HDI PCB的微孔技术

2021-02-04

高密度互连或HDI PCB在相同或较小(xiǎo)的區(qū)域内提供更多(duō)功能(néng)。在韬放 PCB上，我们使用(yòng)最新(xīn)技术来增加HDI在计算机产品和手机中的使用(yòng)。使用(yòng)HDI PCB带来了一些新(xīn)产品，例如4G通信和触摸屏计算机，从而彻底改变了電(diàn)子行业。它甚至使航空電(diàn)子设备受益，并且对军事部门很(hěn)有(yǒu)用(yòng)，例如在智能(néng)军事设备中。

顾名思义，HDI PCB具有(yǒu)高密度特性。HDI PCB主要由高性能(néng)的薄材料制成，包含紧密堆积在一起的细迹線(xiàn)和激光微孔，从而使其密度高，可(kě)在单位面积上支持更多(duō)功能(néng)。这些高科(kē)技高密度板包含多(duō)层堆叠的铜层，中间散布着微孔，可(kě)帮助设计人员创建更复杂的互连。使用(yòng)大型细间距高密度芯片的高科(kē)技产品和移动设备受益于HDI PCB的复杂结构。

HDI PCB的架构

在PCB内可(kě)以有(yǒu)一个或多(duō)个高密度互连层。这些可(kě)以具有(yǒu)堆叠的或交错的微孔，更具挑战性的设计可(kě)以具有(yǒu)多(duō)层堆叠的填充铜的微孔。

更高级的體(tǐ)系结构可(kě)以在PCB中具有(yǒu)任意的HDI层，包括所有(yǒu)层作為(wèi)HDI。PCB任一层上的铜走線(xiàn)可(kě)以通过多(duō)层堆叠的铜微孔连接到任何其他(tā)层上的铜走線(xiàn)。这种结构為(wèi)高度复杂的细间距SMT组件（例如COB和BGA）提供了可(kě)靠的互连。

图1：HDI PCB的示例

急速印刷電(diàn)路板使用(yòng)激光钻孔加工出微孔。典型的直径為(wèi)100微米（0.004英寸或4密耳），125微米（0.005英寸或5密耳）和150微米（0.006英寸或6密耳），制造商(shāng)将其与直径200微米（0.008英寸或200毫米）的垫片光學(xué)对准。 8密耳），250微米（0.010英寸或10密耳）和300微米（0.012英寸或12密耳）。这种对准允许实现更大的布線(xiàn)密度。

韬放 PCB使用(yòng)交错的微孔结构来布線(xiàn)间距為(wèi)0.5 mm的细间距元件。但是，对于间距更细的组件，例如间距為(wèi)0.4、0.3或0.25毫米的微型BGA，我们使用(yòng)倒金字塔式布線(xiàn)技术使用(yòng)堆叠的微型孔。

微孔的重要性

PCB制造商(shāng)使用(yòng)微孔技术来提高其電(diàn)路板的布線(xiàn)密度，而不会大量增加成本。尽管许多(duō)客户要求都很(hěn)重要，例如质量，可(kě)靠性，设计规则等，但微孔工艺的选择和填充方式取决于制造商(shāng)，制造商(shāng)必须选择工艺来优化PCB制造工艺。该选择取决于：

激光打孔

堵塞埋孔

外镀层

图形传输

電(diàn)气测试

图2：微孔的示例

尽管上述过程的质量和效率在各个方面都很(hěn)重要，但它们之间的协调对于实现最终产品质量更為(wèi)重要。在所有(yǒu)这些之中，堵塞微孔是最重要的，制造商(shāng)认為(wèi)这是使用(yòng)微孔技术批量生产PCB的关键过程。

為(wèi)什么要塞微型孔

堵塞微孔会带来许多(duō)好处。他(tā)们之中有(yǒu)一些是：

降低成本： 韬放 PCB使用(yòng)具有(yǒu)成本效益的液态环氧树脂堵住PCB层上的微孔。制作微孔不需要小(xiǎo)而昂贵的钻头。微孔也不需要使用(yòng)通常具有(yǒu)有(yǒu)限的孔填充能(néng)力的树脂涂层铜箔。可(kě)以使用(yòng)薄的铜箔，而不会降低PCB的可(kě)靠性。

布線(xiàn)密度：控制PCB内层上的铜厚度可(kě)以使韬放 PCB制造出最薄的走線(xiàn)。插入微孔后，我们将微孔放置在内部通孔的环形焊盘上。我们确保外表面的平整度以允许加工细迹。我们可(kě)以直接在迹線(xiàn)上放置微孔，这样它们的底部就不需要任何焊盘了。所有(yǒu)这些增加了该层上的路由密度。

可(kě)靠性：為(wèi)了堵塞微孔，韬放 PCB使用(yòng)通过匹配CTE或热膨胀系数专门选择的堵塞材料。这允许内层具有(yǒu)壁厚达到25微米的通孔。这不仅提高了内层通孔的可(kě)靠性，而且即使走線(xiàn)很(hěn)细，PCB的整體(tǐ)可(kě)靠性也得到了提高。韬放 PCB的可(kě)靠性测试表明，即使電(diàn)路板经过了从-55°C到+125°C的1000次热循环测试，这种堵塞也不会在通孔中引起任何裂纹或缺陷。

微孔的优点

微孔和HDI技术使OEM可(kě)以实现更小(xiǎo)，更轻，更平和更便携的产品。随着SMT组件技术的发展和增加新(xīn)的几何形状（例如倒装芯片和芯片级封装，且间距减小(xiǎo)到0.5毫米或更小(xiǎo)），传统PCB技术越来越不可(kě)能(néng)采用(yòng)这种高级组件来布線(xiàn)。

使用(yòng)HDI作為(wèi)新(xīn)的PCB制造工艺，设计人员可(kě)以将焊盘尺寸减小(xiǎo)到200微米（0.008英寸或8密耳）。但是，不可(kě)能(néng)使用(yòng)机械钻在这些焊盘上打孔，因為(wèi)所需的孔尺寸為(wèi)100微米（0.004英寸或4密耳）。这就是微孔技术的用(yòng)武之地，因為(wèi)激光可(kě)以轻松，经济地钻出这么小(xiǎo)的孔。

微孔的孔径减小(xiǎo)了，从而消除了BGA组件的大量扇出现象。此外，可(kě)以将微孔直接放置在焊盘上，从而增加布線(xiàn)密度。使用(yòng)微孔技术的直接优点之一是减少了总层数，有(yǒu)效降低了PCB的堆叠高度，从而降低了成本。

无需使用(yòng)需要電(diàn)镀的掩埋通孔，具有(yǒu)掩埋微孔的HDI PCB更具成本效益，因為(wèi)微孔只需要用(yòng)特殊用(yòng)途的材料堵住即可(kě)。