HDI板制作的基本流程

≧φ 300
D E C
Advanced(um) ≧φ 350 φ 200 ≧φ 350 φ100 ≧φ250
Remark: If there is some L1-3 direct connected via, we would help to add isolated lands on the L2 if possible. Otherwise L1-3 direct connected via can not be manufactured.
我公司在2000年开始着手HDI制品的开发与研究，并于 2001年购入Hitachi的CO2激光钻机，开始HDI产品的生产，经 过长时间的摸索，目前HDI制品的生产已经非常稳定，工艺 也逐渐成熟。本文只要是介绍有关HDI的制作工艺流程和HDI 制造过程中对设计的一些要求。
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一.概述：
B+C stage
铜箔
特点:
树脂(B stage)
树脂 ( C stage) 树脂 ( B stage)
*不含玻璃介质层，易于镭射以及等离子微孔成形．
*薄介电层．
*极高的抗剥离强度．
*高韧性，容易操作．
*表面光滑，适合微窄线路蚀刻．
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涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper): 一般来说，HDI 板 的激光钻孔都是在涂胶膜铜 箔上面成孔。孔径的形状与一般机械钻孔的孔的形状不完全一样。激光钻孔的孔 的形状为一个倒置的梯形。而一般的机械钻孔，孔的形状为柱形。考虑到激光钻 孔的能量与效率，镭射孔的孔径大小不能太大。一般为0.076-0.10毫米。
HDI板，是指High Density Interconnect,即高密度互连 板。是PCB行业在20世纪末发展起来的一门较新的技术。传统 的PCB板的钻孔由于受到钻刀影响，当钻孔孔径达到0.15mm 时，成本已经非常高，且很难再次改进。而HDI板的钻孔不再 依赖于传统的机械钻孔，而是利用激光钻孔技术。（所以有时 又被称为镭射板。）HDI板的钻孔孔径一般为3-5mil(0.0760.127mm)，线路宽度一般为3-4mil(0.076-0.10mm)，焊盘的尺 寸可以大幅度的减小所以单位面积内可以得到更多的线路分 布，高密度互连由此而来。HDI技术的出现，适应并推进了PCB 行业的发展。使得在HDI板内可以排列上更加密集的BGA、QFP 等。目前HDI技术已经得到广泛地运用，其中1阶的HDI已经广 泛运用于拥有0.8PITCH的BGA的PCB制作中。
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2、层压的绝缘层材料
2.1 SYE 使用的板材一览表
Item Material
2006
Normal Material MICA/EG-150T,SYST/S1141, Grace/MTC-97 High TG Material M IC A /N D -50 ， H ITA C H I/M C L-E -679(F ),N elc o/N 4000-6, ISOLA/FR406,Matsushita/5715,Nelco/N5000-30/32 Low Dk Material Rogers/RO4003、RO4350, Nelco/N4000-13, ARLON/25FR、25N, HITACHI/MCL-LX-67F Halogen Free Material HITACHI/MCL-BE-67G, NELCO/N4000-2EFTM, Matsushita/R-1566 Anti-CAF Material Nelco/N4000-7,SYST/S1141CAF,Matsushita/R-1766G High Dk Material HITACHI/MCL-HD-67
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一.概述:
HDI技术的发展推动着芯片技术的发展，芯片技术的发展 也反过来推动HDI技术的提高与进步。目前0.5PITCH的BGA芯 片已经逐渐被设计工程师们所大量采用，BGA的焊角也由中心 挖空的形式或中心接地的形式逐渐变为中心有信号输入输出 需要走线的形式。所以现在1阶的HDI已经无法完全满足设计 人员的需要，因此2阶的HDI开始成为研发工程师和PCB制板厂 共同关注的目标。1阶的HDI技术是指激光盲孔仅仅连通表层 及与其相邻的次层的成孔技术，2阶的HDI技术是在1阶的HDI 技术上的提高，它包含激光盲孔直接由表层钻到第三层，和 表层钻到第二层再由第二层钻到第三层两种形式，其难度远 远大于1阶的HDI技术。
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二.材料:
1、材料的分类
a.铜箔：导电图形构成的基本材料 b.芯板(CORE)：线路板的骨架，双面覆铜的板子，即可用 于内层制作的双面板。 c.半固化片(Prepreg):多层板制作不可缺少的材料，芯板 与芯板之间的粘合剂，同时起到绝缘的作用。 d.阻焊油墨：对板子起到防焊、绝缘、防腐蚀等作用。 e.字符油墨：标示作用。 f.表面处理材料：包括铅锡合金、镍金合金、银、OSP等等。
≧φ300
B(Upper via dia.)
Φ100
C(Lower land dia.)
≧φ300
Advanced(um) ≧φ275 Φ100 ≧φ275
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Non Stacked 2-HDI
IABI B A
Key Parameters
IABI
IACI
C
IACI
A&B Net Data(um)
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2.4 目前HDI板的一般结构：
1-HDI
Non stacked 2-HDI
Stacked But Non Copper filled 2-HDI Stacked & Copper filled 2-HDI
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2.5 不同HDI绝缘层材料的效果
这些是不同类型的一阶盲孔切片图（A）
3mil/3mil
2+N+2 0.100um—0.200um
+/-7% 比内层pad大5mil
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Non Stacked 2-HDI
A B
C
Build-up Layers
Design for manufacturing
Key Parameters
Normal(um)
A(Upper land dia.)
涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper)
涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper) 是指将特别的树脂膜层涂在电镀铜箔上。
这层膜可以完全覆盖内层线路而成绝缘层.
主要有两种: B stage (Mitsui)和 B+C stage(Polyclad)
B stage 铜箔
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HDI板制作的基本流程
Apr.28,2005
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前言
由于高科技的发展迅速，众多的电子产品都开始向轻薄 短小的方向发展，而高密度互连板（HDI）适应市场的要 求，走到了PCB技术发展的前沿。HDI采用激光成孔技术，分 为红外激光、紫外激光（UV光）两大类。CO2红外激光成孔技 术凭借其高效、稳定的特点广泛应用于4---6MIL盲孔的制 作。
RCC
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FR4（1080）
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这些是二阶HDI盲孔的切片图
RCC
FR4
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三.能力
HDI板常规制程能力
项目 层数 最大完成板尺寸 最大完成板厚 最小完成板厚 最小通孔钻孔孔径
制程能力 4-18层 21”*27” 4.0mm 0.40mm 0.25mm
最小盲孔钻孔孔径
Design for manufacturing
Key Parameters
Normal(um)
A(Upper land dia.)
≧φ 400
B( Upper via dia.)
φ200
C(Lower land dia.)
≧φ 400
D(lower via dia.)
φ100
E(Bottom land dia.)
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2.内层干膜：(INNER DRY FILM）
内层干膜是将内层线路图形转移到PCB板上的过程。
在PCB制作中我们会提到图形转移这个概念，因为导电图形的制 作是PCB制作的根本。所以图形转移过程对PCB制作来说，有非常重要 的意义。
内层干膜包括内层贴膜、曝光显影、内层蚀刻等多道工序。内层 贴膜就是在铜板表面贴上一层特殊的感光膜。这种膜遇光会固化，在 板子上形成一道保护膜。曝光显影是将贴好膜的板将进行曝光，透光 的部分被固化，没透光的部分还是干膜。然后经过显影，褪掉没固化 的干膜，将贴有固化保护膜的板进行蚀刻。再经过退膜处理，这时内 层的线路图形就被转移到板子上了。
1.开料（CUT)
开料是把原始的敷铜板切割成能在生产线上制作的板子的过程。
首先我们来了解几个概念： 1. UNIT：UNIT是指客户设计的单元图形。 2. SET ：SET是指客户为了提高效率、方便生产等原因，将多个
UNIT 拼在一起成为的一个整体图形。它包括单元图形、工艺边等 等。 3. PANEL：PANEL是指PCB厂家生产时，为了提高效率、方便生产 等原因，将多个SET拼在一起并加上工具板边，组成的一块板子。 我们采购回来的大料有以下几种尺寸：36.5 INCH × 48.5 INCH、 40.5 INCH × 48.5 INCH 、42.5 INCH × 48.5 INCH 等等。作为PCB设计 的工程师与PCB制作的工程师，利用率是大家共同关注的问题。
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2、层压的绝缘层材料
2.2、HDI绝缘层材料
2.2.1 SYE HDI绝缘材料一览表
材料类别 RCC材料
FR4 (LDP)
规格 60T12、 65T12 、80T12、60T18、 80T18
1080、106
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2.3 特殊材料的介绍：
HDI绝缘层所使用的特殊材料 RCC ：
Normal(um) ≧φ 330 φ100 ≧φ 330 φ 100 ≧φ 300
Advanced(um) ≧φ 275 φ 100 ≧φ 275 φ 100 ≧φ 250
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四.流程：
下面我们将以一个2+4+2的8层板为例来说明一下HDI的制作 流程：
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0.10mm
最小外层底铜厚度 最大外层底铜厚度
最小内层底铜厚度 最大内层底铜厚度
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1/3oz 3oz
1/2oz 3oz
项目 镀通孔纵横比 盲孔纵横比 通孔孔位公差 盲孔孔位公差 外层最小线宽/间距
内层最小线宽/间距
激光钻孔次数 盲孔加工孔径
阻抗公差 mask对位能力
制程能力 12：1 1:1 +/-3mil +/-20um 3mil/3mil
HDI板所需要的其他的材料如：板料；半固化片和铜箔等则没有特别的要求。由 于镭射板的电流一般不会太大，所以线路的铜的厚度一般不太厚。内层一般为1 盎司，外层一般为半盎司的底铜镀到1盎司的完成铜厚 。板料的厚度一般较薄。 并且由于RCC中也仅含树脂，不含玻璃纤维，所以使用RCC的HDI板的硬度/强度 一般比同厚度的其他PCB要差。
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Stacked & Copper Filled 2-HDI
A B
Build-up Layers
Dielectric thickness 70um
D E C
Design for manufacturing
Key Parameters A(Upper land dia.) B(Upper via dia.) C(Lower land dia.) D(Lower via dia.) E(Bottom land dia.)
Same net & ≦125um
Different net& ≦445um
A--Copper filled No Choice Via On Hole(A on C) No Choice
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Stacked but Non Copper Filled 2-HDI
A B
Build-up Layers
If these key parameters are out of above limits:
A&B Net
Our solutions
Same net来自百度文库
125
Different net 444
Same net
125
Different net 445
Same net & ≦125um
Different net& ≦444um