1、HDI板制作的基本流程 美維科学技術集团 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 Feb.28,2003 1 前 言 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 前言 由于高科技的发展迅速，大部分的电子产品都开始向轻薄由于高科技的发展迅速，大部分的电子产品都开始向轻薄短小的方向发展，而高密度互连板（短小的方向发展，而高密度互连板（HDI）适应市场的要求，适应市场的要求，走到了走到了PCBPCB技术发展的前沿。技术发展的前沿。HDIHDI采用激光成孔技术，分为红外采用激光成孔技术，分为红外激光、紫外激光（激光、紫外激光（UVUV光）两类。光）两类。COCO2 2红外激光成孔技术凭借其红外激光成孔
2、技术凭借其高效、稳定的特点广泛应用于高效、稳定的特点广泛应用于4 4-6 6MILMIL盲孔的制作。盲孔的制作。SYESYE在在20002000年开始着手年开始着手HDIHDI制品的开发与研究，并于制品的开发与研究，并于20012001年年购入购入Hitachi via machine的的COCO2 2激光钻机，开始激光钻机，开始HDI产品的生产品的生产，经过一段时间的摸索，产，经过一段时间的摸索，HDIHDI制品的生产已经稳定，工艺也制品的生产已经稳定，工艺也逐渐成熟。经过逐渐成熟。经过3 3年多的生产，现总结出一些有关年多的生产，现总结出一些有关HDIHDI制作的整制作的整个工艺流程和个工
3、艺流程和COCO2 2激光盲孔制造的经验，在这里和大家探讨研激光盲孔制造的经验，在这里和大家探讨研究。究。美維科学技術集团 2 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 概述 HDI板，是指High Density Interconnect,即高密度互连板。是PCB行业在20世纪末发展起来的一门较新的技术。传统的PCB板的钻孔由于受到钻刀影响，当钻孔孔径达到0.15mm时，成本已经非常高，且很难再次改进。而HDI板的钻孔不再依赖于传统的机械钻孔，而是利用激光钻孔技术。（所以有时又被称为镭射板。）HDI板的钻孔孔径一般为3-6mil(0.076-0.152mm)，线路宽度一般为3-4mil(0.
4、076-0.10mm)，焊盘的尺寸可以大幅度的减小所以单位面积内可以得到更多的线路分布，高密度互连由此而来。HDI技术的出现，适应并推进了PCB行业的发展。使得在HDI板内可以排列上更加密集的BGA、QFP等。一一.概述概述：美維科学技術集团 3 1 1、HDIHDI绝缘层材料绝缘层材料 1.1 1.1 常用常用 HDIHDI绝缘材料一览表绝缘材料一览表 材料类别材料类别 规格规格 RCCRCC材料材料 6060T12T12、65T12 65T12、80T1280T12、60T1860T18、80T1880T18 普通普通FR4FR4 10801080、106106 東莞生益電子有限公司東莞生
5、益電子有限公司 材料 二二.材料材料:美維科学技術集团 4 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 材料 1.3 1.3 特殊材料的介绍：特殊材料的介绍：HDI绝缘层所使用的特殊材料 RCC：涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper)涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper)是指将特别的树脂膜层涂在电镀铜箔上。这层膜可以完全覆盖内层线路而成绝缘层.主要有两种:B stage(Mitsui)和 B+C stage(Polyclad)B stage B+C stage 特点:*不含玻璃介质层，易于镭射以及等离子微孔成形*薄介电层*极高的抗剥离强度*高韧性，容易操作*表面光滑，
6、适合微窄线路蚀刻 铜箔 铜箔 树脂(B stage)树脂(B stage)树脂(C stage)美維科学技術集团 5 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 材料 涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper):一般来说，HDI 板 的激光钻孔都是在涂胶膜铜箔 上面成孔。孔径的形状与一般机械钻孔的孔的形状不完全一样。激光钻孔的孔的形 状为一个倒置的梯形。而一般的机械钻孔，孔的形状为柱形。考虑到激光钻孔的 能量与效率，镭射孔的孔径大小不能太大。一般为0.076-0.10毫米。HDI板所需要的其他的材料如：板料；半固化片和铜箔等则没有特别的要求。由于 镭射板的电流一般不会太大，所以线路的铜
7、的厚度一般不太厚。内层一般为1盎司，外层一般为半盎司的底铜镀到1盎司的完成铜厚。板料的厚度一般较薄。并且由于 RCC中也仅含树脂，不含玻璃纤维，所以使用RCC的HDI板的硬度/强度一般比同 厚度的其他PCB要差。美維科学技術集团 6 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 材料 这些是不同类型的一阶盲孔切片图（这些是不同类型的一阶盲孔切片图（A）RCC FR4（1080）1.4 1.4 不同不同HDIHDI绝缘层材料的效果绝缘层材料的效果 美維科学技術集团 7 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 材料 2 1080 2 106 这些是不同类型的一阶盲孔切片图这些是不同类型的一阶盲孔切片
8、图（B）美維科学技術集团 8 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 材料 1.42 1.42“2+2+n+2”HDIn+2”HDI板一般结构：板一般结构：美維科学技術集团 9 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 材料 下图是下图是SYE 制作的一个制作的一个16层层HDI板的结构板的结构 美維科学技術集团 10 三三.能力能力 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 能力 SYE HDISYE HDI板制程能力板制程能力 比内层比内层padpad大大5 5milmil maskmask对位能力对位能力 3 3ozoz 最大内层底铜厚度最大内层底铜厚度 +/+/-7%7%阻抗公差阻抗
9、公差 1/21/2ozoz 最小内层底铜厚度最小内层底铜厚度 0.1000.100umum0.200um0.200um 盲孔加工孔径盲孔加工孔径 3 3ozoz 最大外层底铜厚度最大外层底铜厚度 +/+/-20%20%蚀刻公差蚀刻公差 1/31/3ozoz 最小外层底铜厚度最小外层底铜厚度 3 3mil/3milmil/3mil 内层最小线宽内层最小线宽/间距间距 0.100.10mmmm 最小盲孔钻孔孔径最小盲孔钻孔孔径 3 3mil/3milmil/3mil 外层最小线宽外层最小线宽/间距间距 0.250.25mmmm 最小通孔钻孔孔径最小通孔钻孔孔径 +/+/-2020umum 盲孔孔位
10、公差盲孔孔位公差 0.400.40mmmm 最小完成板厚最小完成板厚 +/+/-3 3milmil 通孔孔位公差通孔孔位公差 4.04.0mmmm 最大完成板厚最大完成板厚 1:11:1 激光盲孔纵横比激光盲孔纵横比 2121”*27*27”最大完成板尺寸最大完成板尺寸 1212：1 1 镀通孔纵横比镀通孔纵横比 4 4-3232层层 层数层数 制程能力制程能力 项目项目 制程能力制程能力 项目项目 美維科学技術集团 11 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 下面我们将以一个下面我们将以一个1+4+11+4+1的的6 6层板为例来简单说明一下层板为例来简单说明一下HDIHDI的的制
11、作流程：制作流程：四.流程：美維科学技術集团 12 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 开料是把我们采购回来的敷铜板切割成能在生产线上制作的板开料是把我们采购回来的敷铜板切割成能在生产线上制作的板子的过程子的过程。首先我们来了解几个概念：1.UNIT：UNIT是指客户设计的单元图形。2.SET：SET是指客户为了提高效率、方便生产等原因，将多个UNIT拼在一起成为的一个整体图形。它包括单元图形、工艺边等等。3.PANEL：PANEL是指PCB厂家生产时，为了提高效率、方便生产等原因，将多个SET拼在一起并加上工具板边，组成的一块板子。我们采购回来的大料有以下几种尺寸：36.5 IN
12、CH 48.5 INCH、40.5 INCH 48.5 INCH、42.5 INCH 48.5 INCH 等等。而我公司目前能制作的最大尺寸为23 INCH 41 INCH，而且考虑到利用率等原因，实际制板尺寸根据不同的板子而不同。所以开料就是将我们采购回来的大料切割成一个个PANEL大小的板子的过程。1.1.开料（开料（CUT)CUT)美維科学技術集团 13 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 内层干膜是将内层线路图形转移到内层干膜是将内层线路图形转移到PCB板上的过程。板上的过程。2.2.内层干膜：内层干膜：(INTTER DRY FILM)INTTER DRY FILM)美維
13、科学技術集团 在PCB制作中我们会提到图形转移图形转移这个概念，因为PCB制作就是也就是将设计好的布线图形转移到PCB板上，并用导通孔的方式保证每层电性能的连通。所以图形转移过程对PCB制作来说，有非常重要的意义。内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻等几道工序。首先将切好的芯板经过前处理（除去氧化膜和油污），进行内层贴膜。所谓内层贴膜就是在铜板表面贴上一层特殊的感光膜。这种膜遇光会固化，在板子上形成一道保护膜。贴好膜的板将进行曝光。我们将绘制有线路图形的负片菲林挡在光源前进行曝光，透光的部分被固化，没透光的部分还是干膜。我们褪掉没固化的干膜，将贴有固化保护膜的板进行蚀刻。这样没有膜的铜皮将
14、被蚀刻掉，有保护膜的铜皮会被留下来。再经过退膜处理，这时内层的线路图形就被转移到板子上了。对于设计工程师来说，我们要注意的是布线的最小线宽、间距的控制对于设计工程师来说，我们要注意的是布线的最小线宽、间距的控制及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜，膜无法褪尽造成短路。线宽及布线的均匀性。因为间距过小会造成夹膜，膜无法褪尽造成短路。线宽太小，膜的附着力不足，造成线路开路。所以电路设计时的安全间距（包太小，膜的附着力不足，造成线路开路。所以电路设计时的安全间距（包括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等），都必须考虑生产时的括线与线、线与焊盘、焊盘与焊盘、线与铜面等），都必须考虑生产时的安全间
15、距。安全间距。14 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 2.内层干膜 内内 层层 贴贴 膜膜 美維科学技術集团 15 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 2.内层干膜 对位与曝光对位与曝光 美維科学技術集团 16 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 2.内层干膜 蚀刻蚀刻 后的后的 检板检板 与与AOI 美維科学技術集团 17 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 2.内层干膜 美維科学技術集团 线宽对报废率的影响 18 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 黑化和棕化的目的黑化和棕化的目的 1.去除表面的油污，杂质等污染物；2.增大铜箔
16、的比表面，从而增大与树脂接触面积，有利于树脂充分扩散，形成较大的结合力；3.使非极性的铜表面变成带极性CuO和Cu2O的表面，增加铜箔与树脂间的极性键结合；4.经氧化的表面在高温下不受湿气的影响，减少铜箔与树脂分层的几率。3.3.黑化和棕化：黑化和棕化：(BLACK OXIDATION)BLACK OXIDATION)美維科学技術集团 内层线路做好的板子必须要经过黑化或棕化后才能进行层压。它是对内层板子的线路铜表面进行氧化处理。一般生成的Cu2O（氧化亚铜）为红色、CuO（氧化铜）为黑色，所以氧化层中Cu2O为主称为棕化、CuO为主的称为黑化。19 美維科学技術集团 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 3.黑化和棕化：棕 化 线 20 美維科学技術集团 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 3.黑化和棕化：黑 化 线 21 美維科学技術集团 東莞生益電子有限公司東莞生益電子有限公司 流程 层层 压压 1.1.层压是借助于层压是借助于B B阶半固化片把各层线路粘结阶半固化片把各层线路粘结成整体的过程。这种粘结是成整体的过程。这种粘结是 通过界面上大分通过界面上大分子