印制電路板高精密度化技術(shù)工藝詳解

印制電路高精密度化是指采用細(xì)密線寬/間距、微小孔、狹窄環(huán)寬(或無環(huán)寬)和埋、盲孔等技術(shù)達(dá)到高密度化。而高精度是指“細(xì)、小、窄、薄”的結(jié)果必然帶來精度高的要求，以線寬為例：O.20mm線寬，按規(guī)定生產(chǎn)出O.16-0.24mm為合格，其誤差為(O.20土 0.04)mm;而O.10mm的線寬，同理其誤差為(0.10±O.02)mm，顯然后者精度提高1倍，依此類推是不難理解的，因此高精度要求不再單獨(dú)論述。但卻是生產(chǎn)技術(shù)中一個(gè)突出的難題。

(1)細(xì)密導(dǎo)線技術(shù) 今后的高細(xì)密線寬/間距將由0.20mm-O.13mm-0.08mm—0.005mm，才能滿足SMT和多芯片封裝(Multichip Package，MCP)要求。因此要求采用如下技術(shù)。

①采用薄或超薄銅箔(<18um)基材和精細(xì)表面處理技術(shù)。< p="">

②采用較薄干膜和濕法貼膜工藝，薄而質(zhì)量好的干膜可減少線寬失真和缺陷。濕法貼膜可填滿小的氣隙，增加界面附著力，提高導(dǎo)線完整性和精度。

③采用電沉積光致抗蝕膜(Electro—deposited Photoresist，ED)。其厚度可控制在5-30/um范圍，可生產(chǎn)更完美的精細(xì)導(dǎo)線，對(duì)于狹小環(huán)寬、無環(huán)寬和全板電鍍尤為適用，目前全球已有十多條ED生產(chǎn)線。

④采用平行光曝光技術(shù)。由于平行光曝光可克服“點(diǎn)”光源的各向斜射光線帶來線寬變幅等的影響，因而可得線寬尺寸精確和邊緣光潔的精細(xì)導(dǎo)線。但平行曝光設(shè)備昂貴，投資高，并要求在高潔凈度的環(huán)境下工作。

⑤采用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)(Automatic Optic Inspection，AOI)。此技術(shù)已成為精細(xì)導(dǎo)線生產(chǎn)中檢測(cè)的必備手段，正得到迅速推廣應(yīng)用和發(fā)展。如AT&T公司有11臺(tái)AoI，}tADCo公司有21臺(tái)AoI專門用來檢測(cè)內(nèi)層的圖形。

(2)微孔技術(shù)表面安裝用的印制板的功能孔主要是起電氣互連作用，因而使微孔技術(shù)的應(yīng)用更為重要。采用常規(guī)的鉆頭材料和數(shù)控鉆床來生產(chǎn)微小孔的故障多、成本高。所以印制板高密度化大多是在導(dǎo)線和焊盤細(xì)密化上下功夫，雖然取得了很大成績，但其潛力是有限的，要進(jìn)一步提高細(xì)密化(如小于O.08mm的導(dǎo)線)，成本急升，因而轉(zhuǎn)向用微孔來提高細(xì)密化。

近幾年來數(shù)控鉆床和微小鉆頭技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，因而微小孔技術(shù)有了迅速的發(fā)展。這是當(dāng)前印制板生產(chǎn)中主要突出的特點(diǎn)。今后微小孔形成技術(shù)主要還是靠先進(jìn)的數(shù)控鉆床和優(yōu)良的微小頭，而激光技術(shù)形成的小孔，從成本和孔的質(zhì)量等觀點(diǎn)看仍遜色于數(shù)控鉆床所形成的小孔。

①數(shù)控鉆床 目前數(shù)控鉆床的技術(shù)已取得了新的突破與進(jìn)展。并形成了以鉆微小孔為特點(diǎn)的新一代數(shù)控鉆床。微孔鉆床鉆小孔(小于0.50mm)的效率比常規(guī)的數(shù)控鉆床高1 倍，故障少，轉(zhuǎn)速為11-15r/min;可鉆O.1-0.2mm微孔，采用含鈷量較高的優(yōu)質(zhì)小鉆頭，可三塊板(1.6mm/塊)疊起進(jìn)行鉆孔。鉆頭斷了能自動(dòng)停機(jī)并報(bào)知位置，自動(dòng)更換鉆頭和檢查直徑(刀具庫可容幾百支之多)，能自動(dòng)控制鉆尖與蓋板之恒定距離和鉆孔深度，因而可鉆盲孔，也不會(huì)鉆壞臺(tái)面。數(shù)控鉆床臺(tái)面采用氣墊和磁浮式，移動(dòng)更快、更輕、更精確，不會(huì)劃傷臺(tái)面。這樣的鉆床，目前很緊俏，如意大利Prurite的Mega 4600，美國ExcelIon 2000系列，還有瑞士、德國等新一代產(chǎn)品。

②激光打孔常規(guī)的數(shù)控鉆床和

鉆頭來鉆微小孔的確存在很多問題。曾阻礙著微小孔技術(shù)的進(jìn)展，因而激光蝕孔受到重視、研究和應(yīng)用。但是有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，即形成喇叭孔，并隨著板厚增加而嚴(yán)重化。加上高溫?zé)g的污染(特別是多層板)、光源的壽命與維護(hù)、蝕孔的重復(fù)精度以及成本等問題，因而在印制板生產(chǎn)微小孔方面的推廣應(yīng)用受到了限制。但是激光蝕孔在薄型高密度的微孔板上仍得到了應(yīng)用，特別是在MCM—L的高密度互連(HDI)技術(shù)，如M.C.Ms中的聚酯薄膜蝕孔和金屬沉積(濺射技術(shù))相結(jié)合的高密度互連中得到應(yīng)用。在具有埋、盲孔結(jié)構(gòu)的高密度互連多層板中的埋孔形成也能得到應(yīng)用。但是由于數(shù)控鉆床和微小鉆頭的開發(fā)和技術(shù)上的突破，迅速得到推廣與應(yīng)用。因而激光鉆孔在表面 安裝印制板中的應(yīng)用不能形成主導(dǎo)地位。但在某個(gè)領(lǐng)域中仍占有一席之地。

③埋、盲、通孔技術(shù)埋、盲、通孔結(jié)合技術(shù)也是提高印制電路高密度化的一個(gè)重要途徑。一般埋、盲孔都是微小孔，除了提高板面上的布線數(shù)量以外，埋、盲孔都是采用“最近”內(nèi)層間互連，大大減少通孔形成的數(shù)量，隔離盤設(shè)置也會(huì)大大減少，從而增加了板內(nèi)有效布線和層間互連的數(shù)量，提高了互連高密度化。所以埋、盲、通孔結(jié)合的多層板比常規(guī)的全通孔板結(jié)構(gòu)，在相同尺寸和層數(shù)下，其互連密度提高至少3倍，如果在相同的技術(shù)指標(biāo)下，埋、盲、通孔相結(jié)合的印制板，其尺寸將大大縮小或者層數(shù)明顯減少。因此在高密度的表面安裝印制板中，埋、盲孔技術(shù)越來越多地得到了應(yīng)用，不僅在大型計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備等中的表面安裝印制板中采用，而且在民用、工業(yè)用的領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用，甚至在一些薄型板中也得到了應(yīng)用，如各種PCMCIA、Smard、IC卡等的薄型六層以上的板。

埋、盲孔結(jié)構(gòu)的印制電路板，一般都采用“分板”生產(chǎn)方式來完成，這就意味著要經(jīng)過多次壓板、鉆孔、孔化電鍍等才能完成，因而精密定位是非常重要的。