PCB 製程（三）最終章：背鑽、外層線路、防焊、表面處理、成型與測試

嗨嗨大家
這裡是股溜股溜
PCB最終章終於完成惹（撒花

一樣先幫大家前情提要：
內層線路→棕化→壓合→鑽孔→除膠渣→PTH化學銅＋一次銅

歐虧就讓我們開始這集的內容吧

一次銅電鍍後，會依客戶需求進行背鑽（Back Drill）

背鑽是將不需要的導通孔壁移除，降低訊號的干擾

還有一小段殘留的孔壁稱為「殘銅Stub」，這段 Stub 就像高速公路旁多出的一條死巷，當高速行駛的跑車跑進死巷中，又繞回到主幹道，就會使行駛時間拉長，所以 Stub＝死巷 距離越長，也會導致傳輸時間更長
Stub過長會造成訊號反射，使高速訊號品質下降，增加資料傳輸錯誤。

在高速傳輸時代，PCB 的訊號完整性變得非常重要，控制好Stub長度，可以大幅改善高速訊號品質，也是目前 AI Server、高速交換器、高頻通訊板大量採用的重要技術之一

外層影像轉移（Outer Layer Imaging）

完成內層製作後，PCB 外層同樣需要形成線路
首先，板面會先覆蓋一層乾膜，再透過 LDI利用雷射直接曝光成像，將設計好的外層線路圖案轉印到乾膜上，LDI可以使線寬線距更精細、對位精度更高、提升良率

曝光完成後，經過顯影，受到曝光的區域會留下來，而未曝光部分則被沖洗掉
未曝光的地方會露出銅層，接下來會進行二次銅

二次銅（Pattern Plating）

完成外層影像後，就進入二次銅製程
PCB 會放入硫酸銅電鍍槽中，利用電流將銅離子沉積到外層線路與孔壁上，增加銅的厚度

二次銅只會鍍上未曝光的銅線路，而被乾膜保護的線路是沒有導電的，所以不會被鍍上銅層

完成電鍍銅後，還會再鍍上一層薄錫，保護剛剛完成的銅線路
接著移除乾膜，再利用蝕刻液將沒有錫保護的銅去除
最後再將錫保護層剝掉
PCB 外層線路就完成了！

外層檢驗

完成外層線路後，需要確認所有線路是否完全符合客戶設計
這時便會使用 AOI（自動光學檢測）利用高解析相機拍攝整片 PCB，再與客戶的設計圖（Gerber）進行比對。
系統可快速找出各種缺陷，例如：斷路、短路、殘銅等等
若 AOI 判定異常，還需要進一步人工檢查、修理，在PCB進入下一站之前，就將大部分線路缺陷攔截，可以大幅提升良率，也降低後續加工成本。

防焊（Solder Mask）

判定為好板的PCB接著會進入防焊製程
防焊的主要目的：防止銅面氧化、避免組裝廠上件時焊錫橋接、保護線路、提高絕緣能力

PCB 會先經過表面清潔，再利用網印或噴塗將液態防焊油墨均勻，覆蓋於PCB最上及最下層表面不需要焊接的位置上，最後再經高溫固化，使防焊層具有足夠的硬度、附著力

表面處理（Surface Finish）

完成防焊後，還是有裸露的銅面。
銅容易氧化，若是直接放著不管，會造成組裝廠不容易上件（焊錫性下降），也可能導致產品可靠度降低
因此在出貨前，PCB 還會進行表面處理，可以防止銅面氧化、提升焊錫性、延長產品保存期限
依不同產品需求，還有不同的表面處理方式，這裏列舉兩個常見的：

1. OSP：在銅面形成一層有機保護膜，保護銅面不被氧化，成本最低且製程簡單，但不容易重工，也容易受濕氣影響
2. 金手指：鍍層具抗摩擦之能力，也同時具有較低的接觸電阻，應用在我們常見的SIM卡和Switch卡帶

成型（Routing）

完成所有製程後，PCB 仍是一大片Working Panel ，一片Working Panel 可能包含數片成品 PCB
利用高速銑刀沿著PCB外形加工、分割，才切出符合客戶需求的產品

除了切割外形之外，成型製程也會加工各種機構孔位，例如：安裝孔、定位孔、卡扣缺口、折斷邊等等
由於許多產品需要與機構件精密配合，因此成型尺寸、公差及邊緣品質都必須受到嚴格控制，避免因尺寸偏差影響後續組裝上件

測試

PCB成品完成了！但現在還不能出貨
即使 PCB 外觀看起來完全正常，也無法保證內部訊號都能正確傳輸
因此，在出貨前還需要進行檢查，確認每一條線路都符合客戶設計要求，有沒有出現斷路、短路、訊號不良等等的現象

電測測試是否有斷路、短路

依產品特性不同，常見電測方式有：

治具測試
利用專用針床治具，一次接觸所有測試點，像蓋印章的方式，同時完成所有測試點。
測試速度快，產品量產時，可以快速檢測，但製作專用治具的成本很高，漲縮容忍度也比飛針測試低

飛針測試（Flying Probe Test）
利用多支可移動的探針，配備高解析度 CCD 鏡頭，能一邊對位、一邊動態補償PCB的物理漲縮偏位，能輕鬆測試超小間距的點位，可以隨時修改測試點，調整彈性高，但測試速度很慢，畢竟要一個點一個點測

阻抗測試：檢測訊號反射與能量損耗

採用 時域反射TDR原理
利用高頻探針，向 PCB 的測試線路發射一個上升時間極快、又非常精準的高頻階躍電壓訊號，訊號在電路中傳輸時，如果遇到了阻抗變化（例如線寬變細、介電層變厚），部分能量就會像光束撞到鏡子一樣反射回來。
這時候，TDR 會捕捉這些反射回來的電壓波形，計算阻抗值
阻抗不良會導致高速訊號在傳輸過程中產生反射與失真，降低訊號完整性（Signal Integrity），進而增加資料傳輸錯誤，嚴重時可能造成當機的問題

可靠度測試（Reliability Test）

依產品應用需求進行高溫、高濕、熱循環等環境測試，驗證 PCB 在長時間使用及嚴苛環境下，能夠維持穩定的電性與可靠性

最後進行外觀檢查，確認線路刮、防焊、表面處理、孔位、板邊、印刷文字等等
如果沒問題就可以出貨啦～～