工程師的高多層 PCB 製造終極指南
1 分鐘
- 1. 提交製造資料
- 2. 製造資料審查
- 3. 材料準備
- 4. 多層板製造流程
隨著電子設備朝向更高性能、更小尺寸的發展，對 PCB 的精度與性能要求也不斷提高。
高多層 PCB 能提供更多佈線層，使電路設計更複雜、更密集，滿足高頻、高速傳輸需求。此外，高多層 PCB 能實現更好的訊號完整性與電磁相容性，這對 5G 通訊、高效能運算與汽車電子等高端應用尤為重要。因此，高多層 PCB 已成為 PCB 產業未來發展的重要趨勢之一。對 PCB 設計工程師或電子硬體設計工程師而言，了解高多層 PCB 的製造流程同樣不可或缺。
高多層 PCB 不只是增加層數，製造難度亦呈指數級上升。相較於單雙面板，高多層 PCB 的製造需關注層間連接、層間堆疊與對位，以及精確的壓合控制。設計過程中還需考量訊號完整性、電磁干擾與熱管理等，才能充分發揮高多層 PCB 的性能優勢。
從製程、設備、設計能力，到品質控制與協作能力，高多層板對 PCB 製造商的製程標準要求更高。本文將介紹高多層 PCB 製造中的幾個關鍵製程步驟。
1. 提交製造資料
作為 PCB 製造的起點，我們首先需將相關製造資料提交給 PCB 製造商。PCB 製造所需的資訊與常用資料格式如下：
Gerber 檔案（RS274X 格式）
Gerber RS274X 為主流格式。輸出的 Gerber 檔案包含所有線路層、防焊層、銅膏層、絲印層、板外框、鑽孔圖及製造要求（如多層壓合結構圖、層間介質厚度、阻抗控制要求、塞孔需求等）。Gerber 檔案應使 PCB 製造商的製程工程師能輕易識別各檔案的層別資訊。建議依命名規則命名 Gerber 檔案，JLC 提供了良好參考。
鑽孔檔
鑽孔檔包含所有鑽孔座標與孔徑資料，最常使用 Excellon 格式。
網表資料
IPC 定義了相容格式 IPC-356，提供產生網表與電性測試資料所需的所有資訊。相較於單雙面板，多層 PCB 製造需要完整的文件資料，其中最重要的包括：
- 完整層結構
- 基材的精確資訊
- 高頻高速板需注明基材廠商與型號
- 阻抗控制要求
- 特殊製程指示（如塞孔要求）
2. 製造資料審查
PCB 製造商審查製造資料的目的，在於估算大致製造成本並為生產做準備。產品製造前的初步分析可節省時間與材料。PCB 製造商的責任是判斷其製程能力是否滿足該產品需求。
PCB 製造商可能依其製程調整 PCB 設計的佈線資訊，例如補償孔徑或蝕刻線寬，目標在於提升 PCB 的可製造性。部分關鍵調整會與 PCB Layout 團隊溝通確認。理想情況下，可製造性（DFM）考量應在 PCB 設計階段納入，以優化設計，大幅節省後續與 PCB 製造商的溝通時間。
若您在 JLCPCB 下單，他們提供「生產稿確認」個人化服務選項。透過仔細審閱並確認生產稿，可發現設計中的任何問題，以及 JLC 加工中可能出現的錯誤。
3. 材料準備
單雙面板製造直接使用符合成品厚度要求的銅箔基板；多層板則不同，其結構內含多層銅層，需使用特殊基材。為製作多層板，需將預浸料（PP）與較薄的銅箔基板（Core）組合壓合，達到最終厚度。壓合結構由電氣參數決定，由 PCB 設計者與板廠共同確認，並在 PCB Layout 前規劃，以滿足特定傳輸線的阻抗要求。
因壓合結構差異，預浸料厚度各異，以滿足不同傳輸線與電源平面組合需求。每種預浸料由特定玻璃纖維編織型號製成，標示如 1080、2116、3313 或 7628。下圖展示這些編號：
多層板第二項組成為相對較薄的銅箔基板（相較單雙面板用銅箔基板），又稱 Core。它為完全固化之基板，單面或雙面覆銅。亦有無銅裸板，稱為光板。
Core 亦由預浸料與銅箔壓合而成，由基材供應商生產。供應商依 IPC-4101 標準與市場需求，採用不同玻璃纖維編織樣式與樹脂含量之預浸料，搭配指定厚度銅箔，製成各類銅箔基板。
多層板製造由 PCB 廠完成，基材則由基材供應商提供。值得注意的是，基材規格眾多，各 PCB 廠庫存不一。若 PCB 疊構設計需特殊預浸料與 Core，最好提前與 PCB 廠溝通，了解料號交期。
高性能 PCB 需高品質原材料。基材在 PCB 製造中至關重要，影響 PCB 性能與可靠性，包括電氣性能、熱性能、機械強度、加工性與環境適應性。
基材方面，JLCPCB 採用領先廠商的高品質材料。4 層與 6 層板使用 KB 與台灣南亞材料，品質優異可靠。KB 材料以高品質玻璃纖維強化環氧樹脂（FR-4）為基材，高純度銅箔為導電層，經嚴格製程，具高品質與高性能，廣泛應用於電子產業。
同樣，台灣南亞在市場享有良好口碑，其材料具優異電氣性能、高強度與剛性，耐高溫與化學品，提升產品可靠性與壽命。
8 層及以上板，JLC 採用台灣南亞與生益材料。生益為知名國內銅箔基板供應商，材料高標準、高品質、高性能且高可靠，廣泛應用於工控、醫療儀器、消費電子、汽車等電子產品。
4. 多層板製造流程
如上多層板製造流程圖所示，多層板相較單雙面板增加內層製作步驟，關鍵在於內層堆疊與壓合製程控制，這對控制阻抗傳輸線的電氣性能至關重要。完成內層後，後續流程與單雙面板相同，直至最終檢驗。
若詳細展開多層板生產，通常約有 200 道加工步驟。對 PCB 設計者而言，了解各類基材特性、多層板製程與焊接技術至關重要。透過組合不同規格預浸料與 Core，可達成所需厚度。多層疊構須確保各層對稱、厚度一致，內層銅箔應均勻分布，否則受熱應力可能導致 PCB 翹曲。
影響多層板結構品質的關鍵因素之一為各層間精確對位。層間必須精準對齊，否則鑽孔連接後可能出現開路或短路。對位透過機械定位孔與插銷於疊板時完成。為確保內層與預浸料良好結合，銅面須經化學粗化處理，稱為棕化。壓合前以 AOI 自動光學檢測內層線路，可及時修復連通性或缺陷。
上圖為 6 層硬質多層 PCB 壓合示意，A1、A2、A3 為預浸料，L2-L3 與 L4-L5 為已完成內層圖案的雙面銅箔基板，B1、B2 為外層銅箔。
常規硬質多層 PCB 壓合原理：將一定數量已完成內層圖案並棕化增黏的雙面銅箔板堆疊，中間以預浸料絕緣，防止銅層短路。加熱時預浸料樹脂再次熔化，黏合各 Core。壓合後層間透過金屬化孔連接。JLC 多層製程最高可達 32 層，涵蓋大多數應用。
壓合精確控制對控制阻抗傳輸線的特性阻抗至關重要。壓合升溫時，預浸料環氧樹脂熔化流動，填滿導體間隙並黏合內層。樹脂流動影響訊號層與參考層間距，對阻抗變化影響最大。
如上圖，PCB 設計檔最終拼版成大工作板生產。對特性阻抗控制而言，壓合時整板樹脂流動均勻性亦關乎阻抗穩定，此時壓合設備性能至關重要。
設備為影響高多層品質因素之一。JLC 採用業界頂級設備，確保高多層板品質。
壓合機
JLCPCB 採用台灣活全最新一代全自動壓合機，穩定性更高、壓合品質更佳。活全作為專業 PCB 設備供應商，其壓合機具備高精度、高可靠性與先進控制系統，滿足高多層 PCB 堆疊與壓合需求。
壓合後進入鑽孔，後續流程與單雙面板大致相同，但 JLC 針對高多層板提供額外免費品質提升服務。
其一為升級化金工藝。JLC 所有 6–32 層板皆採用化金，並免費將厚度升級至 2u"。化金為業界成本較高之表面處理，具優異電氣連接、耐腐蝕與可焊性。化金層提供平整均勻金屬表面，利於訊號傳輸與阻抗控制，並確保焊接穩定耐用，延長 PCB 壽命。
除化金外，JLCPCB 所有 6–32 層板亦免費採用樹脂塞孔技術（樹脂塞孔並鍍平）。導通孔對 PCB 品質至關重要，支撐複雜電路與可靠性，但可能因腐蝕導致連接失效、訊號衰減、短路漏電等問題，樹脂塞孔技術能有效解決。
採用化金與樹脂塞孔技術生產的 PCB
總之，多層板製造不僅比單雙面板多一道內層工序，也非僅將生產檔交給板廠這麼簡單。至少在 PCB 設計階段，就應了解板廠製程能力並導入 DFM 原則。實際佈線前，先與板廠確認所需材料與疊構，以滿足特定傳輸線性能要求，同時達成合理成本與交期。
持續學習
如何準備完美的 Gerber 檔案，確保 PCB 製造順利無誤
重點摘要 所有檔案都應使用 RS-274X 格式，並統一採用毫米單位。 務必包含完整層別：銅層、防焊層、絲印層、板外形與 NC 鑽孔檔。 上傳前請先使用 Gerber 檢視器檢查檔案，以便及早發現錯誤。 遵循 DFM 規則：適當的孔環、防焊開窗，以及走線間距。 使用清楚的檔案命名，並提供詳細的製造備註。 在花了好幾週完成理想的電路板佈局後，走線乾淨、DRC 也通過了，於是你按下「匯出」。兩天後，PCB 製造商打電話回來問：「為什麼你的檔案裡沒有 防焊層？為什麼你的鑽孔檔使用英寸，而銅層卻使用毫米？」聽起來熟悉嗎？幾乎所有這類問題，最後都會回到同一件事：Gerber 檔案。Gerber 檔案是你交給 PCB 製造商的關鍵交付資料，但許多工程師卻常把它當成最後才處理的小事。 如果 Gerber 檔案準備正確，你收到的電路板就會如同設計一樣。如果準備錯誤，你可能會遇到延誤、重做，甚至收到外觀看似正常但實際無法運作的板子。在本指南中，我將說明什麼是 Gerber 檔案、完整檔案組包含哪些層、哪些問題會悄悄毀掉量產，以及哪些進階習慣能讓交付過程順利或變得麻煩。讀完後，你將清楚知道如何準備能一次順利進入製造流......
導孔填充詳解：高效能 PCB 的關鍵技術、優勢與解決方案
PCB 孔填充（Via Filling）指南 隨著多層板設計朝向更多層數、更細間距與更高功率密度發展，Via Filling（孔填充）已成為可靠 PCB 製造的關鍵技術。多層板中的空孔若未填充，會造成組裝時空氣與助焊劑殘留、訊號高速下的阻抗不連續、以及功率元件下的熱瓶頸問題。 透過在初步電鍍後完全填滿 via 桶，工程師可以得到實心、平整的結構，不僅消除上述風險，還能支援高階設計，如 Via-in-Pad（VIP）布線。 什麼是 Via Filling 及其作用 定義與基本原理 Via Filling 是在電鍍完成後，將鑽好的通孔或盲孔完全填充特殊材料——非導電環氧樹脂或導電銅膠。填充後的 via 再經平整化與銅覆蓋（POFV），形成可焊接或布線的平整表面。 此流程將空心銅柱轉變為實心、無空洞結構，解決銅（約 17 ppm/°C）與 FR-4 基板（12–16 ppm/°C）熱膨脹係數不匹配的問題，避免熱循環時裂孔。在 HDI 設計中，填充 via 也可減少堆疊微孔的應力集中。建議完成孔徑 ≤0.5 mm，微孔長寬比 ≤1:1，以確保無空洞填充。 Via Filling 與 Via Pluggin......
如何為可靠的多層 PCB 選擇合適的半固化片材料
你是否曾經好奇，多層 PCB 橫截面中的那些銅層究竟是如何黏合在一起的？答案就是半固化片（Prepreg）材料，而且它的重要性遠超多數工程師的想像。若半固化片選錯，板子很可能註定會出現分層、阻抗漂移與長期可靠性問題。Prepreg 不只是「膠水」。它是一種經過設計的複合材料，會決定介電層間距、控制阻抗、影響訊號損耗，並決定電路板在熱應力下的表現。 隨著設計逐漸走向更多層數與更高速訊號，你所選擇的半固化片，已成為整個設計流程中最重要的材料選擇之一。本文將說明半固化片材料的本質、常見類型與其特性、選型時的主要考量，以及哪些製造流程依賴正確的半固化片性能。 半固化片材料在 PCB 製造中的關鍵角色 什麼是半固化片材料？它如何運作？ 那麼，什麼是半固化片材料？Prepreg 是 pre-impregnated 的縮寫，意思是已經預先浸漬部分固化熱固性樹脂的編織玻璃纖維布。樹脂會被處理到半固化狀態，稱為 B-stage。這種狀態在室溫下呈硬質，但受熱時會熔融流動。在壓力與熱量下完全固化後，它會變成 C-stage，也就是永久性剛性黏結材料。在多層 PCB 中，內層銅箔通常已經黏合在完全固化的基材上，也就是芯......
實現乾淨的 PCB 分板：專業分板技術的優勢
PCB 分板（Depanelization）指南 你是否曾經從 PCB 面板上拆下單板，卻發現板邊粗糙、有小裂紋，甚至沿線路出現微裂？這就是分板不良的結果。分板是 PCB 製造的最後一個大型機械工序，也是工程師在設計專案時最容易忽略的部分。在生產過程中，PCB 通常以小組形式安裝在大面板上，以方便自動化組裝和搬運。但在焊接與檢驗完成後，需要將板子以乾淨方式分離。 任何不良的分板過程都可能破壞整個製造過程的精細成果，導致應力裂紋、分層或外觀缺陷。本文將討論主要的 PCB 分板技術、優缺點及注意事項。無論是原型製作或大批量生產，掌握分板技巧都能讓你在面板設計和方法選擇上做出明智決策:contentReference[oaicite:0]{index=0}。 為何分板是 PCB 生產關鍵步驟 看似簡單的拆板，其實涉及可靠性、邊緣品質與長期電性能。板邊精度可能小至 0.1–0.5 mm，選用的方法和操作精度決定板子最終品質。 分板在面板化後的角色 在 PCB 製造中，個別電路板設計會置於大面板上，經自動 SMT 線、回流爐與波峰焊加工。完成組裝後，每塊板必須在不造成機械應力、熱損傷或尺寸變化的前提下分離。......
快速交貨 PCB 指南：快速原型製作與可靠生產
你是否曾計算過，你的團隊在等待 PCB 時浪費了多少工程停機時間？如果你的標準製造週期是兩到三週，而你的設計需要三個修改週期（這對於任何超出 breakout board 的設計來說都是保守數字），那麼光是等待時間就高達 6 到 9 週。這不是排程問題，而是動能殺手，也正是快速週轉 PCB 製造從「錦上添花」轉變為硬體開發中戰略武器的原因。計算方式很簡單：將每個修改週期從兩週壓縮到兩到三天，就能將九週的迭代煎熬轉變為總共約兩到三週。但真正的價值不僅僅是節省日曆時間，而是保留了工程背景脈絡。 當你的團隊可以在週一測試、週二發現問題、週三重新設計、週五拿到修正後的電路板時，設計意圖就能保持清晰。沒有人需要重新閱讀自己三週前的筆記，試圖回憶為什麼要以特定方式佈線差分對。今天，我們將深入探討是什麼讓快速週轉 PCB 製造 在製程層面上真正發揮作用、如何專門為快速週轉成功而設計，以及大多數工程師忽略的隱藏延遲在哪裡。 為何傳統的週轉時間會是這樣 在針對速度進行優化之前，了解是什麼驅動了標準交貨時間會有所幫助。傳統的生產隊列會為了效率而批量處理訂單。你的五片原型板訂單排在 500 片量產板之後，因為批量處理能......
印刷電路板製造流程逐步指南
印刷電路板 (PCB) 是現代電子產品的骨幹，為電子元件和電路提供了實體基礎。了解 PCB 的元件和製造流程對於工程師、設計師以及任何對電子產品感興趣的人來說至關重要。 PCB 製造流程 印刷電路板 (PCB) 的製造過程會經歷多個步驟，將設計藍圖轉化為外觀專業的電路板。這個複雜的過程通常在專門的 PCB 製造設施中進行，採用蝕刻、鑽孔、電鍍等多種技術，並整合了電腦數值控制 (CNC)技術以實現高精度。 銅層會經歷一系列步驟多次。它會被塗上一層感光膜，透過代表電路圖案的遮罩暴露在紫外線下，然後進行顯影。此過程會顯現出電路圖案，允許通過化學蝕刻選擇性地去除銅。最終結果是在銅上顯現出電路圖案，並為通孔元件和導通孔鑽孔，隨後進行電鍍以保護銅並增強導電性。 製造流程的最後階段包括塗覆防焊層，其作用是保護電路、防止焊橋，並增強 PCB 的整體堅固性。此外，還會在電路板上印刷一層絲印層，提供必要的標籤和標記以供元件識別。 PCB 製造流程涉及的步驟 步驟 1 – 成像與印刷設計 步驟 2 – 創建基材 步驟 3 – 印刷內層 步驟 4 – 紫外線照射 步驟 5 – 去除多餘的銅 步驟 6 – 層對齊與檢查 步......