目前線路板的互聯(lián)技術(shù)不斷升級,主要是基于pcb線路板不斷高密度化,高多層化。比如市場上的高多層HDI板,剛繞結(jié)合板,柔性線路板的等。小編分享是是如果通過pcb多層板微通孔制作技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線路板上高密度布線。
微通孔的給PCB多層板帶來的好處
第一代微通孔PCB的巨大成功,證明了微通孔PCB具有較高的性能,并能較低成本。微通孔技術(shù)也在不斷進(jìn)步,結(jié)構(gòu)變換極大地提高了集成度,特別是同時(shí)在兩面都有多個(gè)微通孔層的PCB更是能大幅度提高互連密度。
微通孔是指孔徑小于0.15mm的通孔,它所占面積大約是機(jī)械鉆孔的1/4。由于是盲孔,它們僅在要進(jìn)行線路連接的層間出現(xiàn),有助于實(shí)現(xiàn)較高的互連密度。微通孔成形利用激光完成,其速度比機(jī)械鉆孔快得多,并且成本也大大低于后者,它的這些主要優(yōu)點(diǎn)使其應(yīng)用不僅僅局限在最外層線路。盡管減小現(xiàn)有通孔結(jié)構(gòu)尺寸也可實(shí)現(xiàn)高密度互連,但隨著設(shè)計(jì)要求越來越高,PCB成本將不斷上升,因此改造現(xiàn)有工藝還不如轉(zhuǎn)而使用一種全新技術(shù)成本來得更低,如使用2+n+2積層結(jié)構(gòu)。
多個(gè)微通孔層使互連密度盡可能與元件接近,實(shí)現(xiàn)PCB多層線路板高密度布線
近年來移動通信產(chǎn)品已變得比蜂窩電話復(fù)雜得多,如便攜式衛(wèi)星電話、個(gè)人智能通信器、電子記事本以及處理視頻信號的應(yīng)用產(chǎn)品等,這些產(chǎn)品的共同點(diǎn)是互連密度非常高而且在高頻方面都有特殊要求。它們的線路板表面大部分空間布滿了許多小間距元件,在最外面的第一層和第m層(m代表總層數(shù))已基本上沒有什么地方可用于布線,因而只能在內(nèi)層進(jìn)行,如第二層和第m-1層。在1+n+1結(jié)構(gòu)中,這些層中包含一些由機(jī)械鉆孔形成的較大銅導(dǎo)電環(huán)用于和內(nèi)層相連,可能無法提供足夠空間進(jìn)行高密度布線。一個(gè)解決方法是使第二層和m-1層成為微通孔層,使其在與下一層連接時(shí)減小占用面積,這樣就可以走線了。通常的做法是使互連密度盡可能與元件接近,要做到這一點(diǎn)最好是用微通孔層,必要時(shí)還應(yīng)使用多個(gè)微通孔層。
第一種2+n+2結(jié)構(gòu)線路板僅使用直接與相鄰層連接的微通孔,基本制作方法是將做一個(gè)微通孔層的步驟進(jìn)行重復(fù)。圖1是利用交錯(cuò)排列使第一層和第三層通過微通孔連接的示意圖。這種2+n+2結(jié)構(gòu)板使用樹脂涂膜銅(RCC)技術(shù)生產(chǎn),特別值得一提的是該方法能保證所有層都具有很高的共面性。這種結(jié)構(gòu)還可以有多種形式(如圖2)。
圖1
圖2 |
生產(chǎn)微通孔的主要成本在于通孔成形和電鍍。對某些應(yīng)用而言,可以通過減少這兩種工藝的工序降低成本,例如在第二層和第三層或第m-1層和m-2層之間如果沒有導(dǎo)通孔,則無需相關(guān)的電鍍過程,此時(shí)可用其它類型的通孔取代微通孔。也可通過微通孔將PCB的表層與第三層直接連接(圖2a),通孔1-3將外層與第三層相連,而通孔1-2-3則和第二層相連(圖2b),通過這種方法能實(shí)現(xiàn)所有需要的互連。
一般來說,要保證通孔電鍍可靠,通孔1-3和通孔1-2-3的孔徑必須大于僅在相鄰兩層間進(jìn)行連接的通孔。如果沒有通孔2-3,則只能通過第一層實(shí)現(xiàn)第二層和第三層的連接,這樣會造成第一層空間的浪費(fèi),最后的總體互連密度會低于圖1所顯示的情況。然而沒有通孔2-3卻有利于在第二層上制作精細(xì)的線路,由于僅需對RCC銅箔的基層銅進(jìn)行蝕刻,所以可做到很高的圖形解析度。
通孔1-3使用保形掩膜工藝生成,先在RCC膜上將銅蝕刻出一個(gè)口,然后再用紅外激光燒蝕掉樹脂,這兩種工藝的生產(chǎn)率都非常高。蝕刻是一個(gè)并行過程,激光鉆孔僅燒蝕樹脂,可使用快速CO2激光。1-3層通孔還有一些有意思的應(yīng)用,如該結(jié)構(gòu)里的第二層和第m-1層電位一直保持不變,可作為屏蔽,它們和內(nèi)層之間無需任何連接,也就不需要2-3層通孔,這樣特別是在對電磁兼容性(EMC)要求嚴(yán)格的場合,可在這些內(nèi)層上進(jìn)行布線。
制作1-2-3層通孔時(shí),一般第二層覆銅用UV激光開孔,這種工藝鉆孔速度較慢,如果使用保形掩膜工藝,則需要較大的孔環(huán)。圖3比較了第一層和第三層連接的幾種方法,通常微通孔交錯(cuò)排列是最受歡迎的方式,在特殊情況下,孔1-3和孔1-2-3占據(jù)較大空間是可以接受的,而使用保形掩膜工藝還會浪費(fèi)更大空間。
制作pcb多層微通孔電路板的關(guān)鍵-微通孔對位
微通孔和微通孔層線路之間的對位是制作多層微通孔電路板的關(guān)鍵。通常情況下微通孔層依靠其下層電路圖進(jìn)行對位,這種方法可使微通孔焊盤最小而充分利用空間節(jié)約帶來的好處,但這卻是以其它層對位不良為代價(jià)。隨著PCB層數(shù)增加,偏差將越來越大,但只要沒有哪個(gè)元件要求必須同時(shí)和所有層都對準(zhǔn),這種積累的偏差也不會造成任何問題,所以應(yīng)盡可能避免在2+n+2結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)穿過所有層的通孔。這類通孔大多數(shù)情況下可利用一系列相互連接的微通孔或者內(nèi)層機(jī)械鉆孔替代,如果一定要用,其孔環(huán)必須很大,避免并列排放的元件影響隨后制作的積層,使得它無法體現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。
如果因?qū)ξ辉蚨幌胧褂缅兺祝瑑?nèi)層通孔可作為一種可靠的替代方法。它利用機(jī)械方式在FR-4內(nèi)層鉆孔,電鍍后再用環(huán)氧樹脂填滿。最簡單的做法是在RCC銅箔以真空壓制到內(nèi)層上時(shí),用RCC銅箔上的環(huán)氧樹脂填充通孔。此方法效果不錯(cuò),但它并不是任何時(shí)候都適用,對較厚的PCB板而言,RCC銅箔上的環(huán)氧樹脂顯得數(shù)量不夠,此外特別是在可靠性要求高的PCB板上,用RCC銅箔環(huán)氧樹脂作為填料不是最好,應(yīng)選擇那些針對可靠性進(jìn)行過優(yōu)化的材料。上述兩種情況最好使用塞孔工藝,這種工藝采用特殊的絲印方法填充通孔,固化后將填料與表面磨平再電鍍銅。
使用液態(tài)環(huán)氧樹脂制作的外層能做到更大的圖形解析度并進(jìn)一步縮小微通孔的直徑
1+n+1結(jié)構(gòu)中還用到一些非覆銅材料,采用層壓或涂布(當(dāng)它是液態(tài)環(huán)氧樹脂形式時(shí))方式制作。這些介電材料比較便宜,有很多優(yōu)點(diǎn),如能很容易地制作微通孔并對其進(jìn)行電鍍,從而縮小微通孔直徑等。它可以用于更薄的銅覆層,有利于制作超細(xì)間距電路圖,在不久的將來,這些優(yōu)點(diǎn)也能用于2+n+2的結(jié)構(gòu)中。它還可以用于混合制板技術(shù),此時(shí)第二層和第m-1層用激光RCC技術(shù)制作,在這種情況下,使用液態(tài)環(huán)氧樹脂作為最外面第一層和第m層介電層能同時(shí)利用兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)并對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。如果使用RCC技術(shù)制作微通孔內(nèi)層,一般不需要塞孔工藝,并且可達(dá)到非常好的共面性;與之相反,使用液態(tài)環(huán)氧樹脂制作的外層能做到更大的圖形解析度并進(jìn)一步縮小微通孔的直徑。
以上是小編分享的pcb多層板微通孔制作技術(shù)實(shí)現(xiàn)高密度布線的幾個(gè)方面,可見微通孔技術(shù)中,做好微銅孔定位,層壓或者液態(tài)環(huán)氧樹脂制作的方式更加有利于做好多層微銅孔從而實(shí)現(xiàn)更高密度布線。以上是金瑞欣小編分享,希望能幫助您,更多詳情可以咨詢金瑞欣官網(wǎng)。