随着电子产品向轻薄化、高性能和高集成度方向发展,印制电路板(PCB)技术也在不断演进。其中,高密度互连(High-Density Interconnect,HDI)技术已成为高端PCB制造的关键之一。尤其是任意层HDI(Any-Layer HDI)工艺,因其能够实现高密度布线和灵活的互连方式,在智能手机、平板电脑、5G通信设备和高性能计算等领域得到了广泛应用。
HDI板任意层HDI的技术特点
任意层HDI是一种特殊的HDI结构,它的主要特点是所有层之间可以通过微盲孔(Microvia)直接互连,而无需依赖于传统的阶梯式HDI结构。这一技术突破使得布线更加自由,提高了信号完整性,并降低了传统多层板的互连复杂性。其主要技术特点包括:
高密度布线:通过减小焊盘尺寸、增加层数和采用更精细的线宽线距(如50μm/50μm),能够显著提高布线密度。
任意互连:不同于传统HDI的阶梯式微盲孔结构,任意层HDI可以通过叠孔(Stacked Via)或任意层互连方式,实现更加灵活的信号走线。
薄型化和轻量化:由于采用了更薄的基材和更高效的互连方式,能够显著降低PCB的厚度和重量,这对于移动设备至关重要。
优异的电气性能:减少了过孔引入的寄生电感和电容,提高了信号完整性和高速信号传输性能,使其在5G、AI计算等高速应用中表现优异。
高密度互连板任意层HDI的制造工艺
任意层HDI的制造过程相较于传统PCB更为复杂,需要采用先进的激光钻孔、电镀填孔、层压以及精密阻焊等工艺。主要工艺流程如下:
1. 基材选择
任意层HDI通常采用低介电常数(Dk)和低介质损耗因子(Df)的材料,如Rogers、MEGTRON 6、或改性FR4,以保证高速信号传输的稳定性。
2. 激光钻孔(Laser Drilling)
由于微盲孔的尺寸通常在75μm以下,传统机械钻孔难以满足要求,因此采用CO?或UV激光钻孔技术。CO?激光适用于钻通树脂,而UV激光则可精确控制钻孔尺寸并减少毛刺。
3. 电镀填孔(Electroplated Via Filling)
为了实现稳定的电气互连,采用无空洞的电镀填孔技术(Via Filling),通常使用脉冲电镀(Pulse Plating)或直接电镀填充(Direct Copper Filling)工艺,以确保盲孔的可靠性。
4. 层压(Sequential Lamination)
由于HDI板通常采用多次加压层压工艺(Sequential Build-Up, SBU),需要进行多次压合,以形成最终的多层结构。任意层HDI的层压次数较多,因此需要控制好层间对位精度和树脂流动特性。
5. 精细线路加工
HDI板厂采用LDI(Laser Direct Imaging)技术进行精细线路曝光,并配合先进的蚀刻工艺(如mSAP,modified Semi-Additive Process),以确保超细线路的加工精度。
6. 阻焊及表面处理
阻焊(Solder Mask)采用高精度喷涂工艺,以减少焊盘覆盖误差。表面处理一般采用OSP(有机防氧化)、沉金(ENIG)或沉银(Immersion Silver)等技术,以确保焊接可靠性。
在未来,HDI 板将在诸多前沿领域展现更为关键的作用。随着 5G 通信向更高速率、更低延迟演进,基站与终端设备对 HDI 板的性能要求愈发严苛,需进一步提升信号传输的稳定性与抗干扰能力,以承载海量数据的快速交换。