一,HDI板的定義:
HDI(High Density Interconnection)中文意為高密度互連,通常以線路密集度高,且線路較普通PCB細(xì)為特點(diǎn),而且存在微孔(俗稱盲孔,孔徑<125um)之多層高精密度印刷線路板。 HDI的疊構(gòu)俗稱線路板壓合增層方式圖,也稱機(jī)構(gòu)圖。通常相同層數(shù)的線路板,而不同之疊構(gòu),所經(jīng)過(guò)的工藝流程也會(huì)不一樣。
通常業(yè)界把HDI經(jīng)過(guò)鐳射的次數(shù)稱之為階次,經(jīng)過(guò)一次稱為一階,也稱PULLS I,經(jīng)過(guò)二次稱為二階,也稱PULLS II.如此類推。
二,HDI板中的增層法:
所謂增層法(build-up printed circuit board)是利用重疊方式將一層一層的線路組合形成三度空間立體結(jié)構(gòu)的HDI電路板。利用增層法所形成的電路板由于上下層線路之間導(dǎo)通的栓孔密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)印刷電路板,因此可以有效地提高電路板的線路密度。
實(shí)際上增層線路的概念并不是新的技術(shù),早在1970年代開(kāi)始發(fā)展半導(dǎo)體制程技術(shù)時(shí),便已經(jīng)開(kāi)始利用增層法的概念在矽晶片上形成鋁導(dǎo)線和聚亞橀胺絕緣層等的多層增層結(jié)構(gòu)。
演變到現(xiàn)在,又將增層法的概念導(dǎo)入目前晶片封裝技術(shù)所用的基板。大型電腦中所用晶片封裝模組,自1970年代開(kāi)始發(fā)展以來(lái)便一直使用在陶瓷基層上形成銅導(dǎo)線和聚亞醯胺絕緣層的增層電路板技術(shù)。在陶瓷基板上具有一層增層絕緣層,絕緣層上下方的線路可以經(jīng)由栓孔導(dǎo)通并以覆晶方式將晶片封裝到基板上。在晶片周圍區(qū)域具有銅和聚亞醯胺的增層線路。熱導(dǎo)模組是典型高密度增層HDI電路板的實(shí)例。
三,HDI板的位置配位精度:
制作細(xì)線路的HDI線路板除線路的尺寸精準(zhǔn)之外,最大的線路制作技術(shù)議題就是位置配位精度的問(wèn)題。因?yàn)楦呙芏菻DI線路板,必須配合高密度的元件組裝,這些加密的動(dòng)作都促使電路板各個(gè)相對(duì)幾何圖形對(duì)位難度提高。例如:當(dāng)鉆孔后所產(chǎn)生的位置,必須與線路的曝光搭配在一起,而止焊漆的影像卻必須搭配線路的影像。這些搭配的動(dòng)作,都是電路板制作中的位置精度問(wèn)題,也是典型面對(duì)高密度HDI線路板制作的重要技術(shù)問(wèn)題。
四,HDI板板材對(duì)精度的影響:
一般而言,制作電路板的基材本身就是一個(gè)位置精度的重要決定者。因?yàn)殡娐钒宀牧希旧砭褪嵌喾N材料的混合體。尤其是主體的樹(shù)脂材料,它會(huì)隨著溫度、燒烤時(shí)間、濕度等等的因素而變異。另外在加工的過(guò)程中,如果必須作延展式的機(jī)械加工,因此尺寸的變異就會(huì)更大。但是,位置搭配的問(wèn)題在制作基板方面一直都存在,當(dāng)導(dǎo)通孔制作出來(lái)后仍必須經(jīng)過(guò)各式的濕制程處理,以達(dá)成孔的導(dǎo)能功能。而在線路蝕刻的程序中,又會(huì)將多數(shù)前制程中所累積的應(yīng)力釋放出來(lái),如果采用特殊的制程而必須加入燒烤,那么整體的變異又會(huì)更多。
五,底片對(duì)精度的影響:
至于底片方面,不論使用何種材料與形式的底片,以目前多數(shù)電路板的制作方法仍然以使用平板接觸式生產(chǎn)的方式來(lái)看,底片會(huì)是另一個(gè)不得不討論的對(duì)位尺寸精度因素。多數(shù)的膠膜底片因?yàn)槌叽绶€(wěn)定性確實(shí)較差,在較高精度的基板產(chǎn)品幾乎都無(wú)法使用。但是對(duì)于一些小量可以不在乎高效率的基板來(lái)說(shuō),也有部分制作者采用較小的基板發(fā)料尺寸來(lái)克服對(duì)位的問(wèn)題。這對(duì)于多數(shù)的大量生產(chǎn)者而言,如何利用大尺寸的對(duì)位生產(chǎn)模式進(jìn)行生產(chǎn),依然是重要的細(xì)線基板制作技術(shù)議題。
六,工具及材料對(duì)精度的影響:
對(duì)于生產(chǎn)工具及材料的精度穩(wěn)定度方面,控制材料取得的來(lái)源會(huì)是一個(gè)重要的控制事項(xiàng)。這包括了供應(yīng)商的材料制作穩(wěn)定度、品質(zhì)控制能力、使用物料的類型、制作機(jī)械的等級(jí)、清法度、聚合穩(wěn)定度等等,許多的因素都會(huì)影響工具與材料后續(xù)的尺寸變化。這其中尤其是基材的選用,必須特別注意纖維布的供應(yīng)是否品質(zhì)穩(wěn)定、基材制造商的涂布及操作控制能力的穩(wěn)定性、壓合完成的基材板尺寸穩(wěn)定性等。這些問(wèn)題時(shí)常是在基板制造廠商之外就已經(jīng)發(fā)生,一旦材料進(jìn)入生產(chǎn)線則可以改善的空間就非常有限。
基本上對(duì)位本身簡(jiǎn)單的分析基實(shí)只有兩個(gè)重要指材,其一是生產(chǎn)的工具以及產(chǎn)品尺寸的安定性必須要高,否則變異大就會(huì)使得差異性產(chǎn)生隨機(jī)變化,根本沒(méi)有尺寸搭配的可能性。其二是對(duì)位過(guò)程中的對(duì)準(zhǔn)程序,一般而言后者所代表的是曝光機(jī)械的操控能力。
在機(jī)械對(duì)位的部分,由于主要的對(duì)位精度幾乎完全來(lái)自于對(duì)位系統(tǒng)的控制能力,因此制作者必須對(duì)于使用的曝光系統(tǒng)對(duì)位能力作深入了解。目前一般用于構(gòu)裝載板的曝光系統(tǒng),多數(shù)都采用四個(gè)對(duì)位靶的對(duì)位系統(tǒng)借以提高整體的配合度。
目前多數(shù)的自動(dòng)曝光系統(tǒng),都是利用固態(tài)攝影機(jī)來(lái)讀取底片與基板的對(duì)位靶影像,再利用程式計(jì)算差值作為修正位置的依據(jù)。在機(jī)械設(shè)計(jì)方面采取一動(dòng)一靜的方式,可以是底片作動(dòng)或是基板作動(dòng),只要作業(yè)精度及操控性好并沒(méi)有實(shí)質(zhì)的優(yōu)劣差異問(wèn)題。對(duì)位的精準(zhǔn)度是可以設(shè)定的,一般都會(huì)依據(jù)設(shè)計(jì)線路時(shí)的允許公差當(dāng)指標(biāo)設(shè)定。目前多數(shù)的對(duì)位系統(tǒng)都采用規(guī)格設(shè)定模式制作,也就是說(shuō)只要公差落在規(guī)格范圍內(nèi)就可以進(jìn)行曝光。但是實(shí)際的理想訴求,應(yīng)該是要達(dá)到最佳的對(duì)位程度,也就是對(duì)位偏差一致化,這方面需要機(jī)械制作商去努力了。
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