HDI板制造工艺概述
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Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 10
2 .光化裂蚀Photochemical Ablation 是指紫外领域所具有的高光子能 量
（Photon Energy），可将长键状高分子有机物 的化学键（Chemical Bond）予以打断，於是在 众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使板材被 快速移除而成孔。本反应是不含熟烧的“冷作” （Cold Process），故孔壁上不至产生炭化残渣。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 9
1.光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮
的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分 解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀”。 此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣 渣（甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧 化铜屑），需经后制程Desmear清除，才可完成 牢固的盲孔铜壁。
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3 .板材吸光度 由上可知雷射成孔效率的高低，与板材的吸光
率有直接关系。电路板板材中铜皮、玻织布与树脂 三者的吸收度，民因波长而有所不同。前二者在 UV 0.3mu以下区域的吸收率颇高，但进入可见光 与IR后即大幅滑落。至於有机树脂则在三段光谱 中，都能维持於相当不错的高吸收率。
高密度互连是目前最新的线路板制程技术，通
过微孔道的形成，线路板层与层之间能互相连
接，而这种高密度互连制程，再配合增层法技
术的采用，从而使线路板能实现朝薄和小的方
向发展。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 2
相关几个名词
1.增层法
所谓增层法，是以双面或四面电路板为基础，采 纳逐次压合（Sequential Lamination）的观念，于 其板外逐次增加线路层，并以非机械钻孔式之盲孔做 为增层间的互连，而在部分层次间连通的盲孔（Blind Hole）与埋孔（Buried Hole）,可省下通孔在板面上 的占用空间，有限的外层面积尽量用以布线和焊接零 件，这就是成为现时最受注目的多层线路板制程技术 ――－增层法，通常我们叫1+4+1、1+6+1结构等。
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3．3 树脂表面直接成孔法
本法又可细分为几种不同的途径，现简述如下： 3.3.1 按前述RCC+Core的做法进行，但却不开铜窗而将 全部铜箔咬光，若就制程本身而言此法反倒便宜。之后可用 CO2雷射在裸露的树脂表面直接烧孔，再做PTH与化铜电铜以 完孔与成线。由於树脂上已有铜箔积而所踩出的众多微坑，故 其后续成垫成线之铜层抗撕强度（Peel Strength），应该比 感光成孔（Photo Via）板类靠高锰酸钾对树脂的粗化要好得 很多。但此种牺牲铜皮而粗麻树脂表面的做法，仍不知真正铜 箔来得更为抓地牢靠。 本法优点虽可避开影像转移的成本与工程问题，但却必须 在高锰酸钾“除胶渣”方面解决更多的难题，最大的危机仍是
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4 . 脉冲能量 实用的雷射成孔技术，是利用断续式（Q-
switch）光束而进行的加工，让每一段光敕 （以 微秒us计量）以其式（Pulse）能量打击板材，此 等每个Pulse（可俗称为一枪）所拥有的能量，又 有多种模式（Mode），如单光束所成光点的 GEMOO单束光点的能量较易聚焦集中故多用於钻 孔。多束光点不但还需均匀化且又不易集中成为小 光点，一般常用於雷射直接成像技术（LDI）或密 贴光罩（Contact Mask）等制程。
所谓“开大窗法”是将口径扩大到比底垫还大约2mil 左右。一般若孔径为6mil时，底垫应在10miL左右，其大 窗口可开到12mil。然后将内层板底垫的座标资料交给雷 射使用，即可烧出位置精确对准底垫的微盲孔。也就是在 大窗口备有余地下，让孔位获得较多的弹性空间。於是雷 射光是得以另按内层底垫的程式去成孔，而不必完全追随 窗位去烧制明知已走位的孔。
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3.1.2工艺流程
1）总流程：子板外层图形制作→棕化→层压→锣 板边→conformal mask1 →conformal mask2→激光钻孔→钻孔 →Desmear→沉铜、加厚铜→外层干膜→酸性蚀 刻→正常流程 2）conformal mask制作流程：母板层压 →锣 板边 →conformal mask1 →蚀刻1（ETCH） → conformal mask2（根据母板伸缩数据进行补 偿）→ 蚀刻2（IDF）→ AOI
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3.1.1 conformal mask 工艺采用两次conformal mask ，即conformal mask1和conformal mask2。 conformal mask1用于蚀刻出母板外层周边与子板外 层的盲孔对位PAD对应位置的铜箔，同时蚀刻出母板上 对应于设置在L2/Ln-1的自动曝光机对位标靶位置的铜 箔。对位时以孔对位。conformal mask2用于蚀刻盲 孔所对应的铜箔，形成可供CO2激光加工的窗口。 采用两次conformal mask工艺，在板边设置盲孔对位 PAD，可在自动曝光机生产时，用于检查对位状况，预 防对偏造成的盲孔崩盘现象。而且，在自动曝光机出现 故障时，可迅速转为手动对位生产，做到灵活应变，快 速反应，减少对整个生产流程造成的影响。
雷射光是当“射线”受到外来的刺激，而增大能 量 下所激发的一种强力光束，其中红外光或可见光者 拥有热能，紫外光则另具有化学能。射到工作物表 面时会发生反射（Refliction）吸收（Absorption ）及穿透（Transmission）等三种现象，其中只有 被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用 又分为热与光化两种不同的反应，现分述於下：
其中激光钻孔技术，是近来全球高密度互连线路板业界最关 注 的技术发展之一，大体上激光钻孔技术又可分为三类：
■二氧化碳激光钻孔（CO2）； ■Nd:YAG激光钻孔技术； ■准分子激光钻孔技术（Excimer/Excited Dimer）；
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 8
●凡PCB具有微孔，且接點（Connection）密度在 130點/吋2以上，佈線密度（設峽寬Channel為 50mil者）在117吋/吋2以上者，稱為HDI類PCB， 其線寬/間距為3mil/3mil或更細更窄。
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上图PCB最小孔径为0.135mm，线宽为3mil Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 5
-3.什么是RCC
RCC是Resin Coated Copper 的缩写，意为涂 树脂铜箔，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，RCC的树脂层应与 FR4之Prepreg相同的工艺性，此外还要满足积层法 多层板的有关性能要求，如:
(1)高绝缘可靠性的微导通孔可靠性； (2)高玻璃态转化温度 ,即Tg; (3)低介电常数和低吸水率； (4)对铜箔有较高的粘合强度； (5)固化后绝缘层厚度要均匀；
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3．1 开铜窗法Conformal Mask
是在内层Core板上先压RCC然后开铜窗，再以雷射光烧除 窗内的基材即可完成微盲孔。详情是先做FR-4的内层核心板， 使其两面具有已黑化的线路与底垫（Target Pad），然后再各 压贴一张“背胶铜箔”（RCC）。此种RCC （Resin Coated Copper Foil）中之铜箔为0.5 OZ，胶层厚 约80~100um（3~4mil）。可全做成B-stage，也可分别做 成B-stage与C-stage等两层。后者於压贴时其底垫上 （Garget Pad）的介质层厚度较易控制，但成本却较贵。然 后利用CO2雷射光，根据蚀铜底片的座标程式去烧掉窗内的要 树脂，即可挖空到底垫而成微盲孔。此法原为“日立制作所” 的专利，一般业者若要出货到日本市场时，可能要小心法律问 题。
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3. CO2激膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是 把激光光束经设备主控系统将光束的直径调制到与 被加工印制电路板上的孔直径相同，在没有铜箔的 绝缘介质表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺 方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜，采 用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔 表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采用大于孔径 的激光束照射这些孔，切除暴露的介质层树脂。现 分别介绍如下：
To
:
Prepared by :
Issued by :
Date
:
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 1
随着生产技术的不断演进，电子产品无不
趋向轻薄短小的方向发展，今天各种包括移动
电话、数码摄录机等微型手提式电子产品都是
高密度互连（High Density
Interconnect,HDI）技术发展下的应用市场。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 6
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 7
配合增层法技术而采用的微孔技术，可造成高密度互连结构的 超薄多层线路板，而此种微孔制程技术目前大体可分为三类：
一、感光成孔式导孔技术（Photovia） 二、乾式电浆蚀孔技术（Plasma Etching） 三、激光钻孔技术（Laser Ablation）。
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一、 CO2 激光钻孔
1. CO2激光成孔原理 CO2气体在增加功率及维持放电时间下，产生波长
在9400nm~10600nm之间的可实用的脉冲式红外激光， 众所周知，红外线的基本特性是能够穿透绝大多数的 有机物材料表面到内部的特性。同时，绝大多数有机 物材料具有强烈吸收红外线波长的特点。有机物材料 分子吸收红外线波长而提高能量，这就体现了红外线 的“热效应”特性。CO2激光钻机就是应用红外线的 这种光热效应对有机物进行烧灼，形成连通性盲孔。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 3
2.什么是HDI (High Density Interconnection)
●凡非機械鑽孔，孔徑在0.15mm（6mil）以下 （大部份為盲孔），孔環（Annular Ring or Pad or Land）之環徑在0.25mm（10mil）以下者， 特稱為Microvia微導孔或微孔。
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3．2 开大铜窗法Large Conformal mask 上述之成孔孔径与铜窗口径相同，故一旦窗口位置有
所偏差时，即将带领盲孔走位而对底垫造成失准（ Misregistration）的问题。此等铜窗的偏差可能来自板 材涨缩与影像转移之底片问题，大板面上不太容易彻底解 决。
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2. 加工定位原理 Hitachi via machine 的RF（Radio Frequency）激
励型CO2激光钻机的光学原理为：激光源发射出激光 光束，经光束整形装置整形，再通过光阑孔来确定光 束直径，又通过光学系统折射，由“电流计式反射 镜”Galvanometer and Mirro）本身的X、Y定位，及 机台的X、Y台面（XYTable）定位两种系统合作而成。 其具体原理为：X、YTable，定位系统将大板面划为 许多小区域（最大为50×50mm，为提高加工精度， 采用30×30mm），在各区域局部采用特殊的镜面， 微调反射进行区域内各加工孔的X、Y定位。一个区域 内的孔全部加工完毕后再移动到下一个区域继续加工， 因其区域内采用镜面微调反射定位，对温/湿度变化要 求甚严，一般室温应控制在22±1℃，湿度控制在 50±10%。
2 .光化裂蚀Photochemical Ablation 是指紫外领域所具有的高光子能 量
（Photon Energy），可将长键状高分子有机物 的化学键（Chemical Bond）予以打断，於是在 众多碎粒造成体积增大与外力抽吸之下，使板材被 快速移除而成孔。本反应是不含熟烧的“冷作” （Cold Process），故孔壁上不至产生炭化残渣。
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1.光热烧蚀Photothermal Ablation 是指某雷射光束在其红外光与可见光中所夹帮
的热能，被板材吸收后出现熔融、气化与气浆等分 解物，而将之去除成孔的原理，称为“光热烧蚀”。 此烧蚀的副作用是在孔壁上的有被烧黑的炭化残渣 渣（甚至孔缘铜箔上也会出现一圈高熟造成的黑氧 化铜屑），需经后制程Desmear清除，才可完成 牢固的盲孔铜壁。
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3 .板材吸光度 由上可知雷射成孔效率的高低，与板材的吸光
率有直接关系。电路板板材中铜皮、玻织布与树脂 三者的吸收度，民因波长而有所不同。前二者在 UV 0.3mu以下区域的吸收率颇高，但进入可见光 与IR后即大幅滑落。至於有机树脂则在三段光谱 中，都能维持於相当不错的高吸收率。
高密度互连是目前最新的线路板制程技术，通
过微孔道的形成，线路板层与层之间能互相连
接，而这种高密度互连制程，再配合增层法技
术的采用，从而使线路板能实现朝薄和小的方
向发展。
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相关几个名词
1.增层法
所谓增层法，是以双面或四面电路板为基础，采 纳逐次压合（Sequential Lamination）的观念，于 其板外逐次增加线路层，并以非机械钻孔式之盲孔做 为增层间的互连，而在部分层次间连通的盲孔（Blind Hole）与埋孔（Buried Hole）,可省下通孔在板面上 的占用空间，有限的外层面积尽量用以布线和焊接零 件，这就是成为现时最受注目的多层线路板制程技术 ――－增层法，通常我们叫1+4+1、1+6+1结构等。
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3．3 树脂表面直接成孔法
本法又可细分为几种不同的途径，现简述如下： 3.3.1 按前述RCC+Core的做法进行，但却不开铜窗而将 全部铜箔咬光，若就制程本身而言此法反倒便宜。之后可用 CO2雷射在裸露的树脂表面直接烧孔，再做PTH与化铜电铜以 完孔与成线。由於树脂上已有铜箔积而所踩出的众多微坑，故 其后续成垫成线之铜层抗撕强度（Peel Strength），应该比 感光成孔（Photo Via）板类靠高锰酸钾对树脂的粗化要好得 很多。但此种牺牲铜皮而粗麻树脂表面的做法，仍不知真正铜 箔来得更为抓地牢靠。 本法优点虽可避开影像转移的成本与工程问题，但却必须 在高锰酸钾“除胶渣”方面解决更多的难题，最大的危机仍是
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 12
4 . 脉冲能量 实用的雷射成孔技术，是利用断续式（Q-
switch）光束而进行的加工，让每一段光敕 （以 微秒us计量）以其式（Pulse）能量打击板材，此 等每个Pulse（可俗称为一枪）所拥有的能量，又 有多种模式（Mode），如单光束所成光点的 GEMOO单束光点的能量较易聚焦集中故多用於钻 孔。多束光点不但还需均匀化且又不易集中成为小 光点，一般常用於雷射直接成像技术（LDI）或密 贴光罩（Contact Mask）等制程。
所谓“开大窗法”是将口径扩大到比底垫还大约2mil 左右。一般若孔径为6mil时，底垫应在10miL左右，其大 窗口可开到12mil。然后将内层板底垫的座标资料交给雷 射使用，即可烧出位置精确对准底垫的微盲孔。也就是在 大窗口备有余地下，让孔位获得较多的弹性空间。於是雷 射光是得以另按内层底垫的程式去成孔，而不必完全追随 窗位去烧制明知已走位的孔。
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3.1.2工艺流程
1）总流程：子板外层图形制作→棕化→层压→锣 板边→conformal mask1 →conformal mask2→激光钻孔→钻孔 →Desmear→沉铜、加厚铜→外层干膜→酸性蚀 刻→正常流程 2）conformal mask制作流程：母板层压 →锣 板边 →conformal mask1 →蚀刻1（ETCH） → conformal mask2（根据母板伸缩数据进行补 偿）→ 蚀刻2（IDF）→ AOI
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3.1.1 conformal mask 工艺采用两次conformal mask ，即conformal mask1和conformal mask2。 conformal mask1用于蚀刻出母板外层周边与子板外 层的盲孔对位PAD对应位置的铜箔，同时蚀刻出母板上 对应于设置在L2/Ln-1的自动曝光机对位标靶位置的铜 箔。对位时以孔对位。conformal mask2用于蚀刻盲 孔所对应的铜箔，形成可供CO2激光加工的窗口。 采用两次conformal mask工艺，在板边设置盲孔对位 PAD，可在自动曝光机生产时，用于检查对位状况，预 防对偏造成的盲孔崩盘现象。而且，在自动曝光机出现 故障时，可迅速转为手动对位生产，做到灵活应变，快 速反应，减少对整个生产流程造成的影响。
雷射光是当“射线”受到外来的刺激，而增大能 量 下所激发的一种强力光束，其中红外光或可见光者 拥有热能，紫外光则另具有化学能。射到工作物表 面时会发生反射（Refliction）吸收（Absorption ）及穿透（Transmission）等三种现象，其中只有 被吸收者才会发生作用。而其对板材所产生的作用 又分为热与光化两种不同的反应，现分述於下：
其中激光钻孔技术，是近来全球高密度互连线路板业界最关 注 的技术发展之一，大体上激光钻孔技术又可分为三类：
■二氧化碳激光钻孔（CO2）； ■Nd:YAG激光钻孔技术； ■准分子激光钻孔技术（Excimer/Excited Dimer）；
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 8
●凡PCB具有微孔，且接點（Connection）密度在 130點/吋2以上，佈線密度（設峽寬Channel為 50mil者）在117吋/吋2以上者，稱為HDI類PCB， 其線寬/間距為3mil/3mil或更細更窄。
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上图PCB最小孔径为0.135mm，线宽为3mil Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 5
-3.什么是RCC
RCC是Resin Coated Copper 的缩写，意为涂 树脂铜箔，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，RCC的树脂层应与 FR4之Prepreg相同的工艺性，此外还要满足积层法 多层板的有关性能要求，如:
(1)高绝缘可靠性的微导通孔可靠性； (2)高玻璃态转化温度 ,即Tg; (3)低介电常数和低吸水率； (4)对铜箔有较高的粘合强度； (5)固化后绝缘层厚度要均匀；
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3．1 开铜窗法Conformal Mask
是在内层Core板上先压RCC然后开铜窗，再以雷射光烧除 窗内的基材即可完成微盲孔。详情是先做FR-4的内层核心板， 使其两面具有已黑化的线路与底垫（Target Pad），然后再各 压贴一张“背胶铜箔”（RCC）。此种RCC （Resin Coated Copper Foil）中之铜箔为0.5 OZ，胶层厚 约80~100um（3~4mil）。可全做成B-stage，也可分别做 成B-stage与C-stage等两层。后者於压贴时其底垫上 （Garget Pad）的介质层厚度较易控制，但成本却较贵。然 后利用CO2雷射光，根据蚀铜底片的座标程式去烧掉窗内的要 树脂，即可挖空到底垫而成微盲孔。此法原为“日立制作所” 的专利，一般业者若要出货到日本市场时，可能要小心法律问 题。
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3. CO2激膜成孔法两种。所谓直接成孔工艺方法就是 把激光光束经设备主控系统将光束的直径调制到与 被加工印制电路板上的孔直径相同，在没有铜箔的 绝缘介质表面上直接进行成孔加工。敷形掩膜工艺 方法就是在印制板的表面涂覆一层专用的掩膜，采 用常规的工艺方法经曝光/显影/蚀刻工艺去掉孔 表面的铜箔面形成的敷形窗口。然后采用大于孔径 的激光束照射这些孔，切除暴露的介质层树脂。现 分别介绍如下：
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随着生产技术的不断演进，电子产品无不
趋向轻薄短小的方向发展，今天各种包括移动
电话、数码摄录机等微型手提式电子产品都是
高密度互连（High Density
Interconnect,HDI）技术发展下的应用市场。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 6
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配合增层法技术而采用的微孔技术，可造成高密度互连结构的 超薄多层线路板，而此种微孔制程技术目前大体可分为三类：
一、感光成孔式导孔技术（Photovia） 二、乾式电浆蚀孔技术（Plasma Etching） 三、激光钻孔技术（Laser Ablation）。
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一、 CO2 激光钻孔
1. CO2激光成孔原理 CO2气体在增加功率及维持放电时间下，产生波长
在9400nm~10600nm之间的可实用的脉冲式红外激光， 众所周知，红外线的基本特性是能够穿透绝大多数的 有机物材料表面到内部的特性。同时，绝大多数有机 物材料具有强烈吸收红外线波长的特点。有机物材料 分子吸收红外线波长而提高能量，这就体现了红外线 的“热效应”特性。CO2激光钻机就是应用红外线的 这种光热效应对有机物进行烧灼，形成连通性盲孔。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 3
2.什么是HDI (High Density Interconnection)
●凡非機械鑽孔，孔徑在0.15mm（6mil）以下 （大部份為盲孔），孔環（Annular Ring or Pad or Land）之環徑在0.25mm（10mil）以下者， 特稱為Microvia微導孔或微孔。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 19
3．2 开大铜窗法Large Conformal mask 上述之成孔孔径与铜窗口径相同，故一旦窗口位置有
所偏差时，即将带领盲孔走位而对底垫造成失准（ Misregistration）的问题。此等铜窗的偏差可能来自板 材涨缩与影像转移之底片问题，大板面上不太容易彻底解 决。
Dongguan Yili Circuit Plate Co, Ltd. 14
2. 加工定位原理 Hitachi via machine 的RF（Radio Frequency）激
励型CO2激光钻机的光学原理为：激光源发射出激光 光束，经光束整形装置整形，再通过光阑孔来确定光 束直径，又通过光学系统折射，由“电流计式反射 镜”Galvanometer and Mirro）本身的X、Y定位，及 机台的X、Y台面（XYTable）定位两种系统合作而成。 其具体原理为：X、YTable，定位系统将大板面划为 许多小区域（最大为50×50mm，为提高加工精度， 采用30×30mm），在各区域局部采用特殊的镜面， 微调反射进行区域内各加工孔的X、Y定位。一个区域 内的孔全部加工完毕后再移动到下一个区域继续加工， 因其区域内采用镜面微调反射定位，对温/湿度变化要 求甚严，一般室温应控制在22±1℃，湿度控制在 50±10%。