在HDI板制造工藝中孔加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于PCB中的主要有以下5種:
●感光成孔
●等離子體成孔
●激光鉆孔
●固體(膏)成孔
●介質(zhì)置換成孔
每種微孔加工工藝都起始于基礎(chǔ)基板,它可以是簡單的包含地層和電源層的雙面板,也可以是除電源層和地層外還有一些信號層的多層板。芯板層通常已有鍍覆孔(PTH)。這些鍍覆孔會成為埋孔。這種芯板層通常也被稱為有源芯板。
廣州俱進科技有限公司設(shè)立有HDI小組,專注于所有HDI板項目,公司有激光鉆機,盲孔填銅線,從而減少發(fā)外交期上的耽誤,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性。廣州俱進科技有限公司的HDI板最快能做5-7天,而且從來沒有收到客戶對HDI板開短路的投訴。我們公司結(jié)合了兩三種不同的方式去制作HDI板。接下來,廣州俱進科技有限公司將為您介紹迄今最流行的微加孔工方法:激光鉆孔工藝。
激光鉆孔是迄今最流行的微孔加工方法,但不是速度最快的。如圖1所示,化學蝕刻微開是最快的,估計每秒能加工40000~5000個微孔,與等離子體法和感光法加工微孔的效率相當,都是批量加工微孔的工藝。
圖1 效率對比圖,基于各種成孔方法和孔徑:化學、等離子體、感光、激光
激光鉆孔也是最早的微孔加工技術(shù),其激光波長處于紅外線和紫外線區(qū)域之間。如圖2所示,當前主要的5種波長都被用于激光鉆孔。圖3展示了各種材料的吸收率曲線,如有機環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、粗化銅箔及玻璃布等。激光鉆孔必須設(shè)計光束的尺寸和能量,高能量的光東可以切割金屬、玻璃布,而低能量光柬只清除樹脂,不破壞金屬。大約20μm(4~1mi)大小的激光光斑會采用高能量光束,而100~350μm(4~14mil)的激光光斑會采用低能量光束。
圖2 使用激光鉆孔波長從紅外線到紫外線的區(qū)域,包括Nd:YAG激光
圖3 不同材料對不同波長激光能量的吸收:環(huán)氧樹脂、銅箔、玻璃布
采用UV波長燒蝕,權(quán)樹脂用CO2波長燒蝕
有多種激光類型被用于加工微孔。其中,有4種方法: UV/YAG激光、CO2激光、YAG/CO2或CO2/CO2結(jié)合。有3種介質(zhì)材料:RCC、純樹脂(干法或液態(tài)樹脂)、增強型粘結(jié)片。因此,采用激光系統(tǒng)加工微孔的方法取決于4種激光和3種材料的組合方式。
激光鉆孔工藝中有幾個因素必須注意:微孔的位置精度、孔徑的均勻性、 介質(zhì)固化后的尺寸變化、受溫濕度影響的尺寸變化、曝光設(shè)備的對位精度、負片的不穩(wěn)定性,等等。這些在整個微孔加工過程中必須得到仔細監(jiān)控。接下來,廣州俱進科技有限公司為您介紹以下三種微加工的方法:
1、UV/YAG激光
UV/YAG激光可以穿透銅,因此沒有必要進行預開窗,選擇的介質(zhì)可以是RCC或銅箔與粘結(jié)片的全體。
位置精度關(guān)系到目標盤的好壞,這與YAG激光有直接聯(lián)系。YAG激光的鉆孔速度比CO2慢,特別是孔徑大于或等于125μm時,因為其激光柬非常小。由于其過長的鉆孔時間,在微孔上面開窗就非常有必要。另外,YAG激光對介質(zhì)層厚度非常敏感,如果RCC的樹脂不夠平整,用于清除偏厚區(qū)域的激光能量可能會損壞目標盤;若能量過小,則有可能無法達到目標盤。
當介質(zhì)材料為RCC時,可以調(diào)整UV激光鉆孔速度到300~500孔/s。當介質(zhì)材料是樹脂而沒有銅時,采用CO2激光是最好的,因為CO2能夠提供更快的速度(一個單頭的激光每分鐘可以加工25000個孔,包含前期操作,如放板及對位等)。
UV/YAG激光設(shè)備最大的特點是,當材料采用RCC時,有能力加工非常小的孔(如20~30um的微孔,而在大批量生產(chǎn)時CO2激光能加工最小50μum的微孔)和具備優(yōu)秀的對位精度。
對于更快的加工方式,盡管YAG激光用戶通常會將銅蝕刻到6~9um厚,但這種方式也更常見于CO2激光鉆孔。
2、CO2及雙CO2激光一個CO2激光無法穿透銅箱,除非銅箔達到非常薄的5μm,且銅經(jīng)過黑化處理,能夠吸收激光能量。
當表面僅僅是樹脂時,CO2激光鉆孔速度可以達到20 0000~25 000孔/min,具體取決于孔的分布和密度。鉆孔速度可以持續(xù)提升,孔越密集,速度越快,因為位置移動耗時會更少。相比單激光頭的設(shè)備,雙激光頭設(shè)備的鉆孔效率可以提升約70%。
3、YAG/CO2這種組合被特別用于銅與粘結(jié)片的結(jié)構(gòu)。YAG激光提供良好的對位精度并能擊穿銅,但它更容易在粘結(jié)片鉆孔后留下玻璃布的凸出點。正如前面提到的,其對介質(zhì)層厚度偏差很敏感。但CO2激光在擊穿玻璃布上比YAG激光更徹底,在這個組合激光鉆孔過程中,YAG激光束被調(diào)整用于擊穿銅及清除一部分玻璃布,其他的則由CO2激光完成。鉆孔速度受YAG激光的限制,比純CO2激光慢-些。然而,這是PCB行業(yè)中優(yōu)先選用的加工設(shè)備,服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)路由器及基站設(shè)備的PCB,通常使用銅與粘結(jié)片的結(jié)構(gòu)。這類板的生產(chǎn)尺寸通常比較大,YAG激光能夠保證精度。汽車行業(yè)中的微孔板,通常也是此類設(shè)計結(jié)構(gòu)。