PCB科技 - ALV HDI科技是否在PCB中大規模生產？

智能手機等產品, 平板, and wearable devices become smaller and more versatile

The PCB行業 面臨著新增層數和减少厚度的挑戰. 絕緣層的厚度已降至50mm的臨界值以下, and 這個 dimensional stability and electrical performance of the PCB (especially signal impedance and insulation resistance) have declined. 同時, 訊號軌跡的密度繼續新增, 軌跡寬度小於40mm. 使用傳統的減法製作這樣的軌跡非常困難. 雖然加法科技可以實現更精細電路的生產, 它存在著成本高、生產規模小的問題.

本文介紹了ALV HDI科技在大規模生產中最近面臨的挑戰和進展，以滿足其在電子封裝領域對體積、可靠性和具有競爭力的價格的需求。

1.ALV HDI科技概述

隨著社交媒體的普及，越來越多的通信通過智能手機或平板電腦實現。 社交媒體現在是任何成功的企業行銷計畫的重要組成部分。 它為我們提供了一個與現有和潛在客戶溝通的平臺，還可以經常向我們提供迴響和新想法。 這意味著近年來用於資訊傳輸的數據量已經大大新增，並將繼續新增。 後續功能的新增和組件尺寸的减小將是PCB發展的主要驅動力。 電晶體科技的發展速度幾乎是指數級的，每兩年翻一番，這種發展速度將在最近幾年繼續下去。

2.ALV HDI PCB製造面臨的挑戰

ALV HDI的關鍵生產步驟 PCB小型化 是多層層壓, 雷射打孔, 成像, 蝕刻和電鍍工藝, 以及如何優化流程以滿足高容量需求, 强健的, 可靠且低成本的生產.

1、微孔雷射技術的演變

20世紀90年代中期，元件引脚間距减小，科技難點在於將高I/O計數元件與多層PTH PCB連接。 為了應對這一挑戰，PCB行業不僅將機械鑽的通孔减少到150 mm以下，而且還開發了微孔科技，如光成像介電層、电浆蝕刻孔和雷射鑽孔方法。 然而，通過光成像形成孔的科技需要特殊的光敏資料，並且电浆對FR-4沒有影響。 由於其靈活性，雷射鑽孔現已成為主要的生產方法。

最初，可用的雷射器是TEA CO2和UV Nd:YAG。 有幾個缺點限制了它們的實用性和準確性。

TEA CO2雷射器的波長為10600納米，不能鑽銅，速度慢，脈衝容易遺失。 囙此，在應用中存在一定的困難。 當使用這種雷射鑽孔機時，需要製作一個視窗（共形掩模），該視窗與銅表面上的最終雷射孔徑一樣大或略大。 此外，經過長波長雷射燒蝕後，PCB中將形成碳化層，必須通過相對較强的浮渣去除參數來去除碳化層。

後來，一些公司開始將CO2雷射器與紫外線雷射器相結合，但這種解決方案僅適用於PCB原型和小批量生產。 對於批量電路板，這種組合方法既不經濟，也負擔不起。

2000年代中期，業界領先的PCB製造商開始開發直接鑽穿銅箔。 將銅薄至5 mm～12 mm厚，並在鑽孔前使銅表面粗糙和變暗。 這種雷射直接形成孔的科技優勢是减少了蝕刻銅視窗的步驟，並且顯著降低了成本。 今天，這是為任何層互連生產盲孔的主要方法。 然而，這種方法的缺點是處理視窗相對狹窄，無法重新加工。 從質量角度來看，穩定批量生產小於100mm的盲孔是一個巨大的挑戰。因為孔口中懸垂的銅、突出的玻璃纖維和樹脂殘留物等缺陷會在後續的去毛刺和電鍍過程中造成品質問題， 必須對這些小於100mm的微盲孔進行優化，以去除孔口中的懸銅並消除它們。 玻璃纖維突出、樹脂殘留等缺陷。

2、電鍍和成像工藝

PCB電鍍工藝的選擇取決於線寬/間距、絕緣層厚度和最終銅厚度。 在0.3 mm間距的BGA設計中，焊盤的直徑為150mm，盲孔為75mm，兩條30 mm/30 mm的細線在兩個焊盤之間以0.3 mm的間距運行。 通過現有的減法方法製作這種精細電路具有挑戰性。

3、ALV HDI科技總結

本文主要介紹了任意階互連PCB板在生產過程中的關鍵工序及其對成本的影響. 在選擇流程時, 應該考慮的是，該科技必須滿足電子封裝產品當前和未來的需求. HDI PCB面臨的挑戰是： PCB功能 以及尺寸的减小, 以及最近終端產品中經常出現的超薄結構. 為了及時準備資料和生產方法, 有效管理供應鏈是必要的, 縮短原型生產週期, 並更快地將其產品推向市場.