第12章高密度互连积层多层板工艺.ppt

高密度互连积层多层板工艺 现代印制电路原理和工艺 第12章 高密度互连积层多层板工艺 12.1概述 电子产品“轻、薄、短、小”及多功能化的发展 特别是半导体芯片的高集成化与I/O数的迅速增加 高密度安装技术的飞快进步 迫切要求安装基板－PCB成为具有高密度、高精 度、高可靠及低成本要求的，适应高密度互连（HDI）结构的新型PCB产品，而积层多层板（BMU）的出现，完全满足了这些发展和科技进 步的需要。 高密度互连积层多层板具有以下基本特征： 1）微导通孔（包括盲孔、埋孔）的孔径≤φ0.1mm；孔环≤0.25mm； 2）微导通孔的孔密度≥600孔/in2； 3）导线宽/间距≤0.10mm； 4）布线密度（设通道网格为0.05in）超过117in/in2。 1）按积层多层板的介质材料种类分为： ·用感光性材料制造积层多层板； ·用非感光性材料制造积层多层板。 2）按照微导通孔形成工艺分类主要有： ·光致法成孔积层多层板； ·等离子体成孔积层多层板； ·激光成孔积层多层板； ·化学法成孔积层多层板； ·射流喷砂法成孔积层多层板。 3）按电气互联方式分为： ·电镀法的微导通孔互连的积层多层板； ·导电胶塞孔法的微导通孔互连积层多层板。 12.1.2 高密度趋向 1. 配线密度 以2001年发表的关于半导体的路线图可知，半导体芯片尺寸约为15mm～25mm，I/O针数高达3000针以上，2010年将达近万针水平，MUP的针数为2000针以上。为此，搭载封装的PCB必须具有微导通孔，且实现微细间距和线路图形等的高密度配线。 2. 电性能 高密度配线和高密度安装配线的传输特性非常重要。对于特殊的信号线要求正确的特性阻抗值 在高频传送时必须考虑趋肤效应，趋肤效应按照传导度1／e衰减直至表面深度 δ＝2/twμ 12.2积层多层板用材料 12.2.1 积层多层板用材料的发展及趋势 积层多层板用材料制造技术，总是围绕着满足BUM对它的“四高一低”的要求发展进步。 “四高”的要求是：高密度布线的要求、高速化和高频化的要求、高导通的要求和高绝缘可靠性的要求。 “一低”的要求是：低成本的要求。 积层多层板所使用的原材料大部分为环氧树脂材料，主要有三种材料类型： 感光性树脂 非感光性热固性树脂 涂树脂铜箔材料（Resin Coated Copper，简称RCC） 感光性树脂材料的主要类型有液态型和干膜型 12.2.3 非感光性热固性树脂材料 其树脂类型多为环氧树脂，固化后树脂绝缘层厚度一般为40～60μm。 13.2.3 涂树脂铜箔材料 积层板用的涂树脂铜箔是由表面经过粗化层、耐热层、防氧化层处理的铜箔，在粗化面涂布B阶绝缘树脂组成 12.3 积层多层板的关键工艺 积层多层板芯板的制造 孔加工 绝缘层的粘结 电镀和图形制作 多层间的连接 PCB的表面处理 12.3.1 积层多层板芯板的制造 绝大部分的积层多层板是采用有芯板的方法来制造，也就是说，在常规的印制板的一面或双面各积层上n层（目前一般n＝2～4）而形成很高密度的印制板，而用来积上n层的单、双面板或多层板的各种类型的基板称为积层多层板的芯板。 12.3.2 孔加工 积层板的导通孔加工方法 有采用激光加工非感光性的热固性树脂层 涂树脂铜箔层的激光导通孔法和采用UV光通过掩膜曝光与显影的光致导通孔法 13.3.3 绝缘层的粘结 积层板中有铜箔的粘结，积层绝缘层与芯材等上面的导体层和绝缘层的粘结，树脂层上导体的粘结等。 树脂与树脂的粘结在多数情况下是相同体系的相互粘合，只要表面干净是不会有粘结问题的。以铜为主体的金属与树脂的粘结则有粘结性问题。 13.2.4 电镀和图形制作 积层板的电镀工艺有 使用铜箔的全板电镀法和图形电镀法 不使用铜箔的全板电镀半加成法和全加成法 大多数采用涂树脂铜箔的全板电镀法，该法镀层厚度均一 13.3.5 多层间的连接 积层法中导体层重叠，采用导通孔进行连接 13.3.6 PCB的表面处理 成品积层板的表面处理时对于元器件的焊接，线粘接和BGA的凸块连接都很重要，表面处理包括助焊剂、HASL等焊料涂层、Ni/Au镀层等，根据用途加以选择 12.4 积层多层板盲孔的制造技术 12.4.1 盲孔的形成 （1）传统的机械钻孔工艺已不能满足微小孔的生产，对于钻头深度控制的突破性构思是电场传感器的应用，这样控制的深度为5μm，可以达到制造盲孔的要求。将这一构思与传统钻孔工艺相结合，解决了Z轴方向深度控制问题，但微小孔（小于 0.3mm）的形成，问题依然存在。 （2）现代的激光蚀孔技术在埋