一,HDI板的定義:
HDI(High Density Interconnection)中文意為高密度互連,通常以線路密集度高,且線路較普通PCB細為特點,而且存在微孔(俗稱盲孔,孔徑<125um)之多層高精密度印刷線路板。 HDI的疊構俗稱線路板壓合增層方式圖,也稱機構圖。通常相同層數的線路板,而不同之疊構,所經過的工藝流程也會不一樣。
通常業界把HDI經過鐳射的次數稱之為階次,經過一次稱為一階,也稱PULLS I,經過二次稱為二階,也稱PULLS II.如此類推。
二,HDI板中的增層法:
所謂增層法(build-up printed circuit board)是利用重疊方式將一層一層的線路組合形成三度空間立體結構的HDI電路板。利用增層法所形成的電路板由于上下層線路之間導通的栓孔密度遠高于傳統印刷電路板,因此可以有效地提高電路板的線路密度。
實際上增層線路的概念并不是新的技術,早在1970年代開始發展半導體制程技術時,便已經開始利用增層法的概念在矽晶片上形成鋁導線和聚亞橀胺絕緣層等的多層增層結構。
演變到現在,又將增層法的概念導入目前晶片封裝技術所用的基板。大型電腦中所用晶片封裝模組,自1970年代開始發展以來便一直使用在陶瓷基層上形成銅導線和聚亞醯胺絕緣層的增層電路板技術。在陶瓷基板上具有一層增層絕緣層,絕緣層上下方的線路可以經由栓孔導通并以覆晶方式將晶片封裝到基板上。在晶片周圍區域具有銅和聚亞醯胺的增層線路。熱導模組是典型高密度增層HDI電路板的實例。
三,HDI板的位置配位精度:
制作細線路的HDI線路板除線路的尺寸精準之外,最大的線路制作技術議題就是位置配位精度的問題。因為高密度HDI線路板,必須配合高密度的元件組裝,這些加密的動作都促使電路板各個相對幾何圖形對位難度提高。例如:當鉆孔后所產生的位置,必須與線路的曝光搭配在一起,而止焊漆的影像卻必須搭配線路的影像。這些搭配的動作,都是電路板制作中的位置精度問題,也是典型面對高密度HDI線路板制作的重要技術問題。
四,HDI板板材對精度的影響:
一般而言,制作電路板的基材本身就是一個位置精度的重要決定者。因為電路板材料,本身就是多種材料的混合體。尤其是主體的樹脂材料,它會隨著溫度、燒烤時間、濕度等等的因素而變異。另外在加工的過程中,如果必須作延展式的機械加工,因此尺寸的變異就會更大。但是,位置搭配的問題在制作基板方面一直都存在,當導通孔制作出來后仍必須經過各式的濕制程處理,以達成孔的導能功能。而在線路蝕刻的程序中,又會將多數前制程中所累積的應力釋放出來,如果采用特殊的制程而必須加入燒烤,那么整體的變異又會更多。
五,底片對精度的影響:
至于底片方面,不論使用何種材料與形式的底片,以目前多數電路板的制作方法仍然以使用平板接觸式生產的方式來看,底片會是另一個不得不討論的對位尺寸精度因素。多數的膠膜底片因為尺寸穩定性確實較差,在較高精度的基板產品幾乎都無法使用。但是對于一些小量可以不在乎高效率的基板來說,也有部分制作者采用較小的基板發料尺寸來克服對位的問題。這對于多數的大量生產者而言,如何利用大尺寸的對位生產模式進行生產,依然是重要的細線基板制作技術議題。
六,工具及材料對精度的影響:
對于生產工具及材料的精度穩定度方面,控制材料取得的來源會是一個重要的控制事項。這包括了供應商的材料制作穩定度、品質控制能力、使用物料的類型、制作機械的等級、清法度、聚合穩定度等等,許多的因素都會影響工具與材料后續的尺寸變化。這其中尤其是基材的選用,必須特別注意纖維布的供應是否品質穩定、基材制造商的涂布及操作控制能力的穩定性、壓合完成的基材板尺寸穩定性等。這些問題時常是在基板制造廠商之外就已經發生,一旦材料進入生產線則可以改善的空間就非常有限。
基本上對位本身簡單的分析基實只有兩個重要指材,其一是生產的工具以及產品尺寸的安定性必須要高,否則變異大就會使得差異性產生隨機變化,根本沒有尺寸搭配的可能性。其二是對位過程中的對準程序,一般而言后者所代表的是曝光機械的操控能力。
在機械對位的部分,由于主要的對位精度幾乎完全來自于對位系統的控制能力,因此制作者必須對于使用的曝光系統對位能力作深入了解。目前一般用于構裝載板的曝光系統,多數都采用四個對位靶的對位系統借以提高整體的配合度。
目前多數的自動曝光系統,都是利用固態攝影機來讀取底片與基板的對位靶影像,再利用程式計算差值作為修正位置的依據。在機械設計方面采取一動一靜的方式,可以是底片作動或是基板作動,只要作業精度及操控性好并沒有實質的優劣差異問題。對位的精準度是可以設定的,一般都會依據設計線路時的允許公差當指標設定。目前多數的對位系統都采用規格設定模式制作,也就是說只要公差落在規格范圍內就可以進行曝光。但是實際的理想訴求,應該是要達到最佳的對位程度,也就是對位偏差一致化,這方面需要機械制作商去努力了。
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