,凝聚着现代制造技术的精华,为电子产品的核心赋予了坚实的物理形态。





