3.3 高密度互连PCB的制作工艺流程

高密度互连PCB（HDI板）

随着0.8mm及其以下引线中心距BGA、BTC类电子器件的使用，传统的层压印制电路制造工艺已经不能适应精细间距元件的应用需要，从而开发了高密度互连（HDI）电路板制造技术。

所谓HDI板，一般指线宽/线距≥0.10mm、微导通孔径≥0.15mm的PCB。

在传统的多层板工艺中，所有层一次性压合成一块PCB，采用贯通导通孔进行层间连接，而在HDI板工艺中，导体层与绝缘层是逐层积层，导体间是通过微埋/盲孔进行连接的。因而，一般把HDI板工艺称为积层工艺（Build-up Process，BUP或Build-up Mutiplayer，BUM）。根据微埋/盲孔的导通的方法来分，还可以进一步细分为电镀孔积层工艺和应用导电胶积层工艺（如ALIVH和B2IT工艺）。

1.HDI板的结构

HDI板的典型结构是“N+C+N”，其中“N”表示积层层数，“C”表示芯板，见图3-8。随着互连密度的提高，全积层结构（也称任意层互连）也开始使用。

2.电镀孔工艺

在HDI板的工艺中，电镀孔工艺是主流的一种，几乎占HDI板市场的95%以上。它本身也在不断发展中，从早期的传统孔电镀到填孔电镀，HDI板的设计自由度得到很大提高，见图3-9。

1）工艺流程

电镀孔积层工艺核心流程见图3-10。

2）工艺能力

电镀孔积层板的设计，主要考虑积层的层数以及埋孔、微盲孔的结构和微盲孔的尺寸。设计要求比较多，在此不再详细说明，仅举例说明。

（1）微盲孔的结构至少有12种，比如“二阶微孔+次外层机械埋孔”，设计请参考有关标准，如IPC-2226（高密度互连印制板设计规范）、IPC-2315（高密度互连与微导通孔设计导则）等。

（2）积层介质厚度（h）：40～80μm（决定了微盲孔的直径）。

（3）微盲孔尺寸（见图3-10）。

微盲孔孔径（B）：≥0.10mm，一般取0.125mm；

微盲孔孔盘直径（A）：≥0.30mm；

微盲孔捕获盘直径（C）：≥0.30mm。

3.ALIVH工艺

此工艺为松下公司（Matsushita）开发的全积层结构的多层PCB制造工艺，是一种应用导电胶的积层工艺，称为任意层填隙式导通互连技术（Any Layer Interstitial Via Hole，ALIVH），任意层间互连全部由埋/盲导通孔来实现。工艺的核心是导电胶填孔。

ALIVH工艺特点：

（1）是一种非常环保和高效率的工艺，线路制作全部采用减成法，省去了电镀线；各层线路可以并行制作，一次压合，具有缩短交货期的优势。

（2）使用无纺芳酰胺纤维环氧树脂半固化片为基材。

（3）采用CO ₂ 激光形成导通孔，并用导电胶填充导通孔。

ALIVH工艺流程见图3-11。

4.B ² it工艺

此工艺为东芝公司（Toshiba）开发的积层多层板制造工艺，这种工艺称为埋入凸块互连技术（Buried Bump Interconnection Techonology，B ² it）。工艺的核心是应用导电胶制成的凸块。

B ² it工艺流程见图3-12，红色框为核心工艺。

5.说明

（1）任意层，目前（截止2014年）已能做到16层。限制就是考虑到层多后会增加爆板的风险。

（2）任意层芯板上为埋孔，其余层可设计为全电镀填孔叠加。

（3）激光直接钻孔（LDD），孔形好，工序少，但对Cu厚有限制，一般应≤12μm。LDD前，Cu面需要棕化，以便激光能量吸收，LDD后再把棕化层去掉。

（4）对于非任意层板，比如2+N+2，内层微埋孔孔盘环宽应大些，因为积层部分对位必须服从通孔的对位，见图3-13。层间对位是PCB制作的核心能力。

（5）电镀填孔常见的不良现象为空洞，见图3-14。

（6）传统的电镀填孔工艺比ALIVH工艺制作的积层结合力要好。因此，一般将ALIVH技术用于制作内层，而仍然采用传统工艺制作表层与次表层。

（7）HDI最小板厚度取决于叠层介质厚度。

a.最小芯板（Core）厚度：50μm，其中介质厚度35μm；

b.最小半固化片（PP）厚度：33μm；

c.最小铜厚：17μm。

这样，10层HDI板最小厚度只能做到：

10（层）×17（Cu）+8（层）×33（PP）+1（层）×35（Core）+40（阻焊）=603μm。 kYavvsIrRs4trJGmW1ssPpmqnjEMpJtLqjj9pqXBnEJJOFF07A1hncXwjaPW+90K