浅谈HDI PCB_150420演示幻灯片

浅谈HDIPCB,吴鹏飞Apr.20th2015,Contents,时代背景HDIPCB优势介绍HDI板与常规板差异HDIPCB阶数定义镭射钻孔塞孔工艺,一、时代背景,功耗节能理念越来越深入人心,智能手机、平板电脑等设备得到普及率不断增高,设备功能越来越强大,外形体积越来越轻薄,普通PCB生产工艺，已难以满足时代发展的需要，HDIPCB技术应运而生，,这使相对有限的PCB板需要承载更多的电子元件,备注：HDI-HighDensityInterconnection，高密度互连线路。,二、HDIPCB优势介绍,Core（芯板）,Copper（铜皮）,PP（半固化片）,BlindVia（盲孔）,Buriedvia（埋孔）,Via（过孔）,普通板此处不可再有走线,常规板无法做到两个不同属性的孔在相同位置,线宽线距最小约2mil（常规5mil）孔径最小0.075mm（普通板0.2mm）Via可以打在焊盘上,备注：1mil=0.0254mm，一根头发的直径约3mil,PCB布线面积增加PCB板尺寸缩小,三、HDI板与常规板差异,常规多层板,HDI多层板,四、HDIPCB阶数定义,1.一阶HDI1.1一次一阶：也称一阶盲孔，只直接连接相邻两层的HDI孔，指仅有相邻层连接的HDI孔，如第1层与第2层连接或和第n层与第（n-1）层连接。1.2二次一阶：指相邻两层都仅含一阶HDI孔的PCB板。,一次一阶,二次一阶,HDI板命名规范,备注：m=0，表示一阶m0且无“F”，表示m阶m且有F，表示（m+1）阶,四、HDIPCB阶数定义,2.二阶HDI二阶盲孔，直接连接相邻三层的HDI孔，指有第1层与第3层连接或第n层与（n-2）层相互连接的HDI孔。,3.m阶HDI直接连接相邻（m+1）层的HDI孔，指有第1层与第（m+1）层连接或第n层与（n-m）层相互连接的HDI孔。,备注：相同层数的板，若孔设置有差异，其制作工序和板材原材料选用，会有不同。,四、HDIPCB阶数定义,3.Anylayer为HDI板中难度最大的生产工艺，任意相邻层间均有HDI孔连接，以8层Anylayer设计为例，其叠构设计如下：,备注：Anylayer并非真正的任意层之间都有连接，而是仅相邻层之间的连接，若还有其他类型的孔，可能无法生产。,对于孔径小于0.2mm的孔，采用传统的机械钻孔将无法再实现，必须采用镭射机钻孔。镭射机加工原理是：CO2在电能的刺激下，激发出一种强力光束，其中红外光拥有热能，板材的成份为树脂和玻璃纤维，能吸收热能，形成熔融状态，并达到气化，最后形成无铜孔，再经过电镀沉铜，使孔内镀铜，从而形成微小导通孔。,吸收并发热,气化,熔化,五、镭射钻孔,备注：激光钻孔时会产生焦渣附着在孔壁，且会导致第二层铜被氧化甚至击穿（铜厚在15um以内时有可能发生）。所以钻孔完毕后，微孔需要在电镀前进行前特殊处理，同时孔内的焦渣需要用高压水冲洗。,六、塞孔工艺,不塞孔主要会造成以下几方面的问题板面不平整，线路不平直在凹陷处引起沙滩现象，会引起线路缺口、断线等缺陷特性阻抗也会由于介厚的不均匀而起伏不定造成讯号不稳焊盘的不平整使得后续封装品质不良造成元器件的连带损失,1.埋孔为什么要塞孔？,常规PCB板仅做绿油塞孔，仅在Top和BOT层两层进行印绿油，如下图所示，可以看出有板面不平整。,HDI常见的镭射孔塞孔工艺为树脂塞孔,六、塞孔工艺,利用流动的树脂，采用丝印的方式进行塞孔，然后进行加热固化，完成塞孔优点：成本低，易操作缺点是：当树脂的特性和PCB板材的特性相差较多时，在SMT生产时，因两者的膨胀系数不同，而引起铜皮起泡。,备注：采用树脂塞孔后，铜皮表面有覆盖树脂，需进行树脂研磨以后，才能进行内层线路的蚀刻制作,电镀塞孔,电镀塞孔的优点有利于设计叠孔(Stacked)和盘上孔(viaonPad)改善电气性能，有助于高频设计;有助于散热塞孔和电气互连一步完成盲孔内用电镀铜填满，可靠性更高，,由于镭射孔的