林金堵-PCB导通孔微小化技术与发展(1106)

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1、PCB导通孔微小化技术与发展CPCA顾问林金堵电子元件(IC等)高集成度化的发展和组装技术的进步，迫使PCB加速走向高密度化的进程，因此，PCB中导通孔走向微小化、导线走向精细化、介质层走向薄型化和板面走向平整化已排到PCB工业的研发和生产日程上来了。本文主要评述PCB高密度化发展屮最主要的导通孔微小化技术和发展屮的有关问题。1.导通孔微小化现状与未来导通孔微小化是指PCB中的导通孔尺寸4)300um的产品，特别是指HDI/BUM板中孔径We150卩m的微盲孔技术和发展问题。1・1HDI/BUM板急需导通孔微小化的进步从口前状态来看，用于芯

2、片封装(CSP)的HDI/BUM板高密度化已跟不上IC集成度化的发展，如表1所示。表1IC线宽和PCB线宽的发展与要求年197020002010IC线宽3um0.18um0.05umPCB线宽300um30〜100um〜10um(HDI/BUM)比率1:1001:5609〜1:1701:200注：PCB中孔径与线宽保持着约1:3关系而发展着。从PCB总产值中HDI/BUM板产值所占比率上看，今后五年内，HDI/BUM板将会得到急速的发展，如表2所示。表2年199719981999200020012006(估)PCB总产值$319亿$341.

3、2亿$365.08亿$425.5亿$313.6亿*$446.2亿HDI/BUM产值$6亿$12亿$22亿$45亿〜$40亿$178.5亿HDI/BUM所占比率1.88%3.52%6.03%10.58%12.76%40%*《PCFAB》.MAY.2002P31.从表1和表2中可以看出：今后10年内，代表PCB高密度化进步的HDI/BUM基板将会得到优先而快速的发展。而其中HDI/BUM板的导通孔微小化进步将走向v4>2OOum,特别是v4）15OLim的微盲孔更会得到优先的发展。因此，激光成孔技术将成PCB微小孔化的突出地位，如1995年，全

4、世界激光钻机还不足50台，而到2001年全世界激光钻机已达到1200台左右，其中，本占60%以上，而中国台湾的激光钻床已达到240台之多。1.2通孔微小化的发展趋势PCB导通孔微小化进程与发展趋势，如图1所示（1）300um—（I）200um—（1）150um—<1>100nm—<1>8（）um—（］）50um—40um—<1>30um...数控机械钻孔红外激光蚀孔紫外激光成孔图1.各种加工微小孔方法及其适用范围。1.导通孔微小化的结构类型由于HDI/BUM板持续地向高密度化发展，其导通孔的结构类型，特别是微盲孔的结构类型和技术得到了迅速的

5、发展。目前微盲孔结构有如下三大类型。2.1在常规“芯板”上积层的微盲孔结构类型这种微盲孔结构类型是指用常规生产的PCB（用数控钻孔得到的各种类型的板,如单面、双面和多层的PCB或具有埋/盲孔的多层板等）作为“芯板”，再在“芯板”的一面或双面各积层2〜4层更高密度的导电层而形成的HDI/BUM板,可简称为“芯板+SLC”结构类型，如图2所示。由于“芯板”结构类型多种多样，故可派生出各种结构。这种结构类型的特点是可以充分利用现有的PCB生产设备和条件来完成密度不甚高，但起骨架（刚性和板面平整度）作用的“芯板”，通过表面积（增）层（2〜4层）方法

6、（SLC）来达到高密度组装要求的HDI/BUM板。这种类型也可以认为是目前常规高密度PCB生产走向更高密度的PCB（封装基板）的一种过渡结构类型的HDI/BUM板。这种结构类型的积层部分的各层是采用RCC为主材料，经激光成孔來完成的,并且是大多数采用CO?激光（波长为10・6um—9・3um）蚀孔的，孔径尺寸大多为©100〜200um之间。为了控制积层内介质层厚度及其均匀性，RCC中的树脂厚度不得太厚，大多为40-80um,或者采用50%左右厚度为固化状态，其余为半固化状态以用于填充导线（体）间隙和层间粘结。2.2在“ALIVH”板上积层的

7、微盲孔结构类型。这种结构类型是以“ALIVH”板结构作为芯板，然后在其一面和双面各积层2—4层的HDI/BUM板，可称为“ALIVH+SLC”或“ALIVH+VIL”结构类型，如图3所示。图3.“ALIVH+VIL”结构ALIVH板是采用Aramide（芳香族酰亚胺，芳纶）增强的（目前已可采用开纤玻布增强的）半固化片经CO?激光蚀孔——堵塞导电胶——两而敷铜箔并层压——图形转移（DES）——重复完成。而在ALIVH板完成后，再用RCC等来实现积层部分。这种类型结构的HDI/BUM板主要特点：（-）消除了互连密度不够高的常规“芯板”结构，而用

8、互连密度很高的“ALIVH板”取代之。因而具有更高的整体互连密度；（二）消除了孔化电镀步骤，简化了工序，具有较低的成本；（三）由于具有较少和较小的尺寸导通孔来实现互连，因而具有更