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技術(shù)專題
高密度互連印刷電路板：如何進(jìn)行HDI
HDI要求的主要原因來自芯片供應(yīng)商。原始的球柵陣列封裝支持常規(guī)通孔。針腳逐漸變得更加舒適。1.27毫米的間距變成1毫米，然后從0.8下降到0.65毫米。這是可以選擇鍍通孔（PTH）通孔的最終節(jié)點(diǎn)。
下一步是0.5毫米級BGA。我們?nèi)匀豢梢栽诤噶蠅|中使用通孔嵌入，但是存在兩個(gè)問題。一種是必須填充和蓋住通孔，以便獲得平坦的表面，該表面不允許回流期間的焊料流走。另一件事是，典型的“ 8/18”通孔的最終孔徑為0.2毫米，捕獲墊為0.45毫米。在0.5毫米間距的設(shè)備上，留有50微米的跡線，在跡線的兩側(cè)都留有氣隙。那只是不切實(shí)際。
微型通孔是進(jìn)入HDI池的第一步。主要的好處是微通孔是錯(cuò)誤的！除了其較小的尺寸外，真正的好處是微通孔跨越了一對層。您可以從第1層“鉆取”到第2層，然后在第2層扇形散開到PTH，以進(jìn)行其余的路由。這是HDI的最簡單實(shí)現(xiàn)。對于大多數(shù)人來說可能很明顯，但是我要花一點(diǎn)時(shí)間指出，“鉆孔”是用激光完成的。
實(shí)際上，兩個(gè)激光器比一個(gè)更好。有一個(gè)波長可以穿透銅，而另一個(gè)波長可以很好地切入介電材料，但大部分會反射掉銅。您想用紅外CO2激光穿透金屬，然后切換到摻釹釹釔鋁石榴石（Nd-YAG）的紫外激光，以穿透絕緣層。一旦碰到內(nèi)部第2層金屬，它就會停止脈動(dòng)，而不會燃燒穿過金屬。
這是關(guān)鍵。即使您要堆疊微導(dǎo)通孔以從第1層到第3層，您仍然希望第2層上的焊盤成為激光器的目標(biāo)。堆疊微孔的成本很小。在 PCB上使用了細(xì)小夾縫的交錯(cuò)微孔方法。這樣做的缺點(diǎn)是，它會吃掉更多傳統(tǒng)的第2層接地層。實(shí)現(xiàn)制造商的請求需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)。當(dāng)您銷售數(shù)百萬個(gè)小部件時(shí)，便士很重要。請注意，在HDI板上，接地層的理想位置不一定是第2層。
因此，存在尺寸差異和單層跨度，但是在設(shè)計(jì)帶有微孔的PCB之前還有另一個(gè)因素需要了解。一旦孔燒蝕掉材料，就必須進(jìn)行電鍍。幾乎不可能鍍上一個(gè)狹窄的深孔，因此介電材料必須非常薄才能使用微孔。該比率在0.6到1到1到1的范圍內(nèi)。使成品孔的大小與電介質(zhì)厚度相同將是最前沿，并且對于大多數(shù)制造廠來說可能是不可能的。您確實(shí)希望材料比孔直徑薄。
解決方案的核心：核心過孔
這意味著始終需要薄的電介質(zhì)。正如最近某些消費(fèi)產(chǎn)品的價(jià)格上漲一樣，HDI友好材料可能會存在交貨時(shí)間和價(jià)格壓力。成本和性能之間的平衡是通過微孔的有限使用實(shí)現(xiàn)的。我會說3-N-3堆疊是最有效的方法。讓我打開3-N-3的包裝。您從一塊N層厚的木板開始。為了討論的目的，我們將其稱為N = 4。三分表示核心周圍添加的層數(shù)。
車間將通過幾何圖形使用PTH以常規(guī)方式制作4層板。該板將成為成品板的核心。然后，他們在4層的每一面上再層壓一層。這些層約為50微米厚，以支撐75-100微米的過孔。他們一遍又一遍地進(jìn)行層壓和激光加工，最終得到三個(gè)激光通孔層，四個(gè)機(jī)械通孔層和另外三個(gè)激光通孔層，總共10層。
除薄的半固化片外，主要的成本動(dòng)因是層壓周期。從兩個(gè)，四個(gè)，六個(gè)或更多的核心層開始并不是一件大事。這就是為什么通用術(shù)語將所有這些核心堆棧都?xì)w為“ N”層。它將板子再次放入壓機(jī)，等待所有板塊在熱和壓力下膠合在一起，從而增加成本。壓力機(jī)通常是工廠中最昂貴的設(shè)備。它們的工作速度不如鉆孔機(jī)或電鍍槽。一家擁有一臺壓力機(jī)的商店存在瓶頸，因此必須為HDI板定價(jià)。
HDI的略有不同的方法-我最喜歡的疊放
一個(gè)不錯(cuò)的辦法是在外層上使用薄電介質(zhì)來制造HDI板的核心，并在第二次層壓循環(huán)之前在核心上創(chuàng)建微孔。這稱為2-N-2加堆疊。與3-N-3版本相比，它需要更少的印刷機(jī)行程。不利的是，芯孔向著堆疊的頂部和底部進(jìn)一步延伸了一層。芯孔突出的層通常是接地層的良好層。
從布線角度來看，具有跨度為1-2、2-3、3-4、4-7、7-8、8-9和9-10的通孔可以解決大多數(shù)令人煩惱的扇出問題。許多電路板可以用更少的技術(shù)來完成，有些電路板可能一直需要微孔。到那時(shí)，該電路板的兩側(cè)都裝有元件，并且可能具有帶有一千個(gè)或更多引腳的細(xì)間距BGA器件。當(dāng)您完成其中一種類型的木板時(shí)，成就感就會像潮水一樣沖刷您和您的腕管。