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

　　4.層壓：(PRESSING)

　　1. 層壓是借助于B€€階半固化片把各層線(xiàn)路粘結成整體的過(guò)程。這種粘結是通過(guò)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(shí)現。

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

　　排版

　　將銅箔，黏結片(半固化片)，內層板，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排版。

　　層壓過(guò)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(shù)脂片內的樹(shù)脂熔融，借以粘合基板并填充空隙。

　　對于設計人員來(lái)說(shuō)，層壓首先需要考慮的是對稱(chēng)性。因為板子在層壓的過(guò)程中會(huì )受到壓力和溫度的影響，在層壓完成后板子內還會(huì )有應力存在。因此如果層壓的板子兩面不均勻，那兩面的應力就不一樣，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，在設計時(shí)對布銅的均勻性、疊層的對稱(chēng)性、盲埋孔的設計布置等等各方面的因數都必須進(jìn)行詳細考率。

　　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(lái)加工。

　　目前來(lái)說(shuō)，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(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。但如果設計的是既有3-5層的埋孔，又有4-6層的埋孔，這樣的設計在生產(chǎn)上將無(wú)法實(shí)現。另外，從前面的層壓我們可以了解到對稱(chēng)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，雖然電鍍設備利用振動(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 )出現鉆孔層微開(kāi)路現象，當電壓加大、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(xiàn)路斷路，無(wú)法完成指定的工作。

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

　　7.第二次內層干膜

　　當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回到內層干膜制作第3、6層的內層線(xiàn)路。如下圖：

　　做完3、6層的線(xiàn)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(dòng)速度也慢一些，所以也更容易控制。

　　內層有盲埋孔的地方線(xiàn)路更容易因凹陷而造成開(kāi)路。所以如果內層如果有盲埋孔，則外層的線(xiàn)路設計要盡量避開(kāi)內層的盲埋孔位置。至少是線(xiàn)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)的第二層到倒數第二層之間有太多埋孔的話(huà)，壓板的過(guò)程中將會(huì )由于產(chǎn)生了一個(gè)通道而導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(xiàn)路設計時(shí)要盡量減少此種孔的數量。

　　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移工藝，在表面銅箔層蝕刻出線(xiàn)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蝕銅底片的坐標程式來(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(xiàn)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對應的銅箔，同時(shí)蝕刻出母板上對應于設置在子板兩面的自動(dòng)曝光機對位標靶位置銅箔，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(xiàn)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，所以當激光在從上往下鉆的過(guò)程中，能量逐漸變少，所以隨著(zhù)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(chēng)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(zhù)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(zhù)在孔壁，同時(shí)由于激光的高溫灼燒，將導致第二層銅被氧化。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，所以孔內的焦渣比較難以清除。去孔污時(shí)需要用高壓水沖洗。

　　對于Stacked形式的2階HDI，需要專(zhuān)門(mén)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)品的設計制作。

　　12.第三次內層干膜

　　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，也就是再次回到內層干膜工序進(jìn)行2、7層圖形制作。制作好的線(xiàn)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備。由上可以看到為了第二次HDI需要經(jīng)過(guò)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。