文档介绍：资料收藏-MAIL killmai@ 资料版权归原作者所有
增层法多层板与非机钻式导孔
Build Up MLB and Non – Drilled Via Hole
作者白蓉生先生
前言
早期多层板之层间互连与零件脚插装皆依靠全通式的镀通孔( PTH ) 去执行
彼时组装不密布线不多故问题也不大然因电子产品功能提升与零件增加乃由
早先的通孔插装改为节省板面的表面黏装 1980 年后 SMT 开始渐入量产使得 PCB
在小孔细线上成为重耍的课题然而这种采用钖膏与波焊的双面黏装做法仍受到零
件不断复杂化与引脚持续增多以及"芯片级封装"(CSP)极端轻薄短小的多层板压力
下积极因应的 PCB 业界又于 1990 年起推出"非机械钻孔式的盲孔埋孔甚至通孔
与板外逐次增加层面的"增层法(Build Up Process 工研院工材所译为"积层式"多层
板在微薄化方面再次出现革命性的进步本文即针对该非传统钻孔的各种专密制
程加以概述并专对电浆咬孔与雷射烧孔等两种商用制程做较详细的介绍
一传统多层板的制做与受限
传统多层板对层与层之间"互连"(Interconnection)的做法是先在各内层薄基
上以阻剂选择蚀铜做出所需的圆垫"Pads) 经压合及钻孔后即可将各层圆垫予以串
通并再以 PTH 及电镀铜方式使各层"孔环"得兴孔壁导通最后完成外层板面蚀刻的
线路即成为每层用孔环衔接全通孔(PTH)的互连系统其流程概要如下
.先就各内层面上的线路与圆垫进行成像与蚀刻(Print and Etch) 得到所
需的导体图形
.随即进行黑/棕氧化处理(Black Brown Oxide Treatment)完成各内层板
.加入胶片(Prepreg)与外层铜箔进行迭合与压合成为多层板半成品
.再进行钻孔镀通孔(PTH) 成像(Image Transfer;正片法或负片法)及
蚀刻得到外层线路并完成多层板之成品
传统多层板系采单次压合为半成品再行钻孔镀孔与线路蚀刻而达到整体互连之
目的凡欲与孔铜壁导通者则利用"孔环"(Annular Ring)与其它线路衔接;凡不欲与孔
铜壁导通者则在各层孔环外缘与大铜面之间采用"空环"(Clearance)予以隔绝
(Isolation)
资料收藏-MAIL killmai@ 资料版权归原作者所有
此种一次成型全板贯穿的传统互连做法处于目前之多脚零件增量装配在降低
成本减少层数致使细线布局不断增密而渴求面积情形下只有尽量缩小孔径兴孔环
甚至出现极其困难的无环(Landless)通孔以为因应如此将使孔径逼小到 1Omil 以下
的境界对生产力与成本方面都造成极大的负面影响
面临密集组装时传统全通孔所呈现的缺失有
层间互连用的传统通孔无法直接做在板面 SMD 的脚垫上需另以"扇出"(
图 l. 左为传统 SMD 焊垫进行互连所需之”扇出”(Fan Out) 引线与垫上直接盲孔无 Fan Out
之比较右为插孔 SMD 扇接导孔及电浆法盲导孔等孔径大小之比较 Fan Out)方式连通各脚
垫对板面的有限空间而言可谓十分浪费
全通孔会破坏多层板内在电压层的完整性使电容蒙受损失增加噪声
争夺零件组装所需的面积
妨碍多层板内在讯号层的布线面桢
密集组装迫使通孔孔径愈来愈小成本也愈来愈贵
早期镀通孔除用于层间"互连"之目的外还需担负起零件脚"插装"的任务故孔
径兴孔距皆有其下限 I986 年以后 SMT 十分成熟之际除了高功率大
型 CPU(约 1OW)与附加卡(Add-on Card)仍需挥装以确保可靠度之外其余大多数零件
的引脚均已改成"表面黏装" 因而板面上只需留下必要的矩型焊垫以供接脚即可
此种只扮演层间"互连"的传统镀通孔似乎无需一定要贯穿全板大可改
变成为只在部份层次间连通的盲孔(Blind Hole)与埋孔(Buried Hole) 以省下通孔在
板面上的用地让有限的外层面积尽量用以布线与焊接零件这就是板外逐次增层法
(Build-up)与非机钻式(Non-drilled)导孔(Via)的起因
资料收藏-MAIL killmai@ 资料版权归原作者所有
图 2. 全通 PTH 之传统多层板经部份改成盲孔埋孔后之挤缩小型化情形
(Buried Via)与盲导孔(Blind Via)
传统多层板的埋孔制作并不困难只要按一般双面板做法先将各内层薄板进行
钻孔镀孔及线路蚀刻