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1、HDIHDI板的介绍及可制造性设计优化板的介绍及可制造性设计优化板的介绍及可制造性设计优化板的介绍及可制造性设计优化金鑫金鑫金鑫金鑫2012.03.08 2012.03.08 2012.03.08 2012.03.08 一、HDI的定义二、HDI板的优势三、HDI板产品展示四、HDI板关键设备五、HDI板的工艺能力六、HDI板的设计注意事项七、HDI板的材料介绍及其选择八、HID板的叠层结构设计及优化目录High Density Interconnections 高密度互连技术高密度互连技术一、HDI的定义HDI板是指通过高密度微细布线和微小导通孔技术来生产制作的线路板。是PCB行业在20世纪
2、末发展起来的一门较新的技术。传统的PCB板的钻孔由于受到钻刀影响，当钻孔孔径达到0.15mm时，成本已经非常高，且很难再次改进。而HDI板的钻孔不再依赖于传统的机械钻孔，而是利用激光钻孔技术（所以有时又被称为镭射板。）HDI板的钻孔孔径一般为3-6mil(0.076-0.152mm)，线路宽度一般为3-4mil(0.076-0.10mm)，焊盘的尺寸可以大幅度的减小所以单位面积内可以得到更多的线路分布，高密度互连由此而来。HDI技术的出现，适应并推进了PCB行业的发展。使得在HDI板内可以排列上更加密集的BGA、QFP等。二、HDI板的优势1、增加线路密度：传统电路板与零件的互连，必须经由QF
3、P四周所引出的线路与通孔导体作为连接的方式（扇入及扇出方式），因此这些线路需要占据一些空间。而微孔技术可以将互连所需的布线藏到下一层去，其不同层次间焊垫与引线的衔接，则以垫内的盲孔直接连通，无须以扇入及扇出式布线。因此外层板面上可放置一些焊垫（如mini-BGA或CSP之小型球焊）以承接较多的零件，可增加电路板的密度。同时HDI板的孔径及(holepad)更小，也能起到节省空间，增加布线密度的作用。目前许多高功能的手机板，便是使用此种新式布线法。2、轻、薄、短、小：由于布线密度的增加，PCB板可以在更小的空间内，更多的布线，实现要求的功能，使PCB板的面积更小，同时实现同样的功能需要的层数更少
4、，使PCB板的整体板厚可以变得更薄。3、有利于先进构装技术的使用：一般传统钻孔技术因焊垫大小（通孔）及机械钻孔的问题，并不能满足细线路的小型零件需求。而利用微孔技术的制程进步，设计者可以将最新的高密度IC构装技术，如矩阵构装（Arraypackage）、CSP及DCA（DirectChipAttach）等设计到系统中。4、拥有更佳的电性能及讯号正确性：利用微孔互连除可以减少讯号的反射及线路间的串讯干扰，并使电路板线路的设计可以增加更多空间外，由于微孔的物理结构性质是孔洞小且短，所以可减少电感及电容的效应，也可减少讯号传送时的交换噪声。5、可靠度较佳：微孔因有较薄的厚度及1：1的纵横比，在讯号传
5、递时的可靠度比一般的通孔来得高。6、可改善热性质：HDI板的绝缘介电材料有较高的玻璃转换温度（Tg），因此有较佳的热性质。7、可改善射频干扰/电磁波干扰/静电释放（RFI/EMI/ESD）：微孔技术可以让电路板设计者缩短接地层与讯号层的距离，以减少射频干扰及电磁波干扰；另一方面可以增加接地线的数目，避免电路中零件因静电聚集造成瞬间放电，而发生损坏。8、增加设计效率：微孔技术可以让线路安排在内层，使线路设计者有较多的设计空间，因此在线路设计的效率可以更高。三、HDI的产品展示四、HDI的关键设备五、HDI板的工艺能力项目批量标准能力样品标准能力外层最小线宽/间距3/3MIL2.6/2.8MIL内
6、层最小线宽/间距3/3MIL2.6/2.8MIL最小通孔直径8MIL6MIL最小盲孔直径4MIL3MIL内/外层最小机械孔焊盘尺寸14MIL12MIL最小盲孔焊盘尺寸12MIL10MIL最大盲孔深度/介质层厚度3.2MIL4MIL最小埋孔直径8MIL6MIL最大通孔厚径比12：113:1最大盲孔厚径比0.8:11:1层数1826板厚0.4-6.0MM0.4-8.0MM孔铜20um30um填孔可以可以阻焊对位公差+/-1.5MIL+/-1.5MILHDI层间偏差+/-3MIL+/-3MIL阻抗控制公差+/-10%+/-7%孔径公差（PTH）+/-3MIL+/-3MIL孔径公差（NPTH）+/-2
7、MIL+/-2MIL表面处理喷锡、沉金、电金、OSP、沉锡、沉银、选择性镍金、金手指混合表面处理沉金+OSP+碳油，其中任意一种或两种组合六、HDI板的设计注意事项1、激光孔直径为0.076-0.15mm(3-6 mil);环宽3mil;2、激光孔不能钻通孔，层介质厚度0.1mm ；3、激光孔加工层及激光孔连接层铜厚1oz ；4、叠层设计要对称，完成板件的层数需要偶数，各层铜厚及介质 层厚度尽可能的对称七、HDI板的材料介绍及其选择常用 HDI绝缘材料一览表材料类别规格RCC材料60T12、 65T12 、80T12、60T18、 80T18LDP1080LDP、106LDP普通FR-4108
8、0 、106普通FR-4PP材料介绍制作HDI增层材料的介质层，如果采用PP材料，那么材料成本低，其加工性、可靠性等方面却略为弱点，主要表现在板件的耐离子迁移(CAF)测试略差点，随着PCB行业对HDI加工技术水平的不断提升，产品可靠性方面已再不成问题。它具有成本低、刚性强度好、实用性强、适应性广等特点，而广泛应用在HDI制造方面，但其表面焊盘抗剥强度较弱，对于一些有跌落测试要求苛刻的HDI就不太适合，这类介质层材料适应于中低端、易耗电子类消费产品上，例如一些中低端的手机板或中低端的其它电子产品等LDP材料介绍LDP其成本比普通PP要高，介于普通PP与RCC之间，其产品的可靠性优于普通PP材料
9、，即这种材料的介质层的耐CAF优于PP材料，介质层的均匀性也优于PP材料，成品的PCB其刚性强度好，广泛应用在HDI印制板中；其表面焊盘的抗剥强度完全能满足并远远高于行业国际标准，这类介质层材料适应高中端手机板或高中端电子产品等。LDP的PP材料使用的是扁平玻璃布，有利于HDI板的镭射成孔RCCRCC材料的介绍：材料的介绍：HDI绝缘层所使用的特殊材料 RCC RCC ：涂胶膜铜箔(Resin Coated Copper) 是指将特别的树脂膜层涂在电镀铜箔上。这层膜可以完全覆盖内层线路而成绝缘层.优点:*不含玻璃介质层，易于镭射以及等离子微孔成形*极高的抗剥离强度*高韧性，容易操作*表面光滑，
10、适合微窄线路蚀刻缺点：*成本高*成品板整体的刚性强度弱，贴装后如果元器件在整板面分布不均的话，会造成板件易翘曲现象*存储环境要求高这类介质层材料适应制造高端电子产品等，如果产品有高要求的跌落测试的话，建议采用此类材料所以积层材料的选择，综合考虑的话，建议优先选用LDP材料，中低端电子消耗产品可选用普通PP材料为积层材料。如果从成本考虑，增层材料选择顺序，可以优先考虑普通PP材料，或LDP材料，最后考虑RCC。如果从高频、低介材料选择，那么优先选择RCC和LDP材料。八、常见HDI的结构及其优化1、简单的一次积层印制板（一次积层6层板，叠层结构为（1+N+1）这类设计最简单，内层没有埋孔，一次压
11、合完成，虽然是一次积层，但制造非常类似常规多层板一次层压，只是后续与多层板不同的事需要激光钻盲孔。由于这类叠层结构没有埋孔，成本比常规一次积层板低。2、常规的一次积层印制板（一次积层6层板，叠层结构为（1+NB+1）这类设计结构是（1+NB+1),也是目前业界的一次积层板的主流设计，内层有埋孔，需要二次压合完成。如果设计人员能讲这类设计优化为上面第1类的简单一次积层设计，则能够降低成本，对供求双方都是益的。3、常规的二次积层印制板（二次积层8层板，叠层结构为（1+1+NB+1+1）这类设计的盲孔方式为1-2,2-3,3-6,6-7,7-8，这是目前业界二次积层的主流设计，需要三次压合完成。没有
12、叠孔设计，制作难度正常，如果能将3-6层的埋孔设计优化为2-7层的埋孔，则可以减少一次压合，从而能达到降低成本的效果。4、叠孔的二次积层印制板（二次积层8层板，叠层结构为（1+1+NB+1+1）这类设计的盲孔方式为1-3,2-7,6-8，虽然是二次积层板结构，但由于埋孔不是3-6，而是2-7，这样能减少一次压合。但这类设计有另外一个难制作之处，有1-3,6-8的盲孔，需拆分成1-2,2-3,6-7,7-8盲孔制作，就需要将2-3层，6-7层盲孔采用填孔制作，从而使得制作难度和成本大大提高，因此建议在设计过程中，尽量不要采用叠孔设计，将1-3盲孔，转化为错开的1-2,2-3的埋盲孔，降低产品的制
13、造成本。5、一种非常规二次积层印制板（二次积层8层板，叠层结构为（1+1+NB+1+1）这类设计的盲孔方式为1-3,3-6,6-8，虽然是二次积层板结构，但由于客户不允许将1-3,6-8的盲孔做成叠孔式盲孔（1-2,2-3），这种跨层盲孔其深度为常规1-2层盲孔的翻倍，使得激光钻孔难度加大，后续沉铜和电镀的难度也增大。制作难度明显提升，一般没有一点技术水平的PCB厂家，难以制作此类板，因此这种设计不建议采用，除非有特殊要求。1.1+4+1埋孔HDI两张芯板结构优化为一张芯板结构；2.禁止使用外层通孔盘中孔工艺使用于内层埋孔（H60294使用该流程造成客户端爆板），禁止使用阻焊塞埋孔，使用压胶+capplating工艺代替.工程中心对全部HDI流程卡做了更新；九、我司对于HDI板制作的优化及改善
