PCB線路板HDI板的加工原理？

什么是HDI

HDI（High Density Interconnection）高度互連PCB的英文縮寫，是在傳統多層線路板制造技術基礎上，通過高密度微細布線和微小導通孔技術來實現，輔以激光鉆孔，水平/直立式PTH濕法流程等工藝生產的多層埋/盲孔PCB的簡稱。

根據IPC-2226里面的定義：

盲孔或埋孔直徑≤0.15mm[0.00591 in]，盤直徑≤0.35mm[0.0138 in]，通過激光或機械鉆孔，干/濕蝕刻，圖形轉移，通過電鍍形成導電包覆。

備注：孔徑＞0.15mm[0.00591 in]參考本標準中導通孔。

HDI常用鉆孔尺寸范圍：

3-5mil，一般取中間值4mil進行設計生產的比較多。

HDI常用的IPC標準

1）IPC/JPCA-2315-高密度互連結構與微孔設計指南

2）IPC-2226-高密度互連（HDI）印刷電路板設計準則之部

3）IPC/JPCA-4104-高密度互連（HDI）結構之介電質材料驗證與性能表現規范

4）IPC-6016，高密度互連（HDI）結構的驗證與性能表現規范

HDI盲孔的加工原理：

非機械鉆孔，孔徑在0.15mm（6mil）以下盲孔，盲孔底部Pad在0.25mm（10mil）以下者，特稱為Microvia微導孔或微孔。

微孔通常采用激光方式加工，光類型主要包括紅外光和紫外光兩種。

常見的LASER激發方式通常有兩種：

一種是UV光，一種是密封CO2氣體利用紅外線的熱能，當溫度升高或能量增加到一定程度后，如有機物的熔點、燃點或沸點時，則有機物分子的相互作用力或束縛力將大為減小到使有機物分子相互脫離成自由態或游離態，由于激光的不斷提供能量，而使有機分子逸出或者與空氣中的氧氣燃燒而成為二氧化碳或水氣體而散離去，由于激光是以一定直徑的紅外光束來加工的，因而形成微小孔。

固態Nd：YAG紫外激光器發射的是高能量的紫外光光束，利用其光學能(高能量光子)，破壞了有機物的分子鍵(如共價鍵)，金屬晶體(如金屬鍵)等，形成懸浮顆?；蛟訄F、分子團或原子、分子而逸散離出，最后形成盲孔。

激光孔的填孔方式：

電鍍填孔的優點

1.有利于設計疊孔(Stacked)和盤上孔(via on Pad)

2.改善電氣性能，有助于高頻設計

3.有助于散熱和增加載流

4.塞孔和電氣互連一步完成

5.盲孔內用電鍍銅填滿，可靠性更高

由于鐳射孔的孔徑較小為0.075-0.2mm，采用電鍍的方式，增加孔內銅厚度，從而達到塞孔的目的。

填孔電鍍的板厚孔徑比(厚徑比)極限在1:1，通常在0.8：1，也就是用4mil的激光孔，填孔最大深度在4mil，正常深度在3.2mil左右。下圖是一個典型的HDI板的疊層圖，可以看出來，所有盲孔層的介厚沒有超過1：1的厚徑比。