印製電路高精密度化是指採用細密線寬/間距、微小孔、狹窄環寬(或無環寬)和埋、盲孔等科技達到高密度化。 而高精度印製電路板是指“細、小、窄、薄”的結果必然帶來精度高的要求,以線寬為例:O.20mm線寬,按規定生產出O.16-0.24mm為合格,其誤差為(O.20土0.04)mm; 而O.10mm的線寬,同理其誤差為(0.10±O.02)mm,顯然後者精度提高1倍,依此類推是不難理解的,囙此高精度要求不再單獨論述。 但卻是生產科技中一個突出的難題。
(1)細密導線科技今後的高細密線寬/間距將由0.20mm-O.13mm-0.08mm—0.005mm,才能滿足SMT和多晶片封裝(Multichip Package,MCP)要求。 囙此要求採用如下科技。
①採用薄或超薄銅箔(&;lt;18um)基材和精細表面處理科技。
②採用較薄幹膜和濕法貼膜工藝,薄而質量好的幹膜可减少線寬失真和缺陷。 濕法貼膜可填滿小的氣隙,新增介面附著力,提高導線完整性和精度。
③採用電沉積光致抗蝕膜(Electro—deposited Photoresist,ED)。 其厚度可控制在5-30/um範圍,可生產更完美的精細導線,對於狹小環寬、無環寬和全板電鍍尤為適用,現時全球已有十多條ED生產線。
④採用平行光曝光科技。 由於平行光曝光可克服“點”光源的各向斜射光線帶來線寬變幅等的影響,因而可得線寬尺寸精確和邊緣光潔的精細導線。 但平行曝光設備昂貴,投資高,並要求在高潔淨度的環境下工作。
⑤採用自動光學檢測科技(Automatic Optic Inspection,AOI)。 此科技已成為精細導線生產中檢測的必備手段,正得到迅速推廣應用和發展。 如AT&; T公司有11臺AoI,}tadco公司有21臺AoI專門用來檢測內層的圖形。
(2)微孔科技表面安裝用的印製板的功能孔主要是起電力互連作用,因而使微孔科技的應用更為重要。 採用常規的鑽頭資料和數控鑽床來生產微小孔的故障多、成本高。 所以印製板高密度化大多是在導線和焊盤細密化上下功夫,雖然取得了很大成績,但其潜力是有限的,要進一步提高細密化(如小於O.08mm的導線),成本急昇,因而轉向用微孔來提高細密化。
近幾年來數控鑽床和微小鑽頭科技取得了突破性的進展,因而微小孔科技有了迅速的發展。 這是當前印製板生產中主要突出的特點。 今後微小孔形成科技主要還是靠先進的數控鑽床和優良的微小頭,而雷射技術形成的小孔,從成本和孔的質量等觀點看仍遜色於數控鑽床所形成的小孔。
①數控鑽床現時數控鑽床的科技已取得了新的突破與進展。 並形成了以鑽微小孔為特點的新一代數控鑽床。 微孔鑽床鑽小孔(小於0.50mm)的效率比常規的數控鑽床高1倍,故障少,轉速為11-15r/min; 可鑽O.1-0.2mm微孔,採用含鈷量較高的優質小鑽頭,可三塊板(1.6mm/塊)疊起進行鑽孔。 鑽頭斷了能自動停機並報知位置,自動更換鑽頭和檢查直徑(刀具庫可容幾百支之多),能自動控制鑽尖與蓋板之恒定距離和鑽孔深度,因而可鑽盲孔,也不會鑽壞檯面。 數控鑽床檯面採用氣墊和磁浮式,移動更快、更輕、更精確,不會劃傷檯面。 這樣的鑽床,現時很緊俏,如意大利Prurite的Mega 4600,美國ExcelIon 2000系列,還有瑞士、德國等新一代產品。
②雷射打孔常規的數控鑽床和鑽頭來鑽微小孔的確存在很多問題。 曾阻礙著微小孔科技的進展,因而雷射蝕孔受到重視、研究和應用。 但是有一個致命的缺點,即形成喇叭孔,並隨著板厚新增而嚴重化。 加上高溫燒蝕的污染(特別是多層板)、光源的壽命與維護、蝕孔的重複精度以及成本等問題,因而在印製板生產微小孔方面的推廣應用受到了限制。 但是雷射蝕孔在薄型高密度的微孔板上仍得到了應用,特別是在MCM—L的高密度互連(HDI)科技,如M.C.Ms中的聚酯薄膜蝕孔和金屬沉積(濺射科技)相結合的高密度互連中得到應用。 在具有埋、盲孔結構的高密度互連多層板中的埋孔形成也能得到應用。 但是由於數控鑽床和微小鑽頭的開發和科技上的突破,迅速得到推廣與應用。 因而雷射鑽孔在表面安裝印製板中的應用不能形成主導地位。 但在某個領域中仍佔有一席之地。
③埋、盲、通孔科技埋、盲、通孔結合科技也是提高印製電路高密度化的一個重要途徑。 一般埋、盲孔都是微小孔,除了提高板面上的佈線數量以外,埋、盲孔都是採用“最近”內層間互連,大大减少通孔形成的數量,隔離盤設定也會大大减少,從而新增了板內有效佈線和層間互連的數量,提高了互連高密度化。 所以埋、盲、通孔結合的多層板比常規的全通孔板結構,在相同尺寸和層數下,其互連密度提高至少3倍,如果在相同的技術指標下,埋、盲、通孔相結合的印製板,其尺寸將大大縮小或者層數明顯減少。 囙此在高密度的表面安裝印製板中,埋、盲孔科技越來越多地得到了應用,不僅在大型電腦、通訊設備等中的表面安裝印製板中採用,而且在民用、工業用的領域中也得到了廣泛的應用,甚至在一些薄型板中也得到了應用,如各種PCMCIA、Smard、IC卡等的薄型六層以上的板。
埋孔、盲孔結構的印製電路板,一般都採用“分板”生產方式來完成,這就意味著要經過多次壓板、鑽孔、孔化電鍍等才能完成,因而精密定位是非常重要的。