PCB技術(shù)詳解：HDI技術(shù)實(shí)現(xiàn)高密度互連板（孔徑3-5mil，線寬3-4mil）

　　4.層壓：(PRESSING)

　　1. 層壓是借助于B€€階半固化片把各層線路粘結(jié)成整體的過(guò)程。這種粘結(jié)是通過(guò)界面上大分子之間的相互擴(kuò)散，滲透，進(jìn)而產(chǎn)生相互交織而實(shí)現(xiàn)。

　　2. 目的：將離散的多層板與黏結(jié)片一起壓制成所需要的層數(shù)和厚度的多層板。

　　排版

　　將銅箔，黏結(jié)片(半固化片)，內(nèi)層板，不銹鋼，隔離板，牛皮紙，外層鋼板等材料按工藝要求疊合。如果六層以上的板還需要預(yù)排版。

　　層壓過(guò)程

　　將疊好的電路板送入真空熱壓機(jī)。利用機(jī)械所提供的熱能，將樹(shù)脂片內(nèi)的樹(shù)脂熔融，借以粘合基板并填充空隙。

　　對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，層壓首先需要考慮的是對(duì)稱性。因?yàn)榘遄釉趯訅旱倪^(guò)程中會(huì)受到壓力和溫度的影響，在層壓完成后板子內(nèi)還會(huì)有應(yīng)力存在。因此如果層壓的板子兩面不均勻，那兩面的應(yīng)力就不一樣，造成板子向一面彎曲，大大影響PCB的性能。

　　另外，就算在同一平面，如果布銅分布不均勻時(shí)，會(huì)造成各點(diǎn)的樹(shù)脂流動(dòng)速度不一樣，這樣布銅少的地方厚度就會(huì)稍薄一些，而布銅多的地方厚度就會(huì)稍厚一些。為了避免這些問(wèn)題，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)布銅的均勻性、疊層的對(duì)稱性、盲埋孔的設(shè)計(jì)布置等等各方面的因數(shù)都必須進(jìn)行詳細(xì)考率。

　　5.鉆盲埋孔:(DRILLING)

　　印制板上孔的加工形成有多種方式，目前使用最多的是機(jī)械鉆孔。機(jī)械鉆孔就是利用鉆刀高速切割的方式，在板子(母板或子板)上形成上下 貫通的穿孔。對(duì)于成品孔徑在8MIL及以上的穿孔，我們都可以采用機(jī)械鉆孔的形式來(lái)加工。

　　目前來(lái)說(shuō)，機(jī)械孔的孔徑必須在8mil以上。機(jī)械鉆孔的形式?jīng)Q定了盲埋孔的非交叉性。就以我們這塊八層板而言，我們可以同時(shí)加工3 €€ 6層的埋孔、1€€2層的盲孔和7 €€ 8層的盲孔等等形式。但如果設(shè)計(jì)的是既有3-5層的埋孔，又有4-6層的埋孔，這樣的設(shè)計(jì)在生產(chǎn)上將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。另外，從前面的層壓我們可以了解到對(duì)稱的必要性，如果此時(shí)不是3-6層的埋孔而是3-5層或4-6層的埋孔，制作難度與報(bào)廢率將大幅提高，其成本將是3-6層埋孔的6倍以上。

　　6.沉銅與加厚銅(孔的金屬化)

　　€€ 電路板的基材是由銅箔，玻璃纖維，環(huán)氧樹(shù)脂組成。在制作過(guò)程中基材鉆孔后孔壁截面就是由以上三部分材料組成。電路板的基材是由銅箔，玻璃纖維，環(huán)氧樹(shù)脂組成。在制作過(guò)程中基材鉆孔后孔壁截面就是由以上三部分材料組成。

　　€€ 孔金屬化就是要解決在截面上覆蓋一層均勻的，耐熱沖擊的金屬銅?？捉饘倩褪且鉀Q在截面上覆蓋一層均勻的，耐熱沖擊的金屬銅。

　　€€ 流程分為三個(gè)部分：一去鉆污流程，二化學(xué)沉銅流程，三加厚銅流程(全板電鍍銅)。

　　孔的金屬化涉及到一個(gè)制成能力的概念，厚徑比。厚徑比是指板厚與孔徑的比值。

　　當(dāng)板子不斷變厚，而孔徑不斷減小時(shí)，化學(xué)藥水越來(lái)越難進(jìn)入鉆孔的深處，雖然電鍍?cè)O(shè)備利用振動(dòng)、加壓等等方法讓藥水得以進(jìn)入鉆孔中心，可是濃度差造成的中心鍍層偏薄仍然無(wú)法避免。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)鉆孔層微開(kāi)路現(xiàn)象，當(dāng)電壓加大、板子在各種惡劣情況下受沖擊時(shí)，缺陷完全暴露，造成板子的線路斷路，無(wú)法完成指定的工作。

　　所以，設(shè)計(jì)人員需要及時(shí)的了解制板廠家的工藝能力，否則設(shè)計(jì)出來(lái)的PCB就很難在生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，厚徑比這個(gè)參數(shù)不僅在通孔設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮，在盲埋孔設(shè)計(jì)時(shí)也需要考慮。

　　7.第二次內(nèi)層干膜

　　當(dāng)3--6層的埋孔金屬化后，我們用樹(shù)脂油墨塞孔，然后我們的板子將轉(zhuǎn)回到內(nèi)層干膜制作第3、6層的內(nèi)層線路。如下圖：

　　做完3、6層的線路后，我們將板子進(jìn)行黑化或棕化，之后我們將其送入第二次層壓。由于與前面步驟相同，就不再詳細(xì)介紹。

　　8.第二次層壓(HDI的壓板)

　　HDI板的壓板：由于HDI的絕緣層厚度比較薄。所以壓板較為困難。由于同樣的厚度LDP的強(qiáng)度要比RCC的好很多，流動(dòng)速度也慢一些，所以也更容易控制。

　　內(nèi)層有盲埋孔的地方線路更容易因凹陷而造成開(kāi)路。所以如果內(nèi)層如果有盲埋孔，則外層的線路設(shè)計(jì)要盡量避開(kāi)內(nèi)層的盲埋孔位置。至少是線路不要從盲埋孔的孔中間位置通過(guò)。

　　另外如果是在壓板時(shí)的第二層到倒數(shù)第二層之間有太多埋孔的話，壓板的過(guò)程中將會(huì)由于產(chǎn)生了一個(gè)通道而導(dǎo)致了位于上面的介電層厚度薄于位于下面的介電層厚度。所以在線路設(shè)計(jì)時(shí)要盡量減少此種孔的數(shù)量。

　　CO 2 激光盲孔制造的工藝很多，而且各有優(yōu)缺點(diǎn)。而開(kāi)銅窗法(Conformal mask)是現(xiàn)在業(yè)界最成熟的CO 2 激光盲孔制作工藝，此加工法是利用圖形轉(zhuǎn)移工藝，在表面銅箔層蝕刻出線路的方式蝕刻出與要激光加工的孔徑尺寸相同的微小窗口，然后用比要加工孔徑尺寸大的激光光束根據(jù)蝕銅底片的坐標(biāo)程式來(lái)進(jìn)行加工的方法，這種加工法多用于減成法制造積層多層板的工藝上，SYE即是采用了此種工藝進(jìn)行CO 2 激光盲孔的制作。

　　9.conformal mask

　　1.Conformal mask 是打激光孔制作的前準(zhǔn)備過(guò)程，它分為Conformal mask1 和 Conformal mask2 兩個(gè)部分。

　　2.Conformal mask1是在子板上下兩面銅箔上用制作線路的方式蝕刻出母板外層周邊與子板外層的盲孔(激光孔)對(duì)位PAD對(duì)應(yīng)的銅箔，同時(shí)蝕刻出母板上對(duì)應(yīng)于設(shè)置在子板兩面的自動(dòng)曝光機(jī)對(duì)位標(biāo)靶位置銅箔，以供Conformal mask2制作和激光鉆孔時(shí)使用。

　　3.Conformal mask2是在板子上下兩面銅箔上用制作線路的方式將每個(gè)激光孔的位置蝕刻出一個(gè)比激光孔稍大的窗口，以供CO 2 激光加工。

　　10.激光鉆孔 (LASER DRILLING)

　　用激光將樹(shù)脂燒開(kāi)形成連通性盲孔HDI板的鐳射鉆孔由于是由激光鉆出，所以當(dāng)激光在從上往下鉆的過(guò)程中，能量逐漸變少，所以隨著孔徑的不斷深入，孔的直徑不斷變小。鐳射孔的鉆孔孔徑一般為4-6mil(0.10-0.15mm)，按照IPC6016，孔徑<=0.15毫米的孔稱為微孔(micro-via)。

　　如果孔徑大于0.15毫米，則難于一次將孔鉆完，而是需要螺旋式鉆孔，導(dǎo)致了鉆孔的效率下降。成本的急劇升高。目前激光鉆孔一般采用三槍成孔的方式，鐳射孔的鉆孔速度一般為100-200個(gè)/秒。并且隨著孔徑的縮小，鉆孔的速度明顯加快。

　　比如：在鉆孔孔徑為0.100毫米時(shí)，鉆孔速度為120個(gè)/秒。在鉆孔孔徑為0.076毫米時(shí)，鉆孔速度為170個(gè)/秒。

　　11.激光鉆孔的金屬化

　　HDI 板的鐳射鉆孔由于是由激光鉆出，激光鉆孔時(shí)的高溫將孔壁灼燒。產(chǎn)生焦渣附著在孔壁，同時(shí)由于激光的高溫灼燒，將導(dǎo)致第二層銅被氧化。所以鉆孔完畢后，微孔需要在電鍍前進(jìn)行前處理。由于板的微孔孔徑比較小，又不是通孔，所以孔內(nèi)的焦渣比較難以清除。去孔污時(shí)需要用高壓水沖洗。

　　對(duì)于Stacked形式的2階HDI，需要專門的盲孔電鍍和COPPER FILLING的技術(shù)，因此成本上會(huì)大大提高，所以目前只用于一些高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作。

　　12.第三次內(nèi)層干膜

　　經(jīng)過(guò)金屬化盲孔后，將進(jìn)行第二次Conformal mask1。然后將開(kāi)始次外層圖形的制作，也就是再次回到內(nèi)層干膜工序進(jìn)行2、7層圖形制作。制作好的線路會(huì)送到黑化工序進(jìn)行氧化處理。隨后PCB會(huì)進(jìn)行第三次層壓。

　　層壓后的板子會(huì)進(jìn)行第三次盲孔蝕銅1和第二次盲孔蝕銅2的制作。這是為了第二次激光鉆孔做準(zhǔn)備。由上可以看到為了第二次HDI需要經(jīng)過(guò)多次的對(duì)位，所以對(duì)位誤差也累積增大，這是造成2階HDI報(bào)廢率較大的原因之一。