PCB技術(shù)詳解：HDI技術(shù)實現(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)成整體的過程。這種粘結(jié)是通過界面上大分子之間的相互擴散，滲透，進(jìn)而產(chǎn)生相互交織而實現(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。

　　層壓過程

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

　　對于設(shè)計人員來說，層壓首先需要考慮的是對稱性。因為板子在層壓的過程中會受到壓力和溫度的影響，在層壓完成后板子內(nèi)還會有應(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，會造成各點的樹脂流動速度不一樣，這樣布銅少的地方厚度就會稍薄一些，而布銅多的地方厚度就會稍厚一些。為了避免這些問題，在設(shè)計時對布銅的均勻性、疊層的對稱性、盲埋孔的設(shè)計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械鉆孔。機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。對于成品孔徑在8MIL及以上的穿孔，我們都可以采用機械鉆孔的形式來加工。

　　目前來說，機械孔的孔徑必須在8mil以上。機械鉆孔的形式?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)計的是既有3-5層的埋孔，又有4-6層的埋孔，這樣的設(shè)計在生產(chǎn)上將無法實現(xiàn)。另外，從前面的層壓我們可以了解到對稱的必要性，如果此時不是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)氧樹脂組成。在制作過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)氧樹脂組成。在制作過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，化學(xué)藥水越來越難進(jìn)入鉆孔的深處，雖然電鍍設(shè)備利用振動、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法避免。這時會出現(xiàn)鉆孔層微開路現(xiàn)象，當(dāng)電壓加大、板子在各種惡劣情況下受沖擊時，缺陷完全暴露，造成板子的線路斷路，無法完成指定的工作。

　　所以，設(shè)計人員需要及時的了解制板廠家的工藝能力，否則設(shè)計出來的PCB就很難在生產(chǎn)上實現(xiàn)。需要注意的是，厚徑比這個參數(shù)不僅在通孔設(shè)計時必須考慮，在盲埋孔設(shè)計時也需要考慮。

　　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的強度要比RCC的好很多，流動速度也慢一些，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路。所以如果內(nèi)層如果有盲埋孔，則外層的線路設(shè)計要盡量避開內(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。

　　另外如果是在壓板時的第二層到倒數(shù)第二層之間有太多埋孔的話，壓板的過程中將會由于產(chǎn)生了一個通道而導(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)計時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。而開銅窗法(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)備過程，它分為Conformal mask1 和 Conformal mask2 兩個部分。

　　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)對位PAD對應(yīng)的銅箔，同時蝕刻出母板上對應(yīng)于設(shè)置在子板兩面的自動曝光機對位標(biāo)靶位置銅箔，以供Conformal mask2制作和激光鉆孔時使用。

　　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激光孔的位置蝕刻出一個比激光孔稍大的窗口，以供CO 2 激光加工。

　　10.激光鉆孔 (LASER DRILLING)

　　用激光將樹脂燒開形成連通性盲孔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/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，鉆孔速度為120個/秒。在鉆孔孔徑為0.076毫米時，鉆孔速度為170個/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，激光鉆孔時的高溫將孔壁灼燒。產(chǎn)生焦渣附著在孔壁，同時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。去孔污時需要用高壓水沖洗。

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

　　12.第三次內(nèi)層干膜

　　經(jīng)過金屬化盲孔后，將進(jìn)行第二次Conformal mask1。然后將開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。制作好的線路會送到黑化工序進(jìn)行氧化處理。隨后PCB會進(jìn)行第三次層壓。

　　層壓后的板子會進(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)過多次的對位，所以對位誤差也累積增大，這是造成2階HDI報廢率較大的原因之一。