多层印制电路板基材技术进展.doc

多層印製電路基材技術進展 三十多年前，FR-4最初問世的時候是由溴化雙官能環氧樹脂製成的，樹脂的玻璃化轉變溫度（Tg）在110℃-130℃之間。nbsp;nbsp;從那以後，印刷線路板（PWB）行業發生了許多的變化。多層板已由簡單的四、六層板轉向製作更加複雜、更多層數的多層板，具有精細線路、盲、埋孔，直至今天的微孔。元器件工業也由最初的插針通孔(pin-through-hole)發展到直接封裝元器件，最終發展了倒晶片封裝技術。nbsp;nbsp;這些變化對PWB包括基材在內的方方面面産生了深刻的影響。基材製造商們不得不加快步伐去生産新的增強材料、新的環氧混合樹脂體系PWB板要求一直方興未艾。當今電子工業的競爭特性迫使行業內業者不斷地降低成本解決方案。nbsp;nbsp;表1列出了應用於三種不同産品中所需層壓板性能特性。個人電腦用層壓板與移運通信（handheld）用層壓板幾乎沒有什麽區別，僅僅是移動通信行業更迫切的需要更高Tg的層壓板。對於晶片載體來說，其所需要求在技術上是圍繞著JEDEC規範的可靠性而發展的。 特性阻抗之詮釋與測試 ??一. 前言　　抽象又複雜的數位高速邏輯原理，與傳輸線中方波訊號的如何傳送， 以及如何確保其訊號完整性（Signal Integrity），降低其雜訊（Noise）減少之誤動作等專業表達，若能以簡單的生活實例加以說明，而非動則搬來一堆數學公式與難懂的物理語言者，則對新手或隔行者之啓迪與造福，實有事半功倍舉重若輕之受用也。　　然而，衆多本科專業者，甚至杏壇爲師的博士教授們，不知是否尚未真正進入情況不知其所以然？亦或是刻意賣弄所知以懾服受教者則不得而知，或是二者心態兼有之！坊間大量書籍期刊文章，多半也都言不及義缺圖少例，確實讓人霧裏看花，看懂了反倒奇怪呢！　　筆者近來獲得一份有關阻抗控制的簡報資料，系電性測試之專業日商HIOKI所提供。其內容堪稱文要圖簡一看就懂，令人愛不釋手。正是筆者長久以來所追求的境界，大喜之下乃征得原著“問港建”公司的同意，並經由港建公司廖豐瑩副總的大力協助，以及原作者山崎浩（Hiroshi Yamazaki）及其上司金井敏彥（Toshihiko Kanai）等解惑下，得以完成此文，在此一併感謝。並歡迎所有前輩先進們，多多慨賜類似資料嘉惠學子讀者，則功在業界善莫大焉。二 .將訊號的傳輸看成軟管送水澆花2.1 數位系統之多層板訊號線（Signal Line）中，當出現方波訊號的傳輸時，可將之假想成爲軟管（hose）送水澆花。一端於手握處加壓使其射出水柱，另一端接在水龍頭。當握管處所施壓的力道恰好，而讓水柱的射程正確灑落在目標區時，則施與受兩者皆歡而順利完成使命，豈非一種得心應手的小小成就？2.2 然而一旦用力過度水注射程太遠，不但騰空越過目標浪費水資源，甚至還可能因強力水壓無處宣泄，以致往來源反彈造成軟管自龍頭上的掙脫!不僅任務失敗橫生挫折，而且還大捅紕漏滿臉豆花呢！2.3 反之，當握處之擠壓不足以致射程太近者，則照樣得不到想要的結果。過猶不及皆非所欲，唯有恰到好處才能正中下懷皆大歡喜。2.4 上述簡單的生活細節，正可用以說明方波（Square Wave）訊號（Signal）在多層板傳輸線（Transmission Line，系由訊號線、介質層、及接地層三者所共同組成）中所進行的快速傳送。此時可將傳輸線（常見者有同軸電纜Coaxial Cable，與微帶線Microstrip Line或帶線Strip Line等）看成軟管，而握管處所施加的壓力，就好比板面上“接受端”（Receiver）元件所並聯到Gnd的電阻器一般（是五種終端技術之一，請另見TPCA會刊第13期“內嵌式電阻器之發展”一文之詳細說明），可用以調節其終點的特性阻抗（Characteristic Impedance），使匹配接受端元件內部的需求。 《.tw 三. 傳輸線之終端控管技術（Termination）3.1 由上可知當“訊號”在傳輸線中飛馳旅行而到達終點，欲進入接受元件（如CPU或Menomery等大小不同的IC）中工作時，則該訊號線本身所具備的“特性阻抗”，必須要與終端元件內部的電子阻抗相互匹配才行，如此才不致任務失敗白忙一場。用術語說就是“正確執行指令，減少雜訊干擾，避免錯誤動作”。一旦彼此未能匹配時，則必將會有少許能量回頭朝向“發送端”反彈，進而形成反射雜訊（Noise）的煩惱。3.2 當傳輸線本身的特性阻抗（Z0）被設計者訂定爲28ohm時，則終端控管的接地的電阻器（Zt）也必須是28ohm，如此才能協助傳輸線對Z0的保持，使整體得以穩定在28 ohm的設計數值。也唯有在此種Z0=Zt的匹配情形下，訊號的傳輸才會最具效率，其“訊號完整性”（Signa