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技术专栏

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[hdi电路板]软硬结合电路板制造工艺
2021-03-01
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一、概述PCB,即Printed Circuit Board的缩写,中文译为印制电路板,它包括刚性、挠性和刚-挠结合的单面、双面和多层印制板,如图1所示。1.jpg图1 PCB的类别PCB为电子产品最重要的基础部件,用做电子元件的互连与安装基板。不同类别的PCB,其制造工艺也不尽相同,但基本原理与方法却大致一样,如电镀、蚀刻、阻焊等工艺方法都要用到。在所有种类的PCB中,刚性多层PCB应用最广,其制造工艺方法与流程最具代表性,也是其他类别PCB制造工艺的基础。了解PCB的制造工艺方法与流程,掌握基本的PCB制造工艺能力,是做好PCB可制造性设计的基础。本篇我们将简单介绍传统刚性多层PCB和高密度互连PCB的制造方法与流程以及基本工艺能力。二、刚性多层PCB刚性多层PCB是目前绝大部分电子产品使用的PCB,其制造工艺具有一定的代表性,也是HDI板、挠性板、刚-挠结合板的工艺基础。1)工艺流程刚性多层PCB制造流程如图2所示,可以简单分为内层板制造、叠层/层压、钻孔/电镀/外层线路制作、阻焊/表面处理四个阶段。

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图2 刚性多层PCB制造流程阶段一:内层板制作工艺方法与流程如图3所示。

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图3 内层板制作工艺方法与流程阶段二:叠层/层压工艺方法与流程如图4所示。

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图4 叠层/层压工艺方法与流程阶段三:钻孔/电镀/外层线路制作工艺方法与流程如图5所示。

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图5 钻孔/电镀/外层线路制作工艺方法与流程阶段四:阻焊/表面处理工艺方法与流程如图6所示。

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图6 阻焊/表面处理工艺方法与流程三、HDI板随着0.8mm及其以下引线中心距BGA、BTC类元器件的使用,传统的层压印制电路制造工艺已经不能适应微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,一般是指线宽/线距小于等于0.10mm、微导通孔径小于等于0.15mm的PCB。在传统的多层板工艺中,所有层一次性堆叠成一块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(BUP,Build-up Process或BUM,Build-up Mutiplayer)。根据微埋/盲孔导通的方法来分,还可以进一步细分为电镀孔积层工艺和应用导电膏积层工艺(如ALIVH工艺和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,如图7所示。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。

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图7 积层工艺HDI板的结构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,如图8所示。

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图8 HDI板的发展路线图电镀孔积层工艺核心流程如图9所示。

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图9 电镀孔积层工艺核心流程3.ALIVH工艺此工艺为松下公司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),它意味着积层的任意层间互连全由埋/盲导通孔来实现。工艺的核心是导电胶填孔。ALIVH工艺特点:1)使用无纺芳酰胺纤维环氧树脂半固化片为基材;2)采用CO2激光形成导通孔,并用导电膏填充导通孔。ALIVH工艺流程如图10所示。

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图10 ALIVH工艺流程4.B2IT工艺此工艺为东芝公司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,B2IT)。工艺的核心是应用导电膏制成的凸块。B2IT工艺流程如图11所示。

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图11 B2IT工艺流程根据贾忠中著SMT核心工艺解析与案例分析改编

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