HDI线路板的生产流程有哪些呢？
HDI线路板的生产流程是一个复杂而精细的过程，涉及到设计、制造、检验、测试和交付等多个环节。通过严格的质量控制和检验，确保HDI线路板的性能和功能符合设计要求，并最终交付给客户使用。下面我们就以8层2阶HDI（2+4+2）为例，介绍一下HDI线路板的生产流程有哪些？文章有点长，建议先收藏。
一、开料（Cut）
开料是把原始的覆铜板切割成能在生产线上制作的板子的过程，主要是根据工程师编写的生产流程卡进行操作。因为客户提供的Gerber文件一般为单板（Unit），Cam工程师需要对Gerber文件进行拼板（Set），再把多个拼板制作成一块工作板（Panel），以方便生产、提高生产效率。
下面我们了解一下单板（Unit）、拼板（Set）和工作板（Panel）的概念。
1、单板（Unit）
是指客户设计的单元图形，即客户提供的Gerber文件。
2、拼板（Set）
是指为了提高效率、利用率、方便生产等原因，将多个UNIT 拼在一起成为的一个整体图形。它包括单元图形、工艺边等等。
3、工作板（Panel）
是指PCB厂家生产时，为了提高效率、方便生产等原因，将多个Set拼在一起并加上工具板边，组成更多大的一块板子。一般采购回来的大料有以下几种尺寸：915mm ×1,220mm(36”×48”)、1,020mm ×1,220mm(40”×48”)、1,070mm ×1,220mm(42”×48”)等等。 作为PCB设计的Layout工程师与PCB 制作的Cam工程师，利用率是大家共同关注的问题，所以Cam工程师会考虑板材的最大的利用率进行Panel制作。
二、内层制作（Inner layer）
内层制作是将内层线路图形转移到PCB工作板上的一个过程。
在PCB制作中我们会提到图形转移这个概念，因为导电图形的制作是PCB制作的根本。所以图形转移过程对PCB制作来说，有非常重要的意义。
内层制作包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻，退膜等多道工序。内层贴膜就是在覆铜板表面贴上一层特殊的感光膜干膜。这种膜遇光会固化，在板子上形成一层保护膜。曝光显影是将贴好膜的板将进行曝光，透光的部分被固化，没透光的部分还是干膜。然后经过显影，褪掉没固化的干膜，将贴有固化保护膜的板进行蚀刻。再经过退膜处理，这时内层的线路图形就被转移到板子上了，内层制作就完成了。
对于PCB设计人员来说，我们最主要考虑的是布线的最小线宽、间距的控制及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜，膜无法褪尽造成短路。线宽太小，膜的附着力不足，造成线路开路。所以电路设计时的安全间距（包括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等），都必须考虑生产时的安全间距。
当然根据工厂的制程不同内层也有走湿膜流程的，内层制作还有正片、负片之分，在我这里我们不做详细讲解。
三、内层AOI（AOI）
内层AOI是对内层制作的一个光学扫描的检验过程，通过内层AOI可以光学扫描可检出开路和短路现象，以在生产前期进行维修，杜绝上工序的不良品流入下个工序造成不必要的后期产品报废。
四、棕化或黑化处理（Multibond）
黑化和棕化的目的
1. 去除表面的油污，杂质等污染物；
2. 增大铜箔的比表面，从而增大与树脂接触面积，有利于树脂充分扩散，形成较大的结合力；
3. 使非极性的铜表面变成带极性CuO和Cu2O的表面，增加铜箔与树脂间的极性易结合；
4. 经氧化的表面在高温下不受湿气的影响，减少铜箔与树脂分层的几率。内层线路做好的板子必须要经过棕化后才能进行层压。它是对内层板子的线路铜表面进行氧化处理。一般生成的Cu2O（氧化亚铜）为红色、CuO（氧化铜）为黑色，所以氧化层中Cu2O为主称为棕化、CuO为主的称为黑化。
五、层压（Lamination）
1. 层压是借助半固化片把各层线路粘结成整体的过程。这种粘结是通过界面上大分子之间的相互扩散，渗透，进而产生相互交织进而实现。
2. 目的：将离散的多层板与黏结片一起压制成所需要的层数和厚度的多层板。
排版
将铜箔，黏结片（半固化片），内层板，不锈钢板，隔离板，牛皮纸，外层钢板等材料按工艺要求叠合。如果六层以上的板还需要预排版。
层压过程
将叠好的电路板送入真空热压机。利用机械所提供的热能，将树脂片内的树脂熔融，借以粘合基板并填充空隙。
对于设计人员来说，层压首先需要考虑的是对称性。因为板子在层压的过程中会受到压力和温度的影响，在层压完成后板子内还会有应力存在。因此如果层压的板子两面不均匀，那两面的应力就不一样，造成板子向一面弯曲可能性就会很大，大大影响PCB的性能。
另外，就算在同一平面，如果布铜分布不均匀时，会造成各点的树脂流动速度不一样，这样布铜少的地方厚度就会稍薄一些，而布铜多的地方厚度就会稍厚一些。为了避免这些问题，在设计时对布铜的均匀性、叠层的对称性、盲埋孔的设计布置等等各方面的因数都必须进行详细考率。
通过这次的层压我们根据上图可以看出，现在我们压出了一个4层板。
六、钻埋孔（Drilling）
PCB上孔的加工形成有多种方式，目前使用最多的是机械钻孔。机械钻孔就是利用钻刀高速切割的方式，在板子（母板或子板）上形成上下贯通的过孔。对于成品孔径在6mil及以上的过孔，我们都可以采用机械钻孔的形式来进行加工。
目前来说，机械孔的孔径必须在6mil以上（正常情况一般为8mil）。机械钻孔的形式决定了盲埋孔的非交叉性。就以我们这块8层2阶板而言，我们可以加工3 -6层的埋孔。但如果设计的是既有3-5层的埋孔，又有4-6层的埋孔，这样的设计在生产上将无法实现。另外，从前面的层压我们可以了解到对称的必要性，如果此时不是3-6层的埋孔而是3-5层或4-6层的埋孔，制作难度与报废率将大幅提高，其成本将是3-6层埋孔的6倍以上。所以前期Layout工程师设计时就必须要考虑可生产性及成本问题，这样设计出来PCB才是优质的PCB。
从上图可以看出，此时的板是一个4层通孔板。
七、镀埋孔（PTH）
电路板的基材是由铜箔，玻璃纤维，环氧树脂组成。在制作过程中基材钻孔后孔壁截面就是由以上三部分材料组成。
镀孔就是要解决在截面上覆盖一层均匀的，耐热冲击的金属铜。
流程分为三个部分：一去钻污流程，二化学沉铜流程，三加厚铜流程（全板电镀铜）。
孔的金属化涉及到一个制成能力的概念，厚径比。厚径比是指板厚与孔径的比值。
当板子不断变厚，而孔径不断减小时，化学药水越来越难进入钻孔的深处，虽然电镀设备利用振动、加压等等方法让药水得以进入钻孔中心，可是浓度差造成的中心镀层偏薄仍然无法避免。这时会出现钻孔层微开路现象，当电压加大、板子在各种恶劣情况下受冲击时，缺陷完全暴露，造成板子的线路断路，无法完成指定的工作。
所以，Layout设计人员需要及时的了解制板厂家的工艺能力，否则设计出来的PCB就很难在生产上实现。需要注意的是，厚径比这个参数不仅在通孔设计时必须考虑，在盲埋孔设计时也需要考虑。
八、内层制作2（Inner layer）
当3–6层的埋孔金属化后，我们要用树脂把埋孔塞孔处理，塞孔后打磨平整，然后我们的板子就要转回到第2次内层线路制作，此时制作的是第L3、L6层的内层线路。如下图：
做完3、6层的线路后，我们将板子进行黑化或棕化，之后我们将其送入第二次层压。由于与前面内层线路的步骤相同，就不再详细介绍。
九、层压2（Lamination）
如下图所示，这次层压后板子变成了6层，这次压的是L2和L7层。
HDI板的压板：由于HDI的绝缘层厚度比较薄。所以压板较为困难。由于同样的厚度LDP的强度要比RCC的好很多，流动速度也慢一些，一般通孔板是使用的LDP胶片，通孔板的压合也更容易控制。而HDI使用的是RCC胶片，所以HDI的压难度较为困难。
内层有盲孔的地方线路更容易因凹陷而造成开路，所以内层如果有盲孔，则外层的线路设计要尽量避开内层的盲孔位置。至少是线路不要从盲孔的孔中间位置通过，这种错开的情况称为错孔HDI。如果确实要在盲孔上叠盲孔，这种情况的制作难度就会大很多，这种情况称为叠孔HDI。
十、激光钻孔 （Laser Drilling）
下图为激光钻孔后图片
用激光将树脂烧开形成连通性盲孔HDI板的镭射钻孔由于是由激光钻出，所以当激光在从上往下钻的过程中，能量逐渐变少，所以随着孔径的不断深入，孔的直径不断变小。镭射孔的钻孔孔径一般为3-6mil(0.076-0.15mm)，按照IPC6016，孔径≤0.15mm的孔称为微孔（micro-via）。
如果孔径大于0.15mm，则难于一次将孔钻完，而是需要螺旋式钻孔，导致了钻孔的效率下降。成本的急剧升高。目前激光钻孔一般采用三枪成孔的方式，镭射孔的钻孔速度一般为100-200个/秒。并且随着孔径的缩小，钻孔的速度明显加快。
比如：在钻孔孔径为0.10mm时，钻孔速度为120个/秒。在钻孔孔径为0.076mm时，钻孔速度为170个/秒。但是由盲孔电镀存在孔径比的问题，0.076的盲对电镀填孔难较大，除特殊情况外一般不使用。在生产中一般盲孔孔径大家都是按0.1mm制作，既能有高效钻孔速度，又能减轻填孔电镀的压力。
十一、电镀填孔（Via filling plating）
下图为填孔电镀后图，理论为盲孔100%饱满状态。
HDI板的镭射钻孔由于是由激光钻出，激光钻孔时的高温将孔壁灼烧。产生焦渣附着在孔壁，同时由于激光的高温灼烧，将导致第二层铜被氧化。所以钻孔完毕后，微孔需要在电镀前进行前处理。由于板的微孔孔径比较小，又不是通孔，所以孔内的焦渣比较难以清除。去孔污时需要用高压水冲洗。
对于叠孔形式的2阶HDI，需要专门的盲孔电镀和电镀填平的技术，因此成本上会大大提高，所以目前电镀填平技术只用于一些高端产品的设计制作。对于错孔的2阶HDI，盲孔电镀和电镀填平技术要求不高，盲孔的饱满度达到80%已经完全可达到功能性要求了。
十二、次外层制作（Inner layer）
经过金属化盲孔后，将开始次外层图形的制作，也就是再次回到内层干膜工序进行L2和L7层图形制作。制作好的线路会送到棕化或黑化工序进行氧化处理。随后PCB会进行第三次层压。
由此可以看到2阶HDI需要经过多次的对位，所以对位误差也累积增大，这是造成2阶HDI报废率较大的原因之一。
目前就制作难度来说，对于2阶的HDI板的各种设计，由简至难的顺序如下：
1.有1-2层、2-3层孔（错孔）。2.仅有1-3层的孔（叠孔）。3.有1-2层、1-3层的孔（叠错相加）。4.有2-3层、1-3层的孔（叠错相加）。5.有1-2层、2-3层、1-3层的孔（叠错相加）。
十三、层压3（Lamination）
如下所示，这次压合完成，这个真正成为了8层板，这次压合是压的L1和L8层的铜箔。至此这个8层2阶的HDI基本进入后工序了，后的工序除了激光钻孔和盲孔填孔电镀外和常规8层通孔板是一样了。
十四、第二次激光钻孔（Laser Drilling）
十五、钻通孔（Drilling）
十六、镀孔（PTH）
将盲孔与通孔一起金属化，至此HDI的特殊流程结束，下面转入普通板的正常流程。
十七、外层线路制作（Pattern imaging）
外层图形转移与内层图形转移的原理差不多，都是运用感光的干膜和拍照的方法将线路图形印到板子上。
外层干膜与内层干膜不同在于：
⒈ 如果采用负片法，那么外层干膜与内层干膜相同。板子上被固化的干膜部分为线路。去掉没固化的膜，经过酸性蚀刻后退膜，线路图形因为被膜保护而留在板上。
⒉ 如果采用正片法，那么外层干膜采用正片做板。板子上被固化的部分为非线路区（基材区）。去掉没固化的膜后进行图形电镀。有膜处无法电镀，而没有膜处，先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻，最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。
十八、外层AOI（AOI）
十九、阻焊（Solder mask）
下图为印完了阻焊层的示意图
1. 概念：阻焊工序是在板子的表面增加一层阻焊层。这层阻焊层称为阻焊剂（Solder Mask）或称阻焊油墨，俗称绿油。其作用主要是防止导体线路等不应有的上锡，防止线路之间因潮气、化学品等原因引起的短路，生产和装配过程中不良操作造成的开路、绝缘以及抵抗各种恶劣环境，保证印制板的功能等。
2. 原理：目前PCB厂家使用的这层油墨基本上都采用液态感光油墨。其制作原理与线路图形转移有部分的相似。它同样是利用菲林遮挡曝光，将阻焊图形转移到PCB表面。其具体流程如下：
前处理——涂覆——预烘——曝光——显影——UV固化——热固化
与此工序相关联的是soldmask文件，其涉及到的工艺能力包含了阻焊对位精度、绿油桥的大小、过孔的制作方式、阻焊的厚度等等参数。同时阻焊油墨的质量还会对后期的表面处理、SMT贴装、保存及使用寿命带来很大的影响。加上其整个工序制作时间长、制作方式多，所以是PCB生产的一个重要工序。
目前过孔的设计与制作方式是众多设计工程师比较关心的问题。而阻焊带来的表观问题则是PCB质检工程师重点检查的项目。
二十、字符（Legend）
二十一、表面处理（Surface finish）
表面处理有多种，最为常用为沉金、喷锡、OSP、沉金+OSP（选择性化金），根据产品要求的不同还有沉银、沉锡、电厚金、化学镍钯金等。
1、沉金是在印制电路板做上阻焊膜后，对裸露出来需要镀金属的部分采用的一种表面处理方式。由于科技的发展，PCB上的线宽间距变小，表面封装增多，这就要求连接盘或焊垫有良好的共面性和平坦度，要求PCB不能弯曲。化学Ni/Au表面镀层则可满足上述的要求，另外由于它表层的金比较稳定、防护性好，所以它的存储时间也和铅锡差不多。
由于这种镍/金的镀层是在印制电路板做上阻焊膜后制作的，所以只能采用化学镍/金的方式来实现选择性涂覆。作为PCB的表面镀层，镍层厚度一般为5μm，而金厚一般在0.025—0.076μm之间，作为非可镀焊层Au的厚度不能太高，否则会产生脆性和焊点不牢的故障，如果太薄则防护性不好。其缺点是可焊性较差，容易发生黑盘的缺陷。
2、喷锡是将PCB浸入熔融的焊料中，再通过强热风将表面及孔内的多余焊料吹掉，得到一个光亮的涂层。一种是用铅锡合金，有铅喷锡熔炉温度为240度左右，另一种是用纯锡，因为铅对人体危害较大，很多欧洲国家都禁止使用有铅锡，所以现在流行使用纯锡或叫无铅喷锡。无铅熔炉温度高达300度，加上操作环境高温高蚀，对PCB危害极大，而且表面平整性远不及化学沉金的表面好。
优点：焊锡性佳，可靠度优良；
缺点：较差的流平性及塞孔问题，对绿油、板材及层压结合力有较高要求，存在板弯、板翘的隐患。
3、OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化等);但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
优点：可焊性好，表面平整，生产效率高、成本低；
缺点：OSP工艺的不足之处是所形成的保护膜极薄，易于划伤(或擦伤)，必须精心操作和运放。同时，经过多次高温焊接过程的OSP膜(指未焊接的连接盘上OSP膜)会发生变色或裂缝，影响可焊性和可靠性。
OSP一般是在电测后进行，可避免电测破坏OSP膜。
二十二、锣板（Routing）
到目前为止，我们制作的PCB一直都属于Panel的形式，即一块工作板。现在因为整个板子的制作已经完成，我们需要将交货图形按照（UNIT交货或SET交货）从大板上分离下来。这时我们将利用数控机床按照事先编好的程序，进行加工。外形边、条形铣槽，都将在这一步完成。如有V-CUT，还需增加V-CUT工艺。在此工序涉及到的能力参数有外形公差、倒角尺寸、内角尺寸等等。设计时还需考虑图形到板边的安全距离等参数。
二十三、电测（E-test）
电测即PCB的电气性能测试，通常又称为PCB的“开”、“短”路测试。在PCB厂家使用的电气测试方式中，最常用的是针床测试和飞针测试两种。
1、针床分为通用网络针床和专用针床两类。通用针床可以用于测量不同网络结构的PCB，但是其设备价钱相对较为昂贵。而专用针床是采用为某款PCB专门制定的针床，它仅适用于相应的该款PCB。
2、飞针测试使用的是飞针测试机，它通过两面的移动探针（多对）分别测试每个网络的导通情况。由于探针可以自由移动，所以飞针测试也属于通用类测试。如果飞针测试的情况下通常是在没有锣板前测试，这样可以提高飞针测试的效率，就是测Panel工作板。
二十四、终检（Final audit）
二十五、包装（Packing）
二十六、出货（Shipment）
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