HDI板打樣廠家有哪些？HDI的結構與制作過程怎么做？

　　傳統PCB板鉆孔受鉆頭影響，鉆孔直徑達到0.15mm時，成本已經很高，很難再提高。 HDI板的鉆孔不再依賴傳統的機械鉆孔，而是采用激光鉆孔技術。 （所以有時也叫鐳射板。）HDI板的孔徑一般為3-5mil（0.076-0.127mm），線寬一般為3-4mil（0.076-0.10mm），尺寸墊可以大大提高。因此，單位面積上可以獲得更多的電路分布，高密度互連由此而來。

　　HDI技術的出現適應并推動了PCB行業的發展。這使得可以在 HDI 板中布置更密集的 BGA、QFP 等。目前HDI技術已得到廣泛應用，其中一階HDI已廣泛應用于0.5PITCH BGA的PCB生產。

　　HDI技術的發展推動了芯片技術的發展，芯片技術的發展反過來又促進了HDI技術的完善和進步。

　　目前0.5PITCH BGA芯片已經逐漸被設計工程師采用，BGA的焊腳也逐漸從中心挖空或中心接地的形式轉變為中心有信號輸入輸出需要走線的形式。

　　因此，一階HDI板已經不能完全滿足設計師的需求，二階HDI開始成為研發工程師和PCB廠商共同關注的目標。一階HDI技術是指激光盲孔僅連接表層及其相鄰次層的成孔技術。二階HDI技術是對一階HDI技術的改進，包括直接從表面鉆出的激光盲孔。到第三層，以及從表層到第二層再從第二層到第三層兩種形式，難度遠大于一階HDI技術。

　　二。材料：

　　一、材料分類

　　a.銅箔：構成導電圖形的基本材料

　　b.芯板（CORE）：線路板的骨架，雙面覆銅板，可用于內層制作的雙面板。

　　c.半固化片（Prepreg）：生產多層板不可缺少的材料，芯板與芯板之間的粘合劑，同時起絕緣作用。

　　d.阻焊油墨：具有板面防焊、絕緣、防腐蝕等作用。

　　e.字符油墨：標識作用。

　　f.表面處理材料：包括鉛錫合金、鎳金合金、銀、OSP等。

　　2.層壓絕緣層材料

　　HDI絕緣層使用的特殊材料RCC：

　　涂膠膜銅箔（Resin Coated Copper）是指在電鍍銅箔上涂上一層特殊的樹脂膜層。這層薄膜可以完全覆蓋內層線路形成絕緣層。

　　主要有兩種類型：B stage（Mitsui）和 B+C stage（Polyclad）

　　HDI板的基本結構和制造工藝介紹

　　特點：

　　*無玻璃介質層，易鐳射及等離子微孔。

　　*薄介電層。

　　*極高的剝離強度。

　　*韌性高，操作方便。

　　*表面光滑，適合微窄電路蝕刻。

　　涂膠膜銅箔（Resin Coated Copper）：一般來說，HDI板的激光鉆孔是在涂膠膜銅箔上打孔?？讖降男螤钆c一般機械鉆孔的形狀并不完全相同。激光鉆孔的形狀為倒置的梯形。在一般機械鉆孔中，孔的形狀為柱形?？紤]到激光鉆孔的能量和效率，鐳射孔的孔徑尺寸不能太大。一般為0.076-0.10mm。

　　HDI板所需的其他材料如：板料；半固化片和銅箔等沒有特殊要求。由于激光板的電流一般不會太大，所以電路的銅厚一般不會太厚。內層一般為1盎司，外層一般為半盎司底銅鍍至1盎司成品銅厚。板材的厚度一般較薄。并且由于RCC只含有樹脂，不含玻璃纖維，所以使用RCC的HDI板的硬度/強度一般比同厚度的其他PCB要差。

　　三。流程：

　　下面我們以一塊2+4+2的8層板為例來說明HDI的制作過程：

　　1.開料（CUT）

　　開料是將原覆銅板切割成可以在生產線上制作的板子的過程。

　　2.內層干膜：（INNER DRY FILM）

　　內層干膜是將內層線路圖形轉移到PCB板上的過程。

　　在PCB制作中我們會提到 圖形轉移這個概念，因為導電圖形的制作是PCB制作的根本。所以圖形轉移過程對PCB制作來說，有非常重要的意義。

　　內層干膜包括內層貼膜、曝光顯影、內層蝕刻等多道工序。內層貼膜就是在銅板表面貼上一層特殊的感光膜。這種膜遇光會固化，在板子上形成一道保護膜。曝光顯影是將貼好膜的板將進行曝光，透光的部分被固化，沒透光的部分還是干膜。然后經過顯影，褪掉沒固化的干膜，將貼有固化保護膜的板進行蝕刻。再經過退膜處理，這時內層的線路圖形就被轉移到板子上了。

　　我們最主要考慮的是布線的最小線寬、間距的控制及布線的均勻性。因為間距過小會造成夾膜，膜無法褪盡造成短路。線寬太小，膜的附著力不足，造成線路開路。所以電路設計時的安全間距（包括線與線、線與焊盤、焊盤與焊盤、線與銅面等），都必須考慮生產時的安全間距。

　　3.黑化和棕化：（BLACK OXIDATION）

　　黑化和棕化的目的

　　1. 去除表面的油污，雜質等污染物；

　　2. 增大銅箔的比表面，從而增大與樹脂接觸面積，有利于樹脂充分擴散，形成較大的結合力；

　　3. 使非極性的銅表面變成帶極性CuO和Cu 2 O的表面，增加銅箔與樹脂間的極性鍵結合；

　　4. 經氧化的表面在高溫下不受濕氣的影響，減少銅箔與樹脂分層的幾率。內層線路做好的板子必須要經過黑化或棕化后才能進行層壓。它是對內層板子的線路銅表面進行氧化處理。一般生成的Cu 2 O為紅色、CuO為黑色，所以氧化層中Cu 2 O為主稱為棕化、CuO為主的稱為黑化。

　　4.層壓：（PRESSING）

　　1. 層壓是借助于B階半固化片把各層線路粘結成整體的過程。這種粘結是通過界面上大分子之間的相互擴散，滲透，進而產生相互交織而實現。

　　2. 目的：將離散的多層板與黏結片一起壓制成所需要的層數和厚度的多層板。

　　排版

　　將銅箔，黏結片（半固化片），內層板，不銹鋼，隔離板，牛皮紙，外層鋼板等材料按工藝要求疊合。如果六層以上的板還需要預排版。

　　層壓過程

　　將疊好的電路板送入真空熱壓機。利用機械所提供的熱能，將樹脂片內的樹脂熔融，借以粘合基板并填充空隙。

　　層壓首先需要考慮的是對稱性。因為板子在層壓的過程中會受到壓力和溫度的影響，在層壓完成后板子內還會有應力存在。因此如果層壓的板子兩面不均勻，那兩面的應力就不一樣，造成板子向一面彎曲，大大影響PCB的性能。

　　另外，就算在同一平面，如果布銅分布不均勻時，會造成各點的樹脂流動速度不一樣，這樣布銅少的地方厚度就會稍薄一些，而布銅多的地方厚度就會稍厚一些。為了避免這些問題，在設計時對布銅的均勻性、疊層的對稱性、盲埋孔的設計布置等等各方面的因數都必須進行詳細考率。

　　5.鉆盲埋孔：（DRILLING）

　　印制板上孔的加工形成有多種方式，目前使用最多的是機械鉆孔。機械鉆孔就是利用鉆刀高速切割的方式，在板子（母板或子板）上形成上下 貫通的穿孔。對于成品孔徑在8MIL及以上的穿孔，我們都可以采用機械鉆孔的形式來加工。

　　目前來說，機械孔的孔徑必須在8mil以上。機械鉆孔的形式決定了盲埋孔的非交叉性。就以我們這塊八層板而言，我們可以同時加工3 6層的埋孔、12層的盲孔和7 8層的盲孔等等形式。但如果設計的是既有3-5層的埋孔，又有4-6層的埋孔，這樣的設計在生產上將無法實現。另外，從前面的層壓我們可以了解到對稱的必要性，如果此時不是3-6層的埋孔而是3-5層或4-6層的埋孔，制作難度與報廢率將大幅提高，其成本將是3-6層埋孔的6倍以上。

　　6.沉銅與加厚銅（孔的金屬化）

　　電路板的基材是由銅箔，玻璃纖維，環氧樹脂組成。在制作過程中基材鉆孔后孔壁截面就是由以上三部分材料組成。電路板的基材是由銅箔，玻璃纖維，環氧樹脂組成。在制作過程中基材鉆孔后孔壁截面就是由以上三部分材料組成。

　　孔金屬化就是要解決在截面上覆蓋一層均勻的，耐熱沖擊的金屬銅?？捉饘倩褪且鉀Q在截面上覆蓋一層均勻的，耐熱沖擊的金屬銅。

　　流程分為三個部分：一去鉆污流程，二化學沉銅流程，三加厚銅流程（全板電鍍銅）。

　　孔的金屬化涉及到一個制成能力的概念，厚徑比。厚徑比是指板厚與孔徑的比值。

　　當板子不斷變厚，而孔徑不斷減小時，化學藥水越來越難進入鉆孔的深處，雖然電鍍設備利用振動、加壓等等方法讓藥水得以進入鉆孔中心，可是濃度差造成的中心鍍層偏薄仍然無法避免。這時會出現鉆孔層微開路現象，當電壓加大、板子在各種惡劣情況下受沖擊時，缺陷完全暴露，造成板子的線路斷路，無法完成指定的工作。

　　所以，設計人員需要及時的了解制板廠家的工藝能力，否則設計出來的PCB就很難在生產上實現。需要注意的是，厚徑比這個參數不僅在通孔設計時必須考慮，在盲埋孔設計時也需要考慮。

　　7.第二層內干膜

　　3-6層埋孔金屬化后，我們用樹脂油墨塞住孔，然后我們的板將轉移回內部干膜，制作內部電路的第3層和第6層。完成第 3 層和第 6 層后，我們將板變黑或變褐，然后將其發送到第二層層壓。由于與前面的步驟相同，因此不再詳細描述。

　　8.二次貼合（HDI壓板）

　　HDI板壓板：因為HDI的絕緣層厚度比較薄。因此，壓板比較困難。由于同等厚度的LDP的強度比RCC好很多，流速也較慢，因此更容易控制。

　　內層有盲埋孔的線路更容易因為凹陷而造成開路。因此，如果內層有盲埋孔，外層的電路設計應盡量避開內盲埋孔的位置。至少線路不應該穿過盲埋孔的中間位置。

　　另外，如果壓板時第二層和倒數第二層之間的埋孔過多，由于形成了通道，上側的介電層厚度會比下層的厚度薄在壓板過程中。介電層的厚度。因此，在電路設計時應盡量減少此類孔的數量。

　　CO 2 激光盲孔制造的工藝有很多種，各有優缺點。開銅窗法（ Conformal mask）是目前業界最成熟的CO 2 激光盲孔制作工藝。這種加工方法是采用圖案轉移工藝，蝕刻表面的銅箔層，蝕刻出需要激光加工的孔徑。然后根據銅膜的坐標程序，用比要加工的孔徑尺寸更大的激光束加工相同尺寸的小窗口。這種加工方法多用于多層多層板的減材制造過程中。 SYE 即此工藝用于制作CO 2 激光盲孔。

　　9.Conformal Mask

　　1、Conformal Mask是激光打孔的前期準備工序。它分為兩部分：Conformal mask1和Conformal mask2。

　　2、Conformal mask1是通過在上下的銅箔上劃線，蝕刻出母板外圍與子板外層盲孔（激光孔）之間的PAD對應的銅箔子板兩側，同時蝕刻母板 上部對應設置在子板兩側的自動曝光機對準目標的銅箔，用于生產保形掩模2和激光鉆孔。

　　3、Conformal mask2是在電路板上下兩面的銅箔上，在每個激光孔的位置蝕刻一個比激光孔稍大的窗口，通過做CO 2 激光加工的線條。

　　10. 激光鉆孔

　　由于用激光對HDI板用樹脂燃燒樹脂形成連通盲孔是用激光鉆的，當激光從上向下鉆時，能量逐漸減小，所以隨著孔徑不斷加深, 孔的直徑不斷變小。激光孔的孔徑一般為4-6mil（0.10-0.15mm）。根據IPC6016，孔徑<<=0.15mm的孔稱為微通孔。

　　如果孔徑大于0.15mm，一次鉆孔困難，但需要螺旋鉆孔，導致鉆孔效率降低。成本急劇上升。目前激光打孔一般采用三槍成孔，激光打孔速度一般為每秒100-200次。并且隨著孔徑的縮小，鉆孔速度明顯加快。

　　例如：當孔徑為0.100mm時，鉆孔速度為每秒120次?？讖綖?.076mm時，鉆孔速度為每秒170個孔。

　　11. 激光鉆孔金屬化

　　由于HDI板的激光鉆孔是通過激光鉆孔，激光鉆孔時的高溫會燒毀孔壁。燒焦的熔渣粘附在孔壁上，同時由于激光的高溫燃燒，第二層銅被氧化。因此，鉆孔后的微孔需要在電鍍前進行預處理。由于板的孔徑比較小，不是通孔，孔內的焦炭殘渣很難清除。去毛孔的時候需要用高壓水沖洗。

　　對于圣2階HDI板的封裝形式，需要特殊的盲孔電鍍和銅填充技術，成本會大大增加，所以目前只用于一些高端產品的設計和生產。

　　12、第三次內層干膜

　　在金屬化盲孔之后，將執行第二個 Conformal mask1。然后開始二次外層圖的制作，即內層干膜工藝返回到第2層和第7層圖。成品電路將送至黑化工序進行氧化處理。然后將第三次層壓 PCB。

　　層壓板將進行第三次盲孔蝕刻銅1和第二盲孔蝕刻銅2的生產。這是為第二次激光鉆孔做準備。由上可知，對于二階HDI需要經過多次對齊，因此對齊誤差也會累積，這也是二階HDI剔除率較大的原因之一。

　　就制作難度而言，二階HDI板的各種設計從簡單到難的順序如下：

　　1.有1-2層和2-3層孔。 2.只有1-3層孔。 3.有1-2層和1-3層孔。 4.有2-3層和1-3層孔。 5.有1-2層，2-3層，1-3層孔。

　　1、設計HDI孔時，盡量采用對稱設計。上面只列出了一側，另一側是相同的。

　　2.上述孔均為HDI孔 13.第二次激光鉆孔 14.機械鉆孔（鉆通孔） 15.去鉆沉銅（P.T.H）

　　將盲孔和通孔金屬化在一起

　　至此，HDI的特殊過程結束，正常轉移到普通板的過程結束。

　　16. 干膜和圖案電鍍

　　外層圖案轉移的原理與內層圖案轉移相似。兩者都使用感光干膜和照相的方法在板上印刷電路圖案。

　　外干膜和內干膜的區別是：

　?、?如果采用減影法，外層干膜與內層干膜相同，負片為板。板子的固化干膜部分就是電路。去除未固化的膜，酸蝕后退膜，電路圖形因膜的保護而留在板上。

　?、?如果采用正常方法，外層干膜采用正片。板子的固化部分為非電路區（基材區）。去除未固化膜后，進行圖案電鍍。有膜的地方不能電鍍，沒有膜的地方先鍍銅再鍍錫。去除薄膜后，進行堿性蝕刻，最后去除錫。電路圖案保留在板上，因為它受到錫的保護。

　　17. Wet film (solder mask) WET FILM SOLDER MASK

　　1、概念：阻焊工藝是在板子表面增加一層阻焊層。這層阻焊層稱為阻焊層（Solder Mask）或阻焊油墨，俗稱綠油。其作用主要是防止導體線路出現不良鍍錫，防止線路之間因潮濕、化學藥品等原因造成的短路，生產裝配過程中操作不良引起的斷路，絕緣，耐各種惡劣環境，以確保印制板的功能等

　　2、原理：目前PCB廠家使用的這層油墨基本都是使用液態感光油墨。制作原理部分類似于線圖的轉移。它還使用薄膜來阻擋曝光并將阻焊圖案轉移到PCB表面。具體流程如下：

　　前處理 》涂裝 》預烘 》曝光 》顯影 》UV固化 》熱固化

　　與此過程相關的是soldmask 文件。涉及的工藝能力包括阻焊層對位精度、綠油橋尺寸、過孔的制作方法、阻焊層厚度等參數。同時，阻焊油墨的質量也會對后期的表面處理、SMT貼裝、儲存和使用壽命產生很大的影響。此外，整個過程耗時長，制造方法多，因此是PCB生產中的重要工序。

　　目前，過孔的設計和制造方式是很多設計工程師比較關心的問題。阻焊層引起的明顯問題是PCB質檢工程師檢查的重點項目。

　　18.選擇性浸金（IMMERSION GOLD）

　　化學鍍鎳/金是對鍍層后需要電鍍的外露部分進行表面處理的一種方法。

　　深亞電子 高精密多層pcb工業級線路板廠家,20年豐富制板經驗，提供PCB線路板、 PCB設計、BOM配單、FPC柔性板、SMT貼裝一站式服務！