线路板制造：PCB阻焊工艺全流程解密

一、什么是阻焊？

阻焊，俗称“绿油”，是在PCB的铜箔线路上覆盖的一层永久性的保护涂层。

主要目的：防止在焊接过程中焊锡意外桥接造成短路，并保护线路免受环境（如潮湿、灰尘、化学物质）的影响。

常见颜色：绿色最为普遍，此外还有黑色、蓝色、红色、白色、黄色等。颜色的选择主要出于美观、识别或特定需求（如黑色常用于LED板以增强对比度）。

二、阻焊的核心功能

电气绝缘：防止导体间因潮湿、导电污染物等引起的漏电或短路。

防焊保护：精确开窗，只露出需要焊接的焊盘，防止焊接时焊锡蔓延。

机械保护：保护精密的铜线路免受物理刮擦和机械损伤。

化学保护：抵抗腐蚀性气体、酸碱环境，提高PCB的长期可靠性。

美观与标识：提供整洁的外观，并作为丝印（元器件标识）的基底。

三、主流阻焊工艺类型

目前主要有两种主流工艺：

1. 液态感光阻焊油墨

这是最常用、最经济的工艺。

工艺流程：

前处理：清洁板面，去除氧化和杂质，并通过微蚀或刷磨使铜面粗化，增加油墨附着力。

涂覆：采用丝网印刷（低成本板）或喷涂/帘涂（高精度、高密度板）方式将液态油墨均匀覆盖在板面上。

预烘：在低温下将油墨烘至“半固化”状态，方便后续曝光。

曝光：使用阻焊底片（菲林），在紫外光下进行曝光。需要开窗的部分（焊盘）被底片遮挡，油墨未感光；其他部分感光固化。

显影：使用稀碱溶液（如碳酸钠）冲洗，将未感光（未固化）的油墨溶解掉，露出焊盘和需要焊接的区域。

后固化/烘烤：高温烘烤，使油墨完全、彻底地固化，达到最终的硬度和性能。

优点：成本低，适合大多数应用，附着力好，工艺成熟。

缺点：对于极高密度（如小于0.1mm的间隙）的板子，涂覆均匀性和对位精度有挑战。

2. 干膜阻焊

采用类似线路干膜的贴膜工艺。

工艺流程：

前处理：同液态油墨。

贴膜：通过热压辊将干膜阻焊膜紧密贴在板面上。

曝光：使用底片进行紫外曝光。

显影：使用碳酸钠溶液溶解未曝光的干膜部分。

后固化：进行热固化或UV固化。

优点：厚度非常均匀，特别适用于高密度互连板、软硬结合板及表面不平整的板子，能实现更精细的开窗。

缺点：材料成本高，工艺复杂，生产效率相对较低。

四、关键工艺参数与要求

厚度：通常为10-40微米。太薄保护性不足，太厚可能导致焊接问题（如立碑）。

对准精度：阻焊开窗必须与焊盘精确对准，通常允许一定的“绿油桥”（阻焊层在两个焊盘之间留下的部分），以防止桥连。

塞孔：对于通孔，阻焊工艺需考虑是否将孔塞住（阻焊塞孔），以防止焊接时锡从孔中流出，或满足后续装配要求。

表面平整度：尤其是对于需要贴装细间距元器件的板子，阻焊表面必须平整光滑。

五、常见问题与缺陷

阻焊起泡/脱落：前处理不干净、铜面氧化、固化不彻底导致附着力不良。

显影不净：未固化的油墨未完全清除，导致焊盘被污染，可焊性变差。

过显影：显影过度导致开窗偏大，阻焊桥被破坏，增加短路风险。

渗透/覆盖不良：阻焊油墨未能完全覆盖线路侧壁，导致保护不全。

颜色不均：油墨调配、涂覆或固化不均匀导致。

指纹/污染：生产过程中人为污染。

六、发展趋势

高精度：随着元器件封装越来越小（如01005、CSP），对阻焊开窗精度和绿油桥控制的要求极高。

新型材料：开发介电常数更低、耐热性更高（用于无铅焊接）、柔软性更好（用于柔性板）的阻焊材料。

环保要求：符合RoHS、无卤素等环保指令。

激光直接成像：使用LDI技术替代传统的菲林底片进行曝光，大大提高了对位精度和灵活性，适合小批量、高精度快速打样。

总结

PCB阻焊工艺远不止是“涂一层绿漆”那么简单，它是一个涉及化学、光学和精密机械的复杂制程。选择合适的阻焊工艺（液态/干膜）、严格控制每一个步骤（前处理、涂布、曝光、显影、固化），是确保PCB最终质量和可靠性的关键所在。

对于PCB设计工程师而言，了解阻焊工艺的极限（如最小阻焊桥宽度、开窗与焊盘的尺寸关系）并在设计阶段就与制造商充分沟通，能有效避免后期的生产问题。