延续我的前一篇博文，印刷电路板小课堂-材料篇。
希望通过本文让设计者理解 PCB 制作与材料堆叠的过程，PCB 的设计与制造是密不可分的。如果在设计阶段能够进一步考虑到 PCB 的生产工艺，将有助于提高产品的稳定性并降低成本，这些成本包括材料费用和加工所需的时间。
我将以六层PCB为例，说明印刷电路板的相关工艺。图 5展示了由相关材料堆叠而成的示例：
左侧图示选用 Core 制作四层线路（L2 和 L3；L4 和 L5），在一次压合所有层后，再制作最外层线路（L1 和 L6）。
右侧图示同样选用 Core，仅制作最中心两层线路（L3 和 L4），第一次压合后，制作出两层内层线路（L2 和 L5），然后第二次压合才能制作外层线路（L1 和 L6）。
图 5 不同材料的压合次数差异
接下来，我会说明如何去除铜箔不需要的部分以形成线路，以及不同层面之间的线路如何连接，在板面上添加PCB的应用信息，最后经过成型、测试和质量检查，获得最终的成果。
内层显影
研发工程师使用 ECAD 设计电路图后，将相关元素导入 PCB Layout 工具后，即可开始设计印刷电路板，接着将文件分层转换成 Gerber，就可以制作成印刷电路板的底片（如图 6），而显影就是将 Gerber 的图案转移到铜箔上遮蔽薄膜的步骤。
图6 印刷电路板底片（剖面图）
在铜箔上覆盖一层感光材料，即遮蔽薄膜（如图 7通过光线照射的曝光程序，未被 Gerber 图像遮蔽的感光材料会发生质变（如图 8接着将其浸泡在显影剂中，以去除不需要的部分（如）。图 9），从而实现图形与线路的转移。
图 7 Core 两面覆盖感光材料（切面图）
图 8 曝光程序
图 9 显影程序
内层线路蚀刻
在显影完成后，PCB 会进行化学蚀刻，去除未被遮蔽薄膜保护的铜层，最终形成所需的内层线路图案（如图 10）。接着还需要进行一个步骤，将遮蔽薄膜剥离（如图 11），以避免影响后续制程。
图 10 蚀刻程序
图 11 剥离遮蔽薄膜
压合（Lamination or Lay-up）
依次放入铜箔、PP和上一步骤完成的内层，通过定位孔对齐各层的位置，使用设备加压并调整温度，使各层与环氧树脂能够紧密结合（如图 12）。
图12 各层材料堆叠压合
钻孔（Drilling）
板材的选择与堆叠方式，加上导通孔的规划需要一并考虑，Layout 空间（产品尺寸）与 PCB 制程（加工费用）需要取得平衡。
需要钻孔的原因有两种，主要是连接不同层的线路，还有一类是满足机构需求的定位孔或螺丝孔，后者通常不进行导通处理。
导通孔分为机械孔和激光孔，孔径小到无法使用钻针的才使用激光钻孔。目前一般PCB厂的稳定制程最多只能做到二阶激光（穿透两层PP），一边外层能看到没有贯穿的称为盲孔，钻孔后再压合到内层的称为埋孔，如图 13所示：
图 13 常见钻孔形式
无电镀铜，又称化学镀铜（Electroless copper deposition）
镀铜的作用，是将孔壁金属化，连通内层与外层的电路（如图 14 )。
图 14 钻孔镀铜示意
外层显影 （Image the outer layers）
作业步骤与内层显影相同，在此不再赘述。
电镀铜/阻蚀层（Plating）
最外层铜箔通常会进行加厚处理，经过前一个步骤显影后，将裸露的部分进行电镀，完成电镀后将遮蔽薄膜剥离，后续才会进行蚀刻。
电镀铜：电镀加厚表面铜箔层，没有加厚的部分蚀刻较快。
阻蚀层：镀一层其他材料，蚀刻时可以保护铜箔层。
外层线路蚀刻（Etch outer layers）
作业步骤与内层蚀刻相同，在此不再重复说明。
防焊层印刷（Apply soldermask）
目的是防止铜箔氧化并限制焊锡范围，只露出元件需要焊接的部分（如图 15与图 16）。
图 15 加上防焊层（剖面图）
图 16 加上防焊层（俯视图）
文字油墨印刷（Silkscreen and cure）
PCB上通常会标示一些使用信息，在不影响焊接面的部分，以网版印刷的形式，将另一种颜色的油墨转印到板子上作为标示（如图 17）。
图 17 加上文字油墨层（俯视图）
塞孔处理（Plugging）
通常会特别要求塞孔的是 SMD 焊盘上有钻孔，焊锡融化可能会受到钻孔影响，导致焊锡量不均匀，所以会请 PCB 厂增加塞孔工艺。
裸铜表面处理（Surface treatment）
不同的表面处理方式与板子的焊接融合金属有关，板子如果有金手指需要进行插拔操作，则需要镀金以增加抗磨损能力。
表面处理方式与成本以及PCBA句子: **根据加工使用场景以及存储期限的相关要求，常见的表面处理有以下四种：
1.喷锡：价格、保存、锡膏融合都有优势，但是小焊点的平整性较差，BGA或小于0201封装元件大多不采用喷锡。
2.电镀金：大部分指的是硬金，电镀的材料通常是金镍合金，应用于板卡金手指的部分。
3.化学沉金（ENIG, Electroless Nickel Immersion Gold）：平整度较高，常用于小型焊盘，另外 COB（Chip On Board）也会选择此工艺。
4. 有机保焊膜（OSP, Organic Solderability Preservative）：价格是最大的优势，但是保存条件较为严苛，而且保质期较短。
PCBA，即印制电路板组装，是指将PCB空板与各种芯片、电阻、电容等电子元件通过焊接加工组装后的半成品。
电测（Electrical test）
PCB 完成后通常会进行 Open & Short 测试，以确保 PCB 线路连接正常。另外，对于有特性阻抗要求的 PCB，板厂通常会在板边制作相应层面的阻抗条，用于验证特性阻抗是否符合设计要求。
成型分板（Profiling）
由于PCB的材料有固定尺寸，为了提高材料的利用率，板厂会将相同叠构与制程的PCB合并一起制作，到这个阶段就把板子分开，准备包装出货。
成型（V-cut scoring）
零件焊接加工后需要将连板的PCBA分拆下来，如果厂商没有分板机，就需要请PCB厂加上V-cut，预先在两面的板边加上切痕，焊接加工完成后可以用人力折断。
外观检查包装（Final inspection）
最后是检查有没有明显的外观瑕疵，如果板子不平整有弯曲翘起，就不能给SMT加工厂使用。
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