HDI板培训教材行业研究

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1、 1谷风优质HDI 板中常用名词解释HDI(High density interconnection)BUM(Buried-up multilayer)通孔(Through Holes)VIA 导通孔(micro-Via holes)盲孔(Blind Vias)埋孔(Buried Vias)PTH 孔(Plating Through Holes)插件孔(Assembly Holes)N-PTH 孔(Non-plating Through Holes)HDI板表面涂布有那些什么是交叉盲埋孔HDI 板中阶的含义VIA IN PAD 激光钻孔(Laser)微切片(Microsectioning)阻抗

2、(ImpedanceImpedance)铜箔厚度OZ 的含义附树脂铜箔(RCC)2谷风优质OZOZ盎司在线路板中的含义盎司在线路板中的含义1OZ意思是意思是1平方英尺的面积上平均铜箔的重量在平方英尺的面积上平均铜箔的重量在28.35g,用单位面积用单位面积的重量来表示铜薄的平均厚度！的重量来表示铜薄的平均厚度！oz是符号是符号ounce的缩写，中文称为的缩写，中文称为“盎司盎司”(香港译为安士香港译为安士)是英是英制计量单位制计量单位,作为重量单位时也称为英两。作为重量单位时也称为英两。重量单位重量单位1oz=28.35g(克）克）常衡盎司：重量单位。整体缩写为常衡盎司：重量单位。整体缩写为o

3、z.av。1盎司盎司=28.350克克 1盎司盎司=16打兰（打兰（dram）16盎司盎司=1磅（磅（pound）换算方法：换算方法：1平方英尺平方英尺=929.0304平方厘米，平方厘米，铜箔的重量除以铜的密度和表面积即为铜箔厚度！铜箔的重量除以铜的密度和表面积即为铜箔厚度！Cu密度密度=8.9kg/dm3 设设Copper厚厚T Tx929.0304平方厘米平方厘米x8.9克克/立方厘米立方厘米=1oz=28.35克克 T=0.0034287厘米厘米=34.287um3谷风优质阻抗(ImpedanceImpedance)1.什么是阻抗(ImpedanceImpedance)在具有电阻、电感

4、和电容的电路里，对电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示2.HDI 板中为什么要经常控制线路的阻抗?要求PCB在高速信号传输中保持信号稳定，不产生误动作，这就要求所使用的PCB的特性阻抗控制精度化的提高 3.阻抗与那些因素有关联?影响阻抗的因素：*W-线宽/线间 H-绝缘厚度*T-铜厚 H1-绿油厚*Er-介电常数 参考层 4谷风优质RCC 是什么 一般的prg-preg为 树脂+玻璃纤维,而rcc是一种由 树脂+铜 的一种背胶铜箔,其处存条件比一般pre-preg要严格(冷冰),适用天 laser drill,为hdi类板件专用 5谷风优质CC材料 盲孔 化学蚀刻法 一综 述 随着IT行

5、业日新月异的变化，电子产品问着轻、薄、短、小型化发展，相应的印制板也面临高精度、细线化、高密度的挑战。全球市场印制板的趋势是在高密 度互连产品中引入盲、埋孔，从而更有效的节省空间，使线宽、线间距更细更窄。而相应的为适应积层法和微细孔技术而发展的RCC材料(涂树脂铜箔Resin Coated Copper Foil，缩写RCC)也日益成熟。11 RCC简介 RCC是由表面经粗化、耐热、防氧化等处理的铜箔和B阶段树脂组成的，其结构如图1所示：铜箔(9-18m)树脂层(60-100m)图一：涂树 脂铜箔的结构 RCC的树脂层，应具备与FR-4粘结片(Prepreg)相同的工艺性。此外还要满足积层法多

6、层板的有关性能要求，如：(1)高绝缘可靠性和微导通孔可靠性；(2)高玻璃化转变温度(Tg)；(3)低介电常数和低吸水率；(4)对铜箔有较高的粘和强度；(5)固化后绝缘层厚度均匀。同时，因为RCC是一种无玻璃纤维的新型产品，有利于激光、等离子体的蚀孔处理，有利于多层板的轻量化和薄型化。另 外，涂树脂铜箔具有12m，18m等薄铜箔，容易加工。12盲孔的形成 1)传统的机械钻孔工艺已不能满足微细孔的生产，如数控钻床批量钻孔最小孔径为 01-03mm，而且钻盲孔要求刀具在2轴方向具有很高的精确度，才能确保刚好将环氧层钻透，而又不破坏下一层的铜箔。而现实由于钻床台面的平整 度、印制板的翘曲度等因素，不能

7、严格保证机械钻盲孔分厘不差，只能控制钻头深度在50m(2mil)，这远远不能满足盲孔生产的需要。对于钻头深度控制的突破性构思1是电场传感器(EFS即Electric Field Sensor)的应用，钻头就像天线能探测信号，当钻头接触到金属表面(如板子的铜表面)指定的信号就戏剧性的改变，这样控制的深度 为5m(02mil)，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2轴方向深度控制问题，但微细孔(小于03mm)，的形 成，问题依然存在。2)现代的激光蚀孔技术在埋、盲孔制作方面有着独特的优势2。激光钻孔之所以能除去被加工部分的材料，主要靠光热烧蚀和光化学烧蚀。PCB，钻孔用的

8、激光 器主要有FR激发的气体C02激光器和UV固态Na：VAG激光器两种。激光钻孔速度虽快，但是和转轴钻孔(spindle drillng)相比，因为钻孔时板是单块而不是叠层放置，所以钻孔成本相对高许多。3)等离子蚀孔，首先是在覆铜板上的铜箔上蚀刻出窗孔，露出下面的介质层，然后放置在等离子的真空腔中，通入介质气体如CF4H202HeAr，在超 高频射频电源作用下气体被电离成活性很强的自由基，与高分子反应起到蚀孔的作用。它的优点是所有导通孔一次加工并且不留残渣，问题是处理时间较长，且成本 高不适于大批量生产。二化学蚀刻法 化学蚀刻法在涂树脂铜箔上制作盲孔是一项低成本而又行之有效的工艺方法。化学蚀

9、刻法是在覆铜板表面做抗蚀层(干膜或湿膜)，用只含盲孔孔位的底版曝光 显影蚀刻铜，去掉孔表面的铜形成裸窗口，露出介质层树脂。然后用加热的浓硫酸喷射到裸窗口上，腐蚀掉树脂，形成盲孔。RCC铜箔 RCC树脂抗蚀层湿膜或干膜化学蚀刻法腐蚀铜窗口去掉抗蚀层浓H2SO4去除树脂介质孔金属化现以一宽带网卡的积层式6层板为例介绍工艺流程(要求：6层 板，1-2层含盲孔，5-6层含盲孔，板厚08mm以下。)生产流程：6谷风优质下料(芯板23层，45层，)制作内层板一内层层压(23，45层)向两方向压外层(涂树脂铜箔)(16层)外层盲孔图形转移(1、6层盲孔)腐蚀盲孔位置上与盲孔直径一致的铜箔，裸露介质树脂浓硫酸

10、喷射去除环氧介质形成盲孔钻通孔前处理 沉铜(平板电镀)外层图形转移电镀蚀刻印阻焊热风整平或其它可焊性保护层铣外形通断测试检验包装。三讨论 RCC材料和积层法技术的成熟为盲孔的制作铺平了道路。3，1浓硫酸的作用与影响 因为RCC材料不含玻璃纤维，加热的浓硫酸在较强的喷射压力下能较快去除环氧介质，而又省掉去玻璃纤维的工序。其腐蚀深度与时间、浓度的关系：腐 蚀树脂的深度(m)90 92 94 96 98 浓硫酸的浓度T=38 t=60s,无喷淋压力下，浓硫酸浓度与腐蚀深度关系图 因盲孔一般都是小于03mm的微小孔，而浓硫酸因其粘度高难以进孔。若将其加热可有效的增加流动度，并辅之以机械振动或喷淋压力，

11、热的浓硫酸就能充 分发挥自身优势。而浓硫酸对铜表面和下一层的铜无腐蚀作用，且能有效的清除环氧树脂，不象机械钻孔、激光钻孔那样产生树脂腻污，也不会出现类似机械钻孔钻 到下一层铜箔的情形。如下图四是没有机械喷淋条件下，浓硫酸蚀刻出的盲孔的显微剖切照片。如有均匀的喷淋压力盲孔的孔壁会更直，侧蚀会更小。因浓硫酸蚀刻环氧介质时，其蚀刻能力是各向同性的，当它垂直蚀孔的同时也侧向蚀刻，导致铜箔下面产生侧蚀的问题。又因为浓硫酸吸水性强，浓度易变，因 此严格监控浓硫酸浓度，固定温度指数，根据RCC材料的树脂厚度和硫酸的浓度、温度关系图三决定洗孔的时间，才能确保环氧介质被去掉而产生的侧蚀又最小。所以化学蚀刻法在涂

12、树脂铜箔上制盲孔是一项低成本而又可靠的工艺方法。32化学沉铜 含盲孔的印制板生产过程需要重点控制的另一个工序为化学沉铜，因积层法制多层板，需一次或多次沉铜。盲孔孔径小，化学镀铜溶液难以进孔，而且不如贯通 孔，溶液能够顺利进出交换更新。因此实现盲孔的金属化使层与层之间连通便成为至关重要的工作。而RCC材料较其他环氧覆铜板薄，对制作相伺孔径(03mm)的盲孔，其层与层间板厚孔径比如下：材料类型 RCC材料铜箔厚度 18m树脂厚度 50m 100m板厚孔径比(盲孔)023：1 039：1 由上表可见，利用RCC材料作盲孔，板厚孔径比小于1：1，孔金属化相对容易许多。板厚孔径比大大减小，有利于活化溶液

13、、还原溶液、化学镀铜溶液在孔 内的交换。另外，化学镀铜生产线再辅之以阴极移动、空气搅拌，减少气泡在盲孔内滞留的机会，就可确保盲孔的电气互连万无一失。用浓硫酸蚀刻出来的孔较机械 钻孔激光成孔更彻底，无污物，减少了盲孔孔金属化前的清洁处理工作。而且孔金属化后可避免镀层不牢、热冲击脱落等问题。33多层盲孔 多层盲孔的制作有几种流程，以123层盲孔的六层板为例(树脂厚度为70gm)：方法一：加工完的内层板(34)外压涂树脂铜箔(2，5)盲孔图形转移腐蚀铜箔，形成裸窗口浓硫酸喷射去除环氧介质(70lm)形成盲孔 孔金属化电镀铜加厚黑化压涂树脂铜箔形成盲孔(同上)此流程采用循序渐进的方式加工盲孔，既常规积

14、层法，工序多，且不易控制。因为需两 次浓硫酸洗孔，两次孔金属化；且因为内层盲孔金属化，黑化必须注意微蚀量，防止孔壁铜被蚀去过多。它的特点是盲孔、埋孔分散在不同层，用积层法可以很好的 实现。7谷风优质方法二：加工完的内层板(34)外压涂树脂铜箔(2，5)盲孔图形转移腐蚀铜箔，形成裸窗口浓硫酸喷射去除环氧介质(70m)形成盲孔黑化 压涂树脂铜箔(1，6)盲孔图形转移腐蚀铜箔，形成裸窗口浓硫酸喷射去除环氧介质(140m)形成盲孔孔金属化电镀铜加厚此流程比方法一少一孔金属化、电镀铜加 厚工序，但因第一次形成盲孔后未金属化，第二次层压树脂仍会流入，所以第一次浓硫酸喷射去除环氧介质的意义不大。方法三：加工

15、完的内层板(34)压涂树脂铜箔(2，5)盲孔图形转移腐蚀铜箔，形成裸窗口黑化外压涂树脂铜箔(1，6)盲孔图形转移 腐蚀铜箔，形成裸窗口浓硫酸喷射去除环氧介质(140m)形成盲孔孔金属化电镀铜加厚 此流程最为简洁，因为只需一次浓硫酸喷射去除环氧介质，孔金属化，工序少，容易控制，缩短周期。如果只有盲孔且盲孔集中在123层或者只有埋孔且 集中在23层，用此法简便易行。Z 34问题 34，1因盲孔孔径小，多层盲孔图形转移时应注意定位精确，否则盲孔重合度差。342浓硫酸喷射去除环氧介质形成盲孔后的检验也是一个难点。用检孔镜查孔时，盲孔下层正好显现一同心圆斑则能保证盲孔的连通。掌握浓硫酸洗孔的 最佳深度，

16、使两层间的树脂刚好去掉，孔金属化后与下一层连通，又使盲孔位置的铜突沿最小。343层压也是制作盲孔的关键工 序，控制与普通内层板基本一致。为了达到满意的层压效果，对于盲孔应注意填孔，避免气泡难以排除而最终影响层与层间的结合力。但因 RCC材料具有较薄的优势，孔径又很小时，孔内滞留的气体相对较少，利用真空压机进行层压，控制好升温速率、压力，得到合格的层压板亦非难事。四结论涂树脂铜箔与化学蚀刻法结合应用于埋盲孔的制作，成本低，小批量和大规模生产都适用，在国内市场具有广阔的发展前景。8谷风优质印制板表面镀（涂）工艺一、印制板表面镀（涂）方法：a、电镀法。b、化学镀。二、印制板表面镀层常见元素：a、镍，

17、元素符号Ni，原子量58.7，密度8.88g/cm3，Ni2+的电化当量1.095g/AH。b、金，元素符号Au，原子量197，密度19.32g/cm3，Au+的电化当量0.1226g/Am。c、锡，元素符号Sn，原子量118.69。d、银，元素符号Ag，原子量107.88。e、钯，元素符号Pd，原子量106.4。三、镀层概述：a、镍：用于印制板的镍镀层分为半光亮镍(又称低应力镍或哑镍)和光亮镍两种。主要作为板面镀金或插头镀金的底层，根据需要也可作为面层，镀层厚度按照IPC-6012(1996)标准规不低于225 m。镍镀层应具有均匀细致，孔隙率低，延展性好等特点，而且低应力镍应具有宜于钎焊或

18、压焊的功能。b、金：用于印制板生产的镀金层分为两类；板面镀金和插头镀金。1)板面镀金：板面镀金层是24K纯金，具有柱状结构，它有极好的导电性和可焊性。镀层厚度001005m。板面镀金层是以低应力镍或光亮镍为底层，镍镀层厚度3-51xm，镍镀层作为中间层起着金、铜之间的阻挡层的作用，它可以阻止金铜间的相互扩散和阻碍铜穿透到金表面。镍层存在相当于提高了金镀层的硬度。板面镀金层既是碱性蚀刻的保护层，也是有IC铝线压焊和按键式印制板的最终表面镀层。2)插头镀金：插头镀金也称镀硬金，俗称金手指。它是含有Co、Ni、Fe、Sb等合金元素的合金镀层，它的硬度、耐磨性都高于纯金镀层。硬金镀层具有层状结构。用于

19、印制板的插头镀金层一般0515m或更厚。合金元素含量02。插头镀金用于高稳定、高可靠的电接触的连接；对镀层厚度、耐磨、孔隙率均有要求。硬金镀层以低应力镍为阻挡层，防止金铜之间的相互扩散。为了提高硬金镀层的结合力和减少孔隙率，也为了保护镀液减少污染，在镍层和硬金层之间需镀以002005p,m的纯金层。c、锡：PCB裸铜板化学镀锡也是近年来受到普遍重视的可焊性镀层。铜基体上化学镀锡从本质上讲是化学浸锡，是铜与镀液中的络合锡离子发生置换反应，生成锡镀层，当铜表面被锡完全覆盖，反应即停止。d、银：化学镀银层既可以锡焊又可邦定(压焊)，因而受到普遍重视。化学镀银层其本质也是浸银，铜的标准电极电位0Cu+

20、Cu=051 V，银的标准电极电位0Ag+Ag=0799 V，故而铜可以置换溶液中的银离子而在铜表面生成沉积银层：Ag+CuCu+Ag为控制反应速度，溶液中的Ag+会以络离子状态存在，当铜表面被完全覆盖或溶液中Cu达到一定浓度，反应即告结束。e、钯：化学镀Pd是PCB板上理想的铜、镍保护层,它既可焊接又可邦定。它可直接镀在铜上，而且因为Pd具有自催化能力，镀层可以长厚。其厚度可达00802m，它也可以镀在化学镍镀层上。Pd层耐热性高，稳定，能经受多次热冲击。在组装焊接时，对NiAu镀层，当镀金层与熔化焊料接触后，金被熔与焊料中形成AuSn4，当焊料中重量比达3，焊料会发脆影响焊点可靠性，但被熔

21、的焊料不与Pd形成化合物，Pd漂浮在焊料表面，很稳定。由于Pd的价格贵过金，在一定程度上限制了它的应用。随着IC集成度的提高和组装技术的进步，化学镀Pd在芯片极组装(CSP)上将发挥更有效的作用。9谷风优质HDI(High density interconnection)HDI PCB(High density interconnection PCB)高密度互连 电路板10谷风优质HDI 板的基本特征HDI定义：High Density Interconnection，意即高密度互连板。技术特点：1).具非机械钻孔之微导孔(micro-via)一 般设计上，采用激光钻孔方式制作，不采用机械钻孔

22、，原因如下：现阶段钻针制作工艺上，已经能够制作出0.15mm的机械钻针。但是，在将其用于PCB板钻 孔时，要求较高的旋转速度，垂直下钻速度与之相反，速度要求不可过快，整个钻轴稳定性要求也很高，以防止因为钻针太细而断针。但是，即使如此，断针率也很 高；同时，特殊的参数设置，在钻孔速度上效率低下,难以让人满意。而且，当在同一层上同时有上下两个方向的钻孔时，是无法用机械钻孔来加工，因为无法精确 控制下钻深度。基于以上原因，厂家在制作HDI板时，通常会选择激光钻孔来制作。这也是为什么谈到HDI板，总是说“激光盲孔板”，“激光钻孔板”的原 因。11谷风优质HDI 板的基本特征2).孔径在6 mil以下，

23、孔环(A/R)10 mil 以下 一件产品升级，要在外形设计已经固定或者要求缩小的基础上去增加其他元器件，以增加更多的功能，其空间从何而来？缩小过孔via hole是一个优先考虑的解决方式。因为缩小了过孔，其PAD就也会缩小。例如，钻孔原设计为0.30mm，PAD单边0.15mm，则PAD大小整体为 0.6mm，当钻孔缩小到0.10mm（激光钻孔常设孔径）时，以盲孔方式设计，PAD单边设计为0.125mm，则PAD整体为0.25mm，修改后，将比原来增加50%的空余面积。如果将孔直接设计在焊盘上，如SMD，BGA上时，面积将增加更多。12谷风优质HDI 板的基本特征3).接点密度大于 130点

24、/IN2 焊接点的增加，是增加组件的基础，密度越大，组件越多，功能越强大。4).布线密度大于117/IN2 要增加组件数，必然要求相对应的线路增加，因此，布线密度的加大将不可避免。5).Line/Space 不大于 3 mil/3mil。要 增加布线密度，必然要求将原来的线宽线路缩小，在HDI的严格定义上要求是3/3mil(0.075/0.075mm),但在实际上，常见的是4/4mil线路。为什么会这样呢？这是由制造工艺能力决定的。线越细，间距越小，制作越困难，成本也越高。制作3/3mil线路,要求的技术实在是太高，没有良好而稳定的制程能力，实在无法制作。以致客户能够选择的厂家不但少，而且报价

25、也高。因此，许多客户常常选择4/4mil的设计方案，即增加了选择 面，也降低了成本。对于制造上而言，难度不太高，良率也能够保证。13谷风优质HDI 板的技术优点重量轻 介层薄 传输路径短 布线密度高体积小 噪声少,信赖性高!采用HDI技术加工的产品，其轻。薄。短。小是其显著特点，便携，小巧，美观。如掌上电脑，NOTE BOOK,Mobil phone等。字串8 当钻孔由机械钻孔改为激光钻孔加埋孔导通时，集成度大大提高，减小了有效设计面积，使整个产品的尺寸变小，这大大增加了产品的小巧和美观，比如大哥大和手机就是明显例子。传统的PCB板，如普通的4层板，通常厚度是1.0mm或者1.6mm厚度，如果

26、平均设计介层，介层都将大于0.40mm。在HDI板中，如MOTO的4层Blue Tooth板，整个成品厚度也才要求0.4mm，差距真是太大。目 前，应用HDI技术最多的是电子通信领域，高端PC，移动电话是最明显的例子。对于此类产品，要求通讯快捷，稳定，信号清晰，图像稳定。这对整个 PCB板的制作品质提出了很高要求，例如成品线宽,阻抗规格，介层厚度，成品厚度，以及外观等都提出了一系列的严格标准。其他HDI板产品如数码像 机，DV等。总的来说，在高端产品中，总能发现HDI技术的影子。产品的选择上，消费群体追求的是功能的多样性，,外观的精美，精巧性，产品质量的可靠性等，这些要求，都直接促进了HDI技

27、术的应用。14谷风优质BUM 定义 BUM（积层法多层板）工艺*BUM 板（Build-up multilayer PCB）,是以传统工艺制造刚性核心内层，并在一面或双面再积层上更高密度互连的一层或两层，最多为四层，见图1 所示。BUM 板的最大特点是其积层很薄、线宽线间距和导通孔径很小、互连密度很高，因而可用于芯片级高密度封装.其实HDI和BUM电路板的特征和工艺几乎是一样的.大家完全可以认为两种板是同一种.只是叫法不同而已.15谷风优质通孔(Through Holes)定义:在电路板中起导通连接作用的孔.可以份为电镀通孔跟非电镀通孔.1.电镀通孔(Plated Through Hole):

28、孔壁有铜具有电镀功能的孔.机械钻孔的直径一般从0.26.5MM.激光钻孔可以做到0.10.2MM.2.非电镀通空(Non _ Plated Through Hole)孔壁无铜,不具备电器连接能力.一般的在板子中起机械装配的作用.孔的直径一般从0.2 到6.5MM.3.一般我们将直径=0.6mm的PTH 孔称为插件孔.4.直径0.6mm的PTH 孔称为ViA 孔.这种孔一般的只是起连通作用.不会在上面安装元件.超过6.5mm的大的钻孔一般采用锣的形式制作.16谷风优质盲/埋孔(Blind/Buried Vias)Blind/Buried Vias)1 盲孔定义a：与通孔相对而言，通孔是指各层均钻

29、通的孔，盲孔则是非钻通孔。b：盲孔细分：盲孔(BLIND HOLE)，埋孔 BURIED HOLE（外层不可看见）；c：从制作流程上区分：盲孔在压合前钻孔，而通孔是在压合后钻孔。Laser drill：LASER DRILL为盲孔的一种，有自身的特点：孔径大小：46 milpp thickness须=4。5mil，根据纵横比=0.75：1计算得出选用pp有三种：LDPP 106 1080；FR4 106 1080；RCC。17谷风优质盲/埋孔(Blind/Buried Vias)Blind/Buried Vias)2.埋孔大都是直径为0.050.15mm的小孔。埋孔在内层薄板上.(外层不可看见

30、)现普遍采用激光钻孔、等离子蚀孔和光致成孔。激光钻孔有二氧化碳激光机和Nd：YAG紫外激光机。日本日立公司的二氧化碳激光钻孔机，激光波长为9.4弘m，1个盲孔分3次钻成，每分钟可钻3万个孔。18谷风优质盲/埋孔(Blind/Buried Vias)Blind/Buried Vias)的基础知识的基础知识 a:与通孔相对而言，通孔是指各层均钻通的孔，盲孔则是非钻通孔。b：盲孔细分：盲孔(BLIND HOLE)，埋孔 BURIED HOLE（外层不可看见）；c：从制作流程上区分：盲孔在压合前钻孔，而通孔是在压合后钻孔 19谷风优质20谷风优质盲/埋孔(Blind/Buried Vias)Blind

31、/Buried Vias)的基础知识的基础知识 采用盲孔和埋孔是提高多层板密度、减少层数和板面尺寸的有效方法，并大大减少了镀覆通孔的数量。BUM板几乎都采用埋孔和盲孔结构。埋孔和盲孔大都是直径为0.050.15mm的小孔。埋孔在内层薄板上，用制造双面板的工艺进行制造；而盲孔的制造开始用控制Z轴深度的钻小孔数 控床，现普遍采用激光钻孔、等离子蚀孔和光致成孔。激光钻孔有二氧化碳激光机和Nd：YAG紫外激光机。日本日立公司的二氧化碳激光钻孔机，激光波长为 9.4弘m，1个盲孔分3次钻成，每分钟可钻3万个孔。随着电子产品向高密度，高精度发展，相应对线路板提出了同样的要求。而提高pcb密度最有效的方法是

32、减少通孔的数量，及精确设置盲孔，埋孔来实现。21谷风优质盲/埋孔(Blind/Buried Vias)Blind/Buried Vias)的基础知识的基础知识 盲埋孔板的基础知识盲埋孔板的基础知识谈到盲埋孔，首先从传统多层板说起。标准的多层板的结构，是含内层线路 及外层线路，再利用钻孔，以及孔内金属化的制程，来达到各层线路之内部连结功能。但是因为线路密度的增加，零件的封装方式不断的更新。为了让有限的PCB 面积，能放置更多更高性能的零件，除线路宽度愈细外，孔径亦从DIP插孔孔径1 mm缩小为SMD的0.6 mm，更进一步缩小为0.4mm以下。但是仍会占用表面积，因而又有埋孔及盲孔的出现，其定义

33、如下：A.埋孔（Buried Via）见图示，内层间的通孔，压合后，无法看到所以不必占用外层之面积 22谷风优质盲/埋孔(Blind/Buried Vias)Blind/Buried Vias)的基础知识的基础知识 埋孔设计与制作埋孔设计与制作 埋孔的制作流程较传统多层板复杂，成本亦较高，图显示传统内层与有埋孔之内层制作上的差异，图20.3则解释八层埋孔板的压合迭板结构.图20.4则是埋孔暨一般通孔和PAD大小的一般规格 密度极高，双面SMD设计的板子，会有外层上下，/导孔间的彼此干扰，尤其是有VIP（Via-in-pad）设计时更是一个麻烦。盲孔可以解 决这个问题。另外无线电通讯的盛行,线路

34、之设计必达到RF(Radio frequency)的范围,超过1GHz以上.盲孔设计可以达到此需求，图20.5是盲孔一般规格。23谷风优质BH :By Laser DrillingBLIND VIA SEQUENTIAL LAY-UPTH,BTH:By Mechanical DrillingBTH(Buried Through Hole)BH(Blind Hole)Thin CoreBuild-upBuild-upP.C.Board StructureTH(Through Hole)TH(Through Hole)BH(Blind Hole)Thin CoreBuild-upBuild-up2

35、4谷风优质 全通孔會破壞多層板內在電壓層的完整性，使電容全通孔會破壞多層板內在電壓層的完整性，使電容蒙蒙 受損失增加雜訊受損失增加雜訊Through Via Hole Disadvantage(全通孔之缺點全通孔之缺點)爭奪零件組裝所需的面積。爭奪零件組裝所需的面積。密集組裝迫使通孔孔徑愈來愈小，成本也愈來愈貴。密集組裝迫使通孔孔徑愈來愈小，成本也愈來愈貴。妨礙多層板內在訊號層的佈線面積。妨礙多層板內在訊號層的佈線面積。25谷风优质电路板的封装介绍Micro-vias placed in solder,-or bond padsNO FAN OUTPACKAING DENSITYFAN OUT

36、CONVENTIONALPACKAING DENSITY26谷风优质 Package Type Lead Pitch Placement Accuracy mm mm(%)Q F P 0.4 0.04(10%)Q F P 0.5 0.075(15%)Q F P 0.65 0.13(20%)CSP/BGA 0.5 0.15(30%)B G A 1.0 0.4(40%)B G A 1.27 0.635(50%)27谷风优质Type AreaQFP 900 mm2 100%TAB 400 mm2 44%COB 225 mm2 25%CSP 115 mm2 13%Flip Chip 100 mm2 1

37、1%30 mm20 mm15 mm10 mmPackages Trends28谷风优质Advantage“Via In Pad”-RoutabilityOld way(fan out)Via in Pad29谷风优质Advantage“Via In Pad”-Routability30谷风优质 Reduce layer count Reduce board area;increase packaging density Reduce weight and size Blind/Buried Vias Advantages31谷风优质100 milCURRENTLand Dia.0.025”Vi

38、a Dia.0.014”Land Pitch 0.020”NEXT GENERATIONLand Dia.0.012”Via Dia.0.005”Land Pitch 0.0125”100 milCurrent through hole and blindvia compare to next-generation blind vias32谷风优质 Buried-via between layer-pairs -drill&plate innerlayer prior to laminationBlind and Buried Vias Fabrication Buried-via conne

39、cting many layers -fabricate multilayer sub-assemblies -drill,plate,pattern,&laminate sub-assemblies33谷风优质Blind and Buried Vias Fabrication Blind-via:option 1(Lamination)-like buried-via except via layer on outside -via registration&fine line formation difficult Blind-via:option 2(Build-up)-laminate

40、,coat,form blind hole,pattern -may be repeated for multiple layers -blind hole plating difficult34谷风优质 A Variety of Substrates May Be Used Copper Clad Laminate(CCL)Advanced Dielectric(PID,PDD)Substrates for Blind and Buried Vias Resin Coated Copper(RCC)Thermal Curable Dielectric(TCD)35谷风优质BURIED VIA

41、 LAY-UPBURIED VIA LAY-UPA=THROUGH VIA HOLE(導通孔導通孔)B=BURIED VIA HOLE(埋孔埋孔)C=BLIND VIA HOLE(盲孔盲孔)D=BLIND HOLE MLB VIA(多層盲孔多層盲孔)BLIND VIA LAY-UPBLIND VIA LAY-UPBLIND VIA SEQUENTIAL LAY-UPBLIND VIA SEQUENTIAL LAY-UPA AB BB BA AR RE ES SI IN NB-STAGEB-STAGE BLIND AND BURIED VIA OPTION(BLIND AND BURIED VI

42、A OPTION(盲盲 埋埋 孔孔 之之 選選 擇擇)D DA AC CC C E=VIA IN PAD(VIP)(導通孔在導通孔在pad裡面裡面)E E36谷风优质by Plasma by PIDMicrovia Xsections by CO2 Laserby UV/YAG LaserBy Controlleddepth Drilling37谷风优质Blind Via ProcessSHEARINGCNC DRILLPTHD/F PHOTO IMAGE(INNER LAYER)LAMINATIONCNC DRILLPANEL PLATINGD/F PHOTO IMAGE(OUTER LAY

43、ER)LIQUID SOLDER MASKHOT AIR LEVELINGROUTINGELECTRICAL TESTO.Q.C.38谷风优质Blind Via ProcessSHEARINGD/F PHOTO IMAGE(INNER LAYER)LAMINATIONCNC DRILLPANEL PLATINGD/F PHOTO IMAGE(OUTER LAYER)LIQUID SOLDER MASKHOT AIR LEVELINGROUTINGELECTRICAL TESTO.Q.C.LASER DRILL39谷风优质Structure of I.V.H.DrillingCopper pla

44、tingBlack oxiding Structure of IVHNone or a littleoverflowLaminationSeparatorPrepregRelease Film40谷风优质Comparison of release filmWhen using AFLEX restricting resin overflowWhen using other filmsGOODPOOR41谷风优质Blind(Buried)Via ProcessINNER LAYER IMAGE(L2)D/S PROCESSL2-L3L4-L5LAMINATIONDRILLING(L1-L3)PT

45、HINNER LAYER IMAGE(L3)INNER LAYER IMAGE(L5)P/N:06IS23030ALAMINATIONDRILLING(L4-L6)PTHINNER LAYER IMAGE(L4)LAMINATIONDRILLING(L1-L6)PTH6 Layers MLB with Blind ViasB-STAGEBVPTHL 1L 2L 3L 4L 5L 6CORE42谷风优质Blind(Buried)Via ProcessSHEARINGD/F PHOTO IMAGE(L2,L3)LAMINATIONCNC DRILLPANEL PLATINGD/F PHOTO IM

46、AGE(OUTER LAYER)LIQUID SOLDER MASKHOT AIR LEVELINGLASER DRILLP/N:04IS22008LAYER 1B-STAGEPTHLAYER 2LAYER 3LAYER 44 Layers MLB with Blind Vias BV43谷风优质Blind(Buried)Via ProcessP/N:08IB04142DRILLINGLAMINATIONPTHDRILLINGINNER LAYER IMAGEPTHINNER LAYER IMAGE(L2)INNER LAYER IMAGE(L7)D/S PROCESSL1-L2L3-L4L7

47、-L8L5-L6BVPTHLAYER 1LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 88 Layers MLB with Blind Vias44谷风优质Blind(Buried)Via ProcessDRILLINGLAMINATIONPTHP/N:08IT64001BVPTHLAYER 1LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 8DRILLINGDRILLINGINNER LAYER IMAGEPTHPTHINNER LAYER IMAGE(L2)INNER LAYER IMAGEI

48、NNER LAYER IMAGE(L7)D/S PROCESSL1-L2L3-L4L7-L8L5-L68 Layers MLB with Blind and Buried Vias45谷风优质Blind(Buried)Via ProcessLAMINATIONDRILLINGPTHINNER LAYER IMAGE(L2,L3)INNER LAYER IMAGE(L7)D/S PROCESSL1-L2L5-L6L7-L8BVPTHLAYER 1LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 8L3-L4LAMINATIONDRILLINGPTHI

49、NNER LAYER IMAGE(L4)INNER LAYER IMAGE(L5,L6)8 Layers MLB with Blind Vias46谷风优质Blind(Buried)Via ProcessLAMINATIONP/N:08IS07001 DRILLINGINNER LAYER IMAGE(L3,L6)D/S PROCESSL2-L3L6-L7LAMINATIONDRILLINGPTHINNER LAYER IMAGE(L4,L5)INNER LAYER IMAGE(L2,L7)L4-L5PTHOUTER LAYER IMAGE(L1,L8)PTHLAYER 1LAYER 2LAY

50、ER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 88 Layers MLB with Buried Vias47谷风优质Blind(Buried)Via ProcessINNER LAYER IMAGE(L3,L4)D/S PROCESSL2-L3LAMINATIONDRILLINGPTHINNER LAYER IMAGE(L2,L5)P/N:06IA19002LAMINATIONLASER DRILLING(L1-L2,L5-L6)DRILLING(MECHANICAL)PTHOUTER LAYER IMAGE(L1,L6)BVPTHL 1L 2L 3L 4L 5

51、L 66 Layers MLB with Blind and Buried ViasL4-L548谷风优质Blind(Buried)Via ProcessINNER LAYER IMAGE(L2,L3)D/S PROCESSL1-L2L5-L6L3-L4LAMINATIONDRILLING(L1-L4)PTHINNER LAYER IMAGE(L4)INNER LAYER IMAGE(L6)B-STAGEBVPTHL 1L 2L 3L 4L 5L 6L 7P/N:07IA12006LAMINATIONDRILLING(L5-L7)PTHINNER LAYER IMAGE(L5)LAMINATI

52、ONDRILLING(L1-L7)PTH7 Layers MLB with Blind Vias49谷风优质Laser Blind Via Process(HDI)P/N:08LP71170B(N34F LA611 REV1.0)INNER LAYER IMAGE(L2-L7)AOI InspectionL4-L5L6-L78 Layers MLB with Laser Blind ViasBVPTHLAYER 1LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 8L2-L3LAMINATION(L1-l8)LASER DRILLING(L1-L2

53、,L7-L8)DRILLING(L1-L8)(MECHANICAL DRILL)PTHOUTER LAYER IMAGE(L1,L8)Double Side PROCESS50谷风优质Laser Blind Via Process(HDI)8 Layers MLB with Laser Blind ViasPTHLASER ABLATION(L1-L2,L7-L8)INNER LAYER IMAGE(L3)D/S PROCESSL3-L4LAMINATION(L2-L4)DRILLING(L2-L4)INNER LAYER IMAGE(L6)OUTER LAYER IMAGE(L1,L8)L5

54、-L6LAMINATION(L5-L7)DRILLING(L5-L7)PTHPTHLAMINATION(L2-L7)INNER LAYER IMAGE(L4)INNER LAYER IMAGE(L5)DRILLING(L2-L7)PTHINNER LAYER IMAGE(L2,L7)LAMINATION(L1-L8)BVLAYER 1LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 851谷风优质Laser Blind Via Process(HDI)8 Layers MLB with Laser Blind ViasBVLAYER 1LAYER

55、2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 8PTH(L1-L2,L7-L8)LASER ABLATION(L1-L2,L7-L8)INNER LAYER IMAGE(L6)D/S PROCESSL2-L3LAMINATION(L2-L7)DRILLING(L2-L7)INNER LAYER IMAGE(L4.L5)OUTER LAYER IMAGE(L1,L8)L4-L5PTHLAMINATION(L1-L8)INNER LAYER IMAGE(L2,L7)L6-L7INNER LAYER IMAGE(L3)52谷风优质Laser Blind Via

56、Process(HDI)BVLAYER 1LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 6LAYER 7LAYER 88 Layers MLB with Laser Blind ViasPTHLASER ABLATION(L1-L2,L7-L8)INNER LAYER IMAGE(L4)D/S PROCESSL3-L4INNER LAYER IMAGE(L5)OUTER LAYER IMAGE(L1,L8)L5-L6LAMINATION(L2-L7)DRILLING(L1-L8)PTHLAMINATION(L3-L6)DRILLING(L3-L6)PTHINNER LAY

57、ER IMAGE(L3,L6)LASER ABLATION(L2-L3,L6-L7)INNER LAYER IMAGE(L2,L7)LAMINATION(L1-L8)53谷风优质Laser Blind Via Process(HDI)BVLAYER 1LAYER 2LAYER 3LAYER 4LAYER 5LAYER 66 Layers MLB with Laser Blind ViasPTHLASER ABLATION(L1-L2,L7-L8)D/S PROCESSL3-L4OUTER LAYER IMAGE(L1,L8)LAMINATION(L2-L5)DRILLING(L1-L8)PTH

58、DRILLING(L3-L4)PTHINNER LAYER IMAGE(L3,L4)LASER ABLATION(L2-L3,L6-L7)INNER LAYER IMAGE(L2,L7)LAMINATION(L1-L8)54谷风优质盲盲 埋埋 孔孔 生生 產產 設設 計計 注注 意意 重重 點點1.對準度考量(包含內層一,二壓.補償,內盲埋鑽孔補償)2.補償值之考量(thin core 厚度,pp type,銅箔厚度,殘銅率.)3.靶孔設計(避免靶孔變形,最好不同次之鑽孔採不同組Target)4.Test Key設計(各層對準度之量測)5.曝光ccd設計2 or 4 個(ccd symbol

59、需作反補償)6.底片尺寸管制 tol.40um(1.5 mil)(生產前之量測)7.若有龍鳳板設計時注意tooling孔及各層排序設計8.層間厚度tol.及critical trace之管制,減少RF雜訊9.線路為4/4以下時,考慮加水坑效應孔(排版中央)10.一般盲埋孔鍍銅厚度為0.6 mil(Avg.)(客戶無規格時)55谷风优质盲盲 埋埋 孔孔 生生 產產 設設 計計 注注 意意 重重 點點11.是否需作copper reduction(減銅)12.注意是否需作belt sanding13.注意via hole 塞孔問題14.注意週期添加方式(排板序號)56谷风优质Conventional PCBFR-4Build-upLayerBuild-upLayerPhoto-viaPhoto-Imageable Dielectric(PID)FR-4Conventional PTHConventional PTH57谷风优质Conventional PCBBlind Via PCBPTH3 mil lineSVHIVHChip-on-SVHFR-4Conventional PTHConventional PTH58谷风优质