整个流程涉及超过100道工序,历时数周,是化学、机械、光学和电子技术的高度融合。正是这些精密的技术,才使得智能手机功能愈加强大。
与传统PCB相比,手机HDI PCB的制造精髓在于以下几个关键工序:
- 多次压合(Multiple Lamination),像盖楼一样,一层一层地构建。
- 激光微孔(Laser Micro-vias),充当超高密度层间互连的作用。
- 高的精度和洁净度,线宽/距可达2/2 mil(约50μm)甚至更小。
- 严格的流程控制和检测,全程在无尘车间进行( 任何灰尘都可能造成报废 ),依赖AOI、电测等保证良率。

内层线路制作
Inner Layer Fabrication,伟大的事业需要一个开始,从内层开始做起,这个阶段制作的是最内部的芯板(core)电路层。
- 裁板(Cutting), 将大张覆铜板切割成适合生产线处理的尺寸。
- 钻孔(Drilling), 为需要连接的部位钻出通孔(Through-hole),后续通过电镀成为连接上下层的通路。
- 沉铜与电镀(Desmear & Panel Plating),在钻孔的孔壁上化学沉积一层薄铜(化学铜),使其导电,然后通过电镀加厚孔铜,确保连接可靠性。
- 内层图形转移(Imaging):
- 涂布光刻胶(Lamination),在铜板上贴上一层对特定光谱敏感的光刻胶(干膜或湿膜)。
- 曝光(Exposure), 使用紫外光通过具有线路图形的胶片(或直接激光成像LDI)对光刻胶进行照射,使部分区域发生化学反应。
- 显影(Developing),用化学药水洗掉未曝光(或已曝光,取决于正负胶)的光刻胶,露出需要蚀刻掉的铜箔。
- 蚀刻(Etching),用化学蚀刻液将暴露出来的铜腐蚀掉,被光刻胶保护下的铜则形成所需的电路。
- 去膜(Stripping),去除剩余的光刻胶,此时内层线路清晰呈现。
- AOI检验(Automated Optical Inspection),使用自动光学检测机高速扫描内层线路,与设计稿对比,检测是否有开路、短路、缺口等缺陷。
层压与钻孔
层压与钻孔,Lamination & Drilling,是HDI PCB板的核心,是区别于传统PCB的地方,涉及多次压合和激光钻孔。
- 叠板与层压(Lay-up and Lamination),将制作好的内层芯板、半固化片(Prepreg,作为绝缘粘合层)和铜箔像“三明治”一样精确叠放。送入真空压机,在高温高压下压合成一个坚固的多层板。半固化片熔化并凝固,将各层牢牢粘合在一起。
- 机械钻孔(Mechanical Drilling),钻出需要的通孔(PTH)。
- 激光钻孔(Laser Drilling),使用高精度(如CO₂或UV)激光机,烧出微小的盲孔和埋孔(例如从L2到L3层,而不是贯穿整个板)。激光可以打出极小的孔(通常直径在50-100μm)。
- 孔金属化(Plating): 通过沉铜和电镀工艺,让这些微盲孔的孔壁也沉积上铜,从而实现不同层之间的电气连接。
对于更复杂的HDI板(如2阶或任意层),“层压-激光钻孔-电镀” 这个过程需要重复多次。例如,先做一阶的微孔,压合一层新材料后,再做二阶的微孔,依此类推。
外层线路制作与表面处理
制作的是最外层的线路,外层涉及焊接元件,需要做准备。
- 外层图形转移,同样经过贴膜、曝光、显影步骤,但这次是形成外层线路和焊盘。
- 图形电镀(Pattern Plating),在显影后露出的铜线路和孔壁上进行二次电镀,加厚线路铜厚和孔铜,使其能承载更大电流。
- 蚀刻与去膜,蚀掉不需要的铜箔,再去掉保护膜,外层线路成型。
- 阻焊层(Solder Mask),在整个板子表面涂上阻焊油墨(防止焊接时短路和保护线路),并通过曝光显影 process 露出需要焊接的焊盘。
- 表面处理(Surface Finish),在裸露的焊盘上进行表面处理,以保护铜面不被氧化并提供良好的可焊性。手机PCB常用:
- 化金(ENIG),镍层打底,金层防氧化,平整性好,适合小焊盘。
- 化银(Immersion Silver) 或 OSP(有机保焊膜),成本较低。
- 丝印(Silkscreen),印刷上白色文字或图标。
最终工序与测试
- 电测(Electrical Testing),使用飞针测试或专用治具(Fixture)进行100%的通断测试,验证所有网络连接是否正确,有无开路或短路。
- 外形加工(Routing),用数控铣床根据外形图铣出手机板最终的形状,并铣出内部必要的镂空槽。
- 最终检验(Final Inspection),进行外观、尺寸等最终检查。
- 包装与出货,真空包装后出货给SMT工厂进行元器件贴装。