PCB 制造中嵌入式组件的核心工艺环节：从基材准备到层压固化

一、前期准备：组件选型与基材预处理

1. 组件选型：匹配工艺与性能需求

• 尺寸适配：组件长度、宽度、厚度需与后续开槽尺寸匹配，厚度需≤基材总厚度的 50%（如 1.6mm 厚基材，组件厚度≤0.8mm），避免开槽过深导致基材断裂；例如，嵌入 0402 封装电容（长 0.4mm、宽 0.2mm、厚 0.2mm），需选择≥0.4mm 厚的基材，开槽深度设为 0.2mm（与组件厚度一致）；
• 耐温达标：组件需承受 PCB 层压温度（通常 180-220℃，保温时间 30-60 分钟），耐温等级需≥220℃（如 MLCC 电容的耐温等级需达 X7R 以上，厚膜电阻的耐温需≥250℃）；某厂商选用耐温 150℃的薄膜电阻，层压时电阻烧毁，导致 20% 的 PCB 报废；更换为 250℃耐温的厚膜电阻后，报废率降至 0.5%；
• 性能稳定：组件需在嵌入后保持性能参数稳定（如电阻阻值偏差≤±5%，电容容值偏差≤±10%），避免层压压力导致参数漂移。

2. 基材预处理：确保开槽与层压可行性

• 裁剪：根据 PCB 设计尺寸裁剪基材（如 FR-4），裁剪精度需≤±0.1mm，避免尺寸偏差影响开槽位置；
• 去潮：基材在 120℃烘箱中烘烤 2 小时，去除水分（含水量需≤0.1%），避免层压时水分蒸发导致基材起泡；
• 表面粗化：用砂纸（1000 目）轻微打磨基材表面，或用化学蚀刻剂（如稀硫酸溶液）处理，提升基材与粘结剂的结合力，避免层压后分层。某 PCB 基材未去潮，层压后出现 15% 的起泡率；烘烤去潮后，起泡率降至 0.3%。

二、核心工艺：开槽 - 放置 - 层压 - 导通

1. 基材开槽：精度决定组件嵌入效果

• 尺寸精度：槽体长度、宽度需比组件大 0.02-0.05mm（预留组件放置间隙），深度需与组件厚度一致（偏差≤±0.01mm）；例如，嵌入 0402 电容（0.4mm×0.2mm×0.2mm），槽体尺寸需设为 0.42mm×0.22mm×0.2mm；某厂商开槽深度偏差 0.03mm（实际 0.17mm，组件厚 0.2mm），组件无法完全嵌入，导致层压时基材凸起；
• 位置精度：槽体中心与设计坐标的偏差需≤±0.02mm，避免组件位置偏移影响后续导通；采用数控雕刻机（精度 ±0.005mm）或激光开槽机（精度 ±0.003mm），配合 CCD 视觉定位，确保位置精准；
• 边缘质量：槽体边缘需光滑，无毛刺（毛刺长度≤0.01mm），避免划伤组件或导致基材开裂；开槽后用压缩空气（0.5MPa）吹除槽内碎屑，或用酒精擦拭边缘。

2. 组件放置与预固定：避免层压偏移

• 放置方式：采用自动贴片机（带视觉定位）将组件放入槽体，放置精度≤±0.01mm；手动放置精度低（偏差≥0.05mm），仅适用于小批量试制；
• 预固定：在槽体底部或组件底部涂抹少量导热粘结剂（如环氧树脂型，厚度≤0.02mm），粘结剂需满足 “耐温≥220℃、绝缘性好（体积电阻率≥10¹²Ω?cm）”，固化时间 10-15 分钟（80℃烘箱），确保组件固定牢固；某 PCB 未预固定组件，层压时组件偏移 0.05mm，导致后续导通线路无法连接；添加预固定后，偏移率降至 0.1%。

3. 层压固化：实现组件与基材一体化

• 温度曲线：升温速率 2-3℃/min，升温至 180-200℃（根据组件耐温调整），保温 30-40 分钟，再以 1-2℃/min 降温至室温；温度过高会损坏组件（如 MLCC 电容在 230℃以上易开裂），过低则基材无法充分固化；
• 压力控制：层压压力 15-25kg/cm²，压力需均匀（不同区域压力差≤2kg/cm²），避免局部压力过大导致组件破碎或基材变形；某厂商层压压力不均（边缘压力 10kg/cm²，中心 25kg/cm²），导致 10% 的 PCB 边缘分层；调整压力分布后，分层率降至 0.2%；
• 真空度：层压前抽真空至≤5Pa，去除基材与组件间的空气，避免层压后出现气泡（气泡直径≤0.2mm）。

4. 导通结构制作：实现组件电气连接

• 盲孔导通：在组件引脚对应位置钻制盲孔（孔径 0.1-0.2mm），通过电镀铜（铜厚≥25μm）实现组件与表面线路的连接；盲孔需精准对准组件引脚（偏差≤±0.01mm），避免错位导致导通不良；
• 导线连接：在嵌入组件前，在槽体底部预制导线（铜箔线路，宽 0.1-0.2mm），组件放入后与导线接触，层压后导线与组件引脚形成紧密连接；导线需预留 0.05mm 的接触余量，确保层压压力下接触良好。某 PCB 采用盲孔导通，因盲孔偏移 0.02mm，导通不良率达 8%；调整盲孔位置精度后，不良率降至 0.3%。

三、后期处理：检测与修复

• 外观检测：用 200 倍光学显微镜检查 PCB 表面，无凸起、气泡、开裂；检查组件嵌入位置，偏移≤±0.02mm；
• 电气测试：用万用表测量组件与外部线路的导通电阻（≤50mΩ），用 LCR 测试仪检测组件参数（如电阻阻值、电容容值），确保无漂移；
• 修复：导通不良的 PCB 可通过补钻盲孔、重新电镀修复；组件损坏的 PCB 需报废（无法取出内部组件）。