任意層HDI板制作的關鍵技術

劉誠 文軍 謝言清 劉恒淼

摘 要 隨著高階互連技術的發展，任意層HDI逐漸受到人們的關注。本文將分析HDI板制作的工藝流程，分析HDI板制作的關鍵技術，為提高HDI板制作的品質，解決HDI板制作和控制的難點，保證同類產品的質量提供參考。

【關鍵詞】任意層 HDI板 工藝 盲孔 電鍍

HDI板是智能手機、平板電腦等電子產品的重要組成，近年來，隨著技術的不斷發展，HDI板也逐漸發展為多階和任意層，可以預見，任意層HDI是未來智能電子設備發展的必然趨勢。與傳統一階、二階HDI板相比，任意層HDI制作難度更大，不僅密度高，制作流程較長，同時孔層分布復雜，本文將針對任意層HDI板制作的關鍵技術進行研究。

1 HDI板制作工藝流程

目前，HDI板層與層之間互聯主要以下幾種設計，錯孔互連、跨層互連、階梯互連以及疊孔互連，其中，疊孔互連占空間最小。研究認為，適當的是減少通孔數，增加盲孔數，能夠有效的提高布線密度。在疊孔互連中，主要采用電鍍填孔法和樹脂塞孔法，其中，電鍍填孔法具有更加明顯的優勢，可靠性高，導通性能好。因此，疊孔互連是目前盲孔設計應用最廣泛的設計方法。層間堆疊工藝制作流程為首先 制作一階盲孔，再次層壓，制作二階盲孔，按照該方法制作多階盲孔，采用電鍍填孔法實現層之間的互聯。從整體上看，HDI板制作工序復雜，流程較多，需要經過長時間的多次制作才能夠完成，包括線路、壓合、電鍍、；鐳射等步驟，對各層制作的準度和漲縮控制要求較高，同時，在材料、設備、環境、技術人員等方面也有較高的標準。

2 HDI板制作難點

2.1 盲孔制作

盲孔制作是HDI板制作中的關鍵技術，主要以激光成孔為主。激光成孔技術具體包括UV激光成孔、CO2激光成孔以及混合激光成孔幾種。其中，最為常用的為CO2激光成孔，具有成本低、效率高等優勢。在孔徑控制方面，由于該成孔技術解析度較低，孔徑通常大于0.1mm，而電鍍填孔則要求孔徑不能太大，否則會影響填孔效果，因此，必須將孔徑控制在0.1mm。L5～L6芯板控制難度較大，在控制孔徑和孔型時還應防止打穿底銅，芯板的制作是HDI板制作的關鍵，直接影響HDI板制作的成功與否。影響盲孔直徑的因素主要有波長、鐳射型態和直徑、聚焦距離等，光束直徑是控制孔徑的關鍵。此外，在制作盲孔時，還應該注重質量控制，包括過燒蝕、懸伸量、側蝕、真圓度、玻纖、孔底殘膠等。標準孔型應呈倒梯形，且下孔徑為上孔徑的75%～85%，孔壁呈直線，孔徑90μm-125μm，單邊≤10μm，真圓度≥85%，側蝕≤15μm，RCC板材≤10μm。

2.2 電鍍填孔

電鍍填孔中常用的硫酸鹽型電鍍液主要成分包括硫酸、硫酸銅、添加劑和氯離子等，對電鍍液成分進行控制，能夠達到良好的填孔效果。盲孔的縱橫比一般為在3：4～1：1，為確保Cu2+能夠有效沉積，降低孔內氣泡和空洞風險，主要采用高銅低酸的體系。氯離子是一種常見的陽極活化劑，能夠降低應力作用，保持鍍層的光亮和平整，同時，與抑制劑相互作用，能夠抑制PCB表面Cu2+沉積速度，實現與Cu2+配位，提高Cu2+還原速率，氯離子通常控制在50×10-6左右。添加劑主要是指運載劑、整平劑、光亮劑等，能夠影響沉積過程，控制沉積層的形態和性質 ，保持表面光亮、均勻、平整。

2.3 準度和漲縮控制

在任意層HDI板制作中，應用LDI技術，能夠提高對位準度，減少對接偏差。 除采用LDI技術，還可以設計對位靶標以及選擇對位方式，對準度進行控制。其中靶標設計是準度控制的關鍵，在實際工作中，常常被忽略，L5～L6芯板選擇單一機械孔，應注意疊板厚度、鉆孔參數、鉆咀質量等；其他層應選擇復合靶標對位，且通常在外圍設計12～20個對位靶點。在漲縮控制方面，應謹慎進行材料選擇，以高穩定性、高Tg材料為主；注重工程設計細節，優化圖形設計，選擇小拼版設計，根據試驗數據，設定預防系數；優化流程設計，嚴格控制壓板參數，使用化學法減銅；嚴格控制制作和存放環境的溫濕度。在實際工作中，會增加漲縮控制的難度，需要按照板子大小，進行分類處理，減少控制難度。

3 結束語

HDI板制作工藝流程較多，工藝復雜，在制作時，首先應選擇工藝流程，明確制作的關鍵技術，控制孔徑和孔型；合理配比電鍍液成分；注意填充率和凹陷度，確保填孔效果；加強準度和漲縮控制，采用LDI技術，設計對位靶標，選擇對位方式，謹慎選擇材料，優化工程設計和流程設計等。

參考文獻

[1]陳世金，徐緩，楊詩偉，韓志偉，鄧宏喜.任意層高密度互連電路板制作關鍵技術研究[J].電子工藝技術，2013，34（05）：279-283.

[2]吳會蘭，曾祥剛，黃勇，金立奎.任意層高密度互連板對位系統優化[J].印制電路信息，2014（12）：7-9.

[3]林旭榮，張學東.任意層互聯技術研究開發介紹[J].印制電路信息，2012（04）：157-160.

[4]Interactions of Cl- and Brightener-Components in Copper Plating from an Acid Sulphate Bath.Yokoi M，Konishi S. Metal Finishing.1983.

[5]Supercon-formal Electrodeposition of Copper in 500-90nm Features. Moffat T P，Bonevich J E，Huber W H，et al.Journal of the Electrochemical Society，2000.

作者單位

1.湖北碧辰科技股份有限公司 湖北省仙桃市 433000

2.深圳市萬潤科技股份有限公司 廣東省深圳市 518000

3.博羅縣永晟達電子有限公司 廣東省惠州市 516000

4.深圳漢之云電子科技有限公司 廣東省深圳市 518000