设计成功的HDI PCB的3个关键
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HDI板工艺流程介绍HDI板(High Density Interconnect board)是一种采用先进工艺制造的高密度互连电路板,具有更高的线路密度和更小的尺寸,可实现更复杂的电路设计和更高性能的电子产品。
HDI板工艺流程是指制造HDI板所需的一系列工艺步骤,下面将详细介绍HDI板工艺流程。
一、图纸设计与合规性审核HDI板制造的第一步是进行电路板的设计和图纸的制作。
设计师根据电路需求绘制电路图,然后将电路图转换为电路板的布局图,确定线路位置、尺寸和层级等。
设计师还需要对设计的电路板进行合规性审核,确保电路板满足相关的标准和规范要求。
二、材料准备与剥离在HDI板制造过程中,需要准备一系列的基板材料、介质材料和覆铜膜等。
首先,需要将基板材料剥离到所需的厚度,以便后续的加工和处理。
三、内层制作内层制作是HDI板工艺流程中的关键步骤之一、首先,需要在基板上涂覆一层铜薄膜,然后使用光刻技术将需要连接的电路图案绘制在铜薄膜上。
接下来,使用化学腐蚀技术将不需要的铜薄膜腐蚀掉,留下所需的电路线路。
四、填铜与压制填铜是为了加强电路板的机械强度和导电性能。
在填铜工艺中,首先在内层制作后的电路板表面涂覆薄膜覆铜剂,然后通过化学镀铜或电镀技术将铜层填充到所需的厚度。
填铜后,将多张内层电路板堆叠在一起,并使用高温和高压进行压制,以形成电路板的整体结构。
五、表面处理与图案化在HDI板制造的过程中,还需要对电路板进行表面处理和图案化。
表面处理主要是为了改善电路板的防腐蚀性能和易焊性。
常见的表面处理方法包括镀金、镀锡、化学镍金等。
图案化则是将电路板上的电路连接图案和器件安装图案绘制在电路板的外层。
通过光刻技术和蚀刻技术,将所需的线路和器件图案形成。
六、板间铜化与形成多层结构板间铜化是将多层电路板连接起来的关键步骤。
在板间铜化过程中,需要在电路板表面涂覆薄膜覆铜剂,然后通过电镀技术将铜层填充到所需的厚度。
多层电路板经过板间铜化后,形成一个整体的多层结构。
hdi工艺技术HDI(High Density Interconnect)工艺技术是一种高密度互连技术,用于制造高性能、高可靠性的印制电路板(PCB)。
它采用了一系列复杂的制造过程,以在有限的空间内提高电路板上的互连密度。
下面将详细介绍HDI工艺技术的主要过程和优势。
首先,HDI工艺技术主要包括了堆叠微孔填充、盲孔、埋孔和多层交叉等关键步骤。
在堆叠微孔填充过程中,通过多层电镀和堆叠,使得传统双面电路板上的空余空间被利用起来,从而实现互连线的堆叠。
盲孔是指从板子的一侧钻孔,并通过化学和机械加工来形成孔状结构,从而实现不同层之间的互连。
埋孔是在表面层和内部层之间形成金属插孔,用于传递电信号和电气能量。
多层交叉则是利用互连板和内部层之间的金属线路来实现电路信号的传输。
HDI工艺技术相比传统的PCB制造方法有许多优势。
首先,它可以大大提高电路板的互连密度。
由于堆叠微孔填充和盲孔的使用,HDI工艺技术能够提供更多的互连通道,从而在有限的空间内实现更多的电路信号传输。
其次,HDI工艺技术可以减小电路板的尺寸。
通过堆叠和埋孔的设计,HDI工艺技术能够将电路板的厚度降低到几乎是传统PCB的一半,使得设备更加紧凑。
第三,HDI工艺技术可以提升电路板的性能和可靠性。
多层交叉和埋孔的应用能够降低电路板的电阻和电抗,从而提高信号传输的速度和质量。
此外,通过减少电路板尺寸和增加互连密度,HDI工艺技术可以减少电路板上控制信号和电源信号的传输路径,从而降低信号干扰的概率,提高系统的可靠性。
总的来说,HDI工艺技术是一种先进的PCB制造技术,能够实现更高的互连密度、更小尺寸的电路板以及更高性能和可靠性的电路设计。
随着电子产品的发展和需求的不断增加,HDI 工艺技术也将得到广泛的应用。
在未来,我们可以预见,HDI 工艺技术将继续发展,为电子设备带来更多的创新和突破。
HDI线路板设计的注意事项陈丽飞【摘要】Based on unpopular in designing for HDI circuit board, in order to provide more effectively and useful experience to beginner, this article from the point of manufacturing, using the method of classification, explain profound theories to simple , and explain the processes for complex HDI manufacturing, interrelationship of manufacturing process & HDI circuit board designing, to provide good idea about manufacturing to HDI designer, To improve the manufacturability for HDI designing .The parameters of HDI manufacturing & experience of HDI designing in this paper, is from the PCB factory and PCB designer, such is more popularity and universality.%基于国内HDI线路板设计还不是非常普及,为给更多初接触HDI线路板设计者提供切实有用的参考和借鉴,本文从可制造性的角度出发,采用归类举例的方法,深入浅出的解释了HDI加工制造中复杂的难以理解的加工工序,并阐叙了加工工序对HDI线路板设计的影响,提醒初学者在HDI设计中应该注意到的有关加工制造的事项,切实提高设计的HDI板的可制造性。
HDI板制造工艺概述HDI(High-Density Interconnect)板,即高密度互连板,是一种在一张薄板上通过微细线路、孔和盖层连接多个半导体芯片及其他组件的印刷电路板(PCB)。
HDI板制造工艺是一项高级技术,旨在提高电路板的集成度和性能。
本文将对HDI板制造工艺进行概述。
1.设计:HDI板的设计是在硬件设计工程师的指导下完成的。
设计工程师需要根据电路设计要求和性能目标来确定电路板的层数、线宽线距、孔径和钻孔布局等参数。
2.材料准备:制造HDI板需要一系列特定的材料,包括基板材料、导电层、电镀材料和盖层等。
这些材料需要经过精细的加工和处理,以保证其质量和性能。
3.线路制作:线路制作是HDI板制造工艺中的核心步骤之一、它通常包括以下几个主要的步骤:-在基板上涂覆光刻胶,并通过光刻技术将设计好的线路图案转移到光刻胶上。
-使用酸浸蚀或电化学蚀刻的方法将未被光刻胶保护的金属层部分去除,形成线路。
-使用电镀技术将线路上镀上一层金属,以增加导电性能和保护线路。
4.钻孔:钻孔是制造HDI板的另一个重要步骤。
钻孔技术主要包括机械钻孔和激光钻孔两种。
钻孔的主要目的是提供电气连接和通孔间的互连。
5.电镀:电镀是为了保护线路和提高连接性能。
经过钻孔之后,将表面裸露出来的金属线路进行镀铜处理,以增加导电性能。
6.盖层制作:盖层是HDI板的另一个重要组成部分,用于加强电路板的机械强度和稳定性。
盖层通常由聚酰亚胺材料制成,通过热压或化学结合等工艺与板内进行层间粘结。
7.组装和测试:通过焊接和连接等工艺,将芯片、连接器和其他元器件安装到HDI板上。
安装完成后,还需要进行电气和功能测试,以确保产品的质量和性能。
综上所述,HDI板制造工艺是一项复杂而精细的技术,在高密度互连领域具有广泛的应用。
通过精确的设计、材料选择和工艺控制,可以实现电路板的高集成度、高性能和高可靠性。
随着电子产品对小型化、高端化和多功能化的要求不断增加,HDI板制造工艺将会发展出更多的创新和应用。
•引言•HDIPCB板制造工艺概述•制造过程中的挑战•解决方案与技术进步目录•设备与工艺协同优化•质量控制与检测手段完善•总结与展望01引言目的和背景汇报范围0102030402HDIPCB板制造工艺概述图形转移原材料准备蚀刻丝印与表面处理阻焊层制作传统PCB 制造工艺HDIPCB制造工艺特点采用微细线路和微小孔径设计,实现更高布线密度。
通过优化材料和工艺,提高产品可靠性和稳定性。
采用自动化生产线和先进设备,提高生产效率和降低成本。
采用环保材料和工艺,减少对环境的影响。
高密度高可靠性高效率环保性内层制作层压钻孔030201孔金属化外层制作阻焊层制作工艺流程及关键步骤丝印与表面处理测试与检验03制造过程中的挑战1 2 3基材选择铜箔要求粘结片材料选择及性能要求精细线路制作难度线宽/线距控制导通孔制作导通孔的尺寸和位置精度对信号传输质量和多层板可靠性至关重要,制作过程中需严格控制钻孔参数和镀铜工艺。
高密度互连技术挑战盲孔与埋孔技术多层板压合技术可靠性问题热稳定性耐湿性抗机械应力04解决方案与技术进步新型材料应用及性能提升高性能基材新型导体材料高性能覆铜板精细线路制作技术优化高精度光刻技术01激光直接成像技术02微电子加工技术03高密度互连技术创新盲埋孔技术微通孔技术高频高速传输技术可靠性增强措施表面处理技术01热设计优化02环境适应性提升0305设备与工艺协同优化设备升级改造方向高精度、高效率提升设备加工精度和生产效率,满足HDIPCB板高精度、高效率的制造需求。
智能化、自动化引入先进的控制系统和自动化技术,提高设备智能化水平,降低人工干预程度。
环保、节能采用环保材料和节能技术,降低设备能耗和废弃物排放,提高生产过程的环保性。
工艺流程优化策略精简工艺流程优化工艺参数引入新工艺技术设备与工艺协同作用设备升级推动工艺进步工艺优化提升设备效能设备与工艺相互促进06质量控制与检测手段完善质量控制关键环节识别原材料质量控制加工过程控制成品检验自动化检测设备应用引入先进的自动化检测设备,如AOI(自动光学检测)、AXI(自动X射线检测)等,提高检测效率和准确性。
任意层HDI板制作的关键技术作者:刘诚文军谢言清刘恒淼来源:《电子技术与软件工程》2018年第03期摘要随着高阶互连技术的发展,任意层HDI逐渐受到人们的关注。
本文将分析HDI板制作的工艺流程,分析HDI板制作的关键技术,为提高HDI板制作的品质,解决HDI板制作和控制的难点,保证同类产品的质量提供参考。
【关键词】任意层 HDI板工艺盲孔电镀HDI板是智能手机、平板电脑等电子产品的重要组成,近年来,随着技术的不断发展,HDI板也逐渐发展为多阶和任意层,可以预见,任意层HDI是未来智能电子设备发展的必然趋势。
与传统一阶、二阶HDI板相比,任意层HDI制作难度更大,不仅密度高,制作流程较长,同时孔层分布复杂,本文将针对任意层HDI板制作的关键技术进行研究。
1 HDI板制作工艺流程目前,HDI板层与层之间互联主要以下几种设计,错孔互连、跨层互连、阶梯互连以及叠孔互连,其中,叠孔互连占空间最小。
研究认为,适当的是减少通孔数,增加盲孔数,能够有效的提高布线密度。
在叠孔互连中,主要采用电镀填孔法和树脂塞孔法,其中,电镀填孔法具有更加明显的优势,可靠性高,导通性能好。
因此,叠孔互连是目前盲孔设计应用最广泛的设计方法。
层间堆叠工艺制作流程为首先制作一阶盲孔,再次层压,制作二阶盲孔,按照该方法制作多阶盲孔,采用电镀填孔法实现层之间的互联。
从整体上看,HDI板制作工序复杂,流程较多,需要经过长时间的多次制作才能够完成,包括线路、压合、电镀、;镭射等步骤,对各层制作的准度和涨缩控制要求较高,同时,在材料、设备、环境、技术人员等方面也有较高的标准。
2 HDI板制作难点2.1 盲孔制作盲孔制作是HDI板制作中的关键技术,主要以激光成孔为主。
激光成孔技术具体包括UV 激光成孔、CO2激光成孔以及混合激光成孔几种。
其中,最为常用的为CO2激光成孔,具有成本低、效率高等优势。
在孔径控制方面,由于该成孔技术解析度较低,孔径通常大于0.1mm,而电镀填孔则要求孔径不能太大,否则会影响填孔效果,因此,必须将孔径控制在0.1mm。
高频高阶不对称HDI板制作关键技术戴 勇 寻瑞平 刘红刚 敖四超(江门崇达电路技术有限公司,广东省智能工控印制电路板工程技术研究中心,广东 江门 529000)摘 要 高频高阶HDI板是当今PCB领域的研究热点之一。
文章以一款整体10层,包含高频、高阶叠孔、非对称结构压合、精密线路、高纵横比电镀等设计的高频高速高阶HDI板为例,概述了这类印制板制作过程中的常见制作难点,并就这些制作难点提出了一些新的改善思路和方法。
关键词 印制电路板;高密度互连板;高频;高阶;非对称结构压合中图分类号:TN 41 文献标识码:A 文章编号:1009-0096(2020)05-0020-06Key fabricating technology of the asymmetric HDI boards with high-frequency and high-stepDai Yong Xum Ruiping Liu Honggang Ao SichaoAbstract High-frequency and high-step HDI board has become one of the hot research topics in PCB field at present. Taking a 10-layer HDI board, including high frequency, high-step stack holes, asymmetric structural lamination, precise lines, high-aspect ratio electroplating, etc., as an example, this paper summarized the main technical difficulties in fabricating of this kind of PCBs and then put forward some new thoughts and ways for improvement on these technical difficulties.Key words PCB; HDI Board; High Frequency; High Step; Asymmetric Structural Laminating1 引言HDI(High Density Interconnector)板,即高密度互连板,是含有微盲/埋孔,利用激光钻孔、电镀填孔等工艺实现各层线路之间的电气连接[1]。
HDI印刷线路板流程介绍1. 简介高密度插入技术(HDI)印刷线路板是一种具有高密度孔位和细线宽/细线距的印刷线路板。
它以其卓越的电气性能和小尺寸而广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品中。
在制造HDI印刷线路板时,需要经历一系列的工艺流程。
本文将详细介绍HDI印刷线路板的制造流程。
2. 印制电路板(PCB)设计首先,我们需要进行印制电路板的设计。
设计师需要根据产品的电路连接需求和空间限制确定HDI板的尺寸。
然后,使用专业的设计软件(如Altium Designer、Cadence等)绘制电路图,并生成PCB文件。
3. 板材选择选择合适的基板材料对于制造HDI印刷线路板至关重要。
常用的基板材料包括FR-4、Rogers和PTEE等。
在选择时,需要考虑板材的介电常数、热膨胀系数、耐高温性能等因素。
4. 镀铜在HDI印刷线路板制造过程中,电路板通常会先进行表面镀铜。
表面镀铜的目的是增加线路板的导电性,方便后续的线路连接。
镀铜过程包括清洗板材、化学镀铜和电解镀铜等步骤。
5. 图形图像化在完成表面镀铜后,需要对线路板进行图形图像化处理。
该过程采用光刻技术,通过光阻层的引入,将PCB文件中的图形转移到线路板上。
6. 钻孔接下来,需要对HDI印刷线路板进行钻孔。
这些钻孔将用作电路的连接点和固定螺纹。
钻孔过程分为机械钻孔和激光钻孔两种方法,激光钻孔一般用于小孔位的处理。
7. 高压喷嘴高压喷嘴是为了清除镀铜过程中产生的废液和杂质。
通过高压水流的冲刷,可以有效地清洗线路板表面,使其光滑而干净。
8. 厚铜板在HDI印刷线路板制造过程中,有几个关键位置需要使用厚铜板来增加导电性和强度。
厚铜板一般通过电解沉积的方法添加到线路板的特定区域。
9. 确定化学镀铜在某些情况下,为了进一步提高线路板的导电性能,还需要进行化学镀铜处理。
化学镀铜可以填充和加强线路板中的细微孔隙。
10. 硬化为了增强线路板的耐用性和稳定性,需要对其进行硬化处理。
环测威官网:/ HDI是高密度互连的缩写,是一种在20世纪末开始发展的印刷电路板技术。
对于传统的PCB 板,使用机械钻孔,其中一些缺点包括孔径为0.15mm的高成本以及由于钻孔工具的影响而难以改进。
然而,对于HDI PCB,激光钻孔被利用,并且一旦它被引入,它就受到了广泛的欢迎。
HDI板也称为激光板,其孔径通常在3.0-6.0mil(0.076-0.152mm)和线宽3.0-4.0mil
(0.076-0.10mm)的范围内,这导致垫尺寸可以是大幅减少,以便在每个单位区域内安排更多布局。
HDI技术现在适应并推动了PCB产业的发展HDI电路板已广泛应用于各种设备中。
在电路板设计方面,与普通PCB相比,本质区别在于HDI PCB通过盲孔和埋孔而不是通孔获得互连。
此外,在HDI PCB设计中使用更细的线宽和更小的间距,从而可以充分利用布局和轨道的空间。
因此,HDI设计新手必须知道如何安排元件空间,如何切换盲孔,埋孔和通孔的应用,以及如何为信号线分配空间。
然而,第一个也是最重要的工作是了解HDI PCB制造过程中的相应工艺参数。
制造过程
•光圈
在通孔和盲孔/埋孔设计中必须考虑孔径比。
对于普通PCB使用的传统机械钻孔,通孔孔径应大于0.15mm,板厚与孔径比大于8:1(在某些特殊情况下,此参数可为12:1或更大)。
然而,对于激光钻孔,激光孔的孔径应在3至6mil的范围内,其中建议4mil,并且镀层填充孔的深度与孔径比最多应为1:1。
电路板越厚,光圈越小。
在电镀过程中,化学溶液难以进入钻孔深度。
虽然电路电镀装置通过振荡或压制将溶液压到钻孔中心,但是浓度梯度使得中心电镀相对较薄,这导致钻孔层上的微小电路开口。
更糟糕的是,当电压升高或电路板在恶劣环境中受到影响时,缺陷会变得更加明显,最终会导致电路断路和电路板故障。
因此,PCB设计人员必须事先充分了解PCB制造商的技术能力,否则将增加PCB制造难度,提高废品率,甚至制造失败。
•堆叠
环测威官网:/ HDI PCB层叠可以根据具有盲孔的层的顺序进行分类。
这是一些典型的类别:
一个。
1-HDI(带埋孔)。
下图显示了带有埋孔的1-HDI的结构:1-2个盲孔,6-5个盲孔,2-5个埋孔,1-6个通孔。
湾非堆叠2-HDI(带埋孔)。
下图显示了带有埋孔的非堆叠2-HDI的结构:1-2个盲孔(非堆叠),2-3个盲孔(非堆叠),8-7个盲孔(非堆叠),7-6盲孔(非堆叠),3-6埋孔,1-8通孔。
C。
堆积但非树脂填充的2-HDI。
图3显示了堆叠但非树脂填充的2-HDI的结构:1-2盲孔(堆叠),2-3盲孔(堆叠),8-7盲孔(堆叠),7-6盲孔(堆叠),3-6埋孔,1-8通孔。
环测威官网:/ d。
堆叠和树脂填充2-HDI。
图4显示了堆叠和树脂填充2-HDI的结构:1-2盲孔(堆叠),2-3盲孔(堆叠和树脂填充),8-7盲孔(堆叠),7-6盲孔(堆叠和树脂填充),3-6埋孔,1-8通孔。
在堆叠过程中,板通常受到压力和温度的影响,之后板中仍然存在应力。
如果堆叠板是不对称的,即板两侧的应力分布不均匀,则会形成单侧翘曲,大大降低了板的产量。
因此,设计人员必须采用不对称堆栈设计,必须考虑盲/埋孔的分布。
•流程
将讨论工艺流程,其中4层HDI具有1个堆叠和6层HDI,其中2个堆叠作为示例。
一个。
4层HDI,1层堆叠。
下图显示了具有1个堆叠的4层HDI的工艺流程。
除了钻孔顺序之外,4层HDI的工艺流程与普通PCB非常相似。
首先是2-3层的机械钻孔,然后是1-4层的机械通孔,然后是1-2个盲孔和4-3个盲孔。
环测威官网:/如果设计人员根据设计要求或性能直接钻1-3洞或4-2孔而不进行2-3次转换,这种设计将给制造带来极大困难,导致生产成本和废品率的增加。
因此,在拾取通孔方法时,必须考虑现有技术和制造要求。
湾6层HDI,2层堆叠。
图6显示了具有2个堆叠的6层HDI的工艺流程。
除了钻孔顺序之外,具有2个堆叠的6层HDI的工艺流程与普通PCB的工艺流程类似。
首先是3-4层机械钻孔埋孔,然后在2-5层上钻孔,然后在2-3层和5-4层上钻孔,然后在1-6上钻孔,最后钻孔1-2个盲孔和6-5个盲孔。
激光钻孔用于HDI板上的盲孔,激光钻孔过程中的高温烧灼孔壁,产生吸附在孔壁上的焦炭按钮。
同时,高温烧灼会使第二层上的铜氧化。
因此,激光钻孔后,应在电镀前进行预操作。
由于盲孔的孔径相对较小,因此很难消除焦炭按钮。
对于2-HDI,必须要求专业的盲孔电镀和填充,这大大增加了成本。
更糟糕的是,具有2个堆叠的6层HDI的处理流程需要一些对应点,以便累积的对位误差将增加,并且产品废品率将上升。
因此,除了极为先进的产品外,不建议使用2-HDI。
布局
HDI板上的组件布局通常具有如此高的密度,因此必须确保以后的可安装性,可焊性和可维护性。
可以基于下表确定组件之间的间距。
环测威官网:/
表1中列出的参数是符合普通焊接要求的有限值。
在实际生产中,考虑到可安装性和可维护性,应在空间内尽可能大地扩大间距,以便于组装,返工和焊接。
在布局方面还需要考虑其他方面:
•RF /模拟/模拟- 数字转换/数字部分必须严格划分空间。
无论它们位于同一侧还是不同侧,它们之间的间距应该扩大。
•同一模块的布局应布置在同一侧,以减少钻孔或更换层的面积。
因此,在布局过程中,必须确定关键电路,并根据信号的显着性水平,将它们安排在关键部件周围。
•高功率信号应远离其他信号排列。
跟踪
在跟踪过程中必须考虑一些因素,包括最小线宽,安全间距的控制和轨道的均匀性。
如果间距太短,则可能在内部干膜过程中产生剪切膜。
薄膜残留会导致短路。
如果线宽太小,则膜的吸收很弱,会引起开路。
电路的不均匀性会导致铜厚度分布的不均匀性和树脂在不同点的流动速度。
因此,在设计过程中必须注意轨道和铜的不均匀性。
在轨道方面还需要考虑其他方面:
•顶层和底层的元件具有相对良好的隔离效果,因此应降低内层信号之间的相互串扰。
•对于RF和模拟区域中的重要信号,应确保每个信号周围的短接地回流路径。
•不得在重要信号的轨道区域添加无物理连接干扰的盲孔,以避免相互干扰,但属于地网的盲孔可以。
•由于跟踪空间有限,首先是重要信号和具有阻抗要求的信号的跟踪空间。
•在能量满足电流的前提下,应避免单块路面,以减少对其他信号的干扰。
•如果信号质量先到,可以直接在垫上钻孔。
对于BGA区域,盲孔和焊盘可以保持切线,以避免对BGA焊接的影响。
•在连续性方面,盲孔/埋孔比通孔更差。
因此,对于具有阻抗要求的信号,应缩短焊盘和盲孔之间的引线长度,盲孔和埋孔,并应完成信号的上下表面。
环测威官网:/总之,在HDI板设计过程中,必须事先充分考虑复杂的可制造性。
大多数设计人员都熟悉常规PCB的工艺参数,而HDI设计新手应该了解定制电路板制造商的HDI PCB规格,以确保他们的项目。