高密度互聯(lián)線路板(HDI線路板)是指孔徑在6mil以下,孔環(huán)之環(huán)徑(Hole Pad)在0.25mm以下者的微導孔,接點密度在130點/平方時以上,布線密度于117點/平方時以上,其線寬間距在3mil/3mil以下的電路板。
一種技術的迅速發(fā)展必然有相關領域的發(fā)展做支撐,HDI線路板快速發(fā)展就是以材料以及技術兩個方面的發(fā)展做基礎的。
一、材料方面
HDI線路板對材料提出了很多新的要求,如更好的尺寸穩(wěn)定性,抗靜電遷移性,無粘膠劑等,諸多新的要求不斷推動新材料的誕生,典型的有以下幾種。
1.涂覆樹脂銅箔( Resin Coated Copper foil ,RCC)
RCC主要有三種類型,一種是聚酰亞胺金屬化膜;第二種是使用與膜的化學成分相似的膠粘劑將聚酰亞胺膜與銅箔層壓復合在一起,層壓后膠粘劑與薄膜及銅箔不分離,也稱純聚酰亞胺膜;第三種是通過將液體聚酰亞胺澆鑄到銅箔上,然后進行固化形成聚酰亞胺膜,也稱澆鑄聚酰亞胺膜。RCC厚度薄、質量輕、撓曲性和阻燃性好、特性阻抗更匹配、尺寸穩(wěn)定性好,在HDI多層板的制作過程中,取代傳統(tǒng)的粘結片與銅箔的作用,作為絕緣介質和導電層,可以用傳統(tǒng)壓制成型工藝與芯板一起壓制成型,然后采用非機械鉆孔方式,如激光等,形成微孔(Mi2crovia)互連。為了滿足HDI應用對基材的性能的特殊要求,具有感光能力的液態(tài)聚酰亞胺已被研制出來,NittoDenko和Toray開發(fā)的幾種液態(tài)的聚酰亞胺樹脂作為HDI軟板的基材已經(jīng)商品化。這些液態(tài)聚酰亞胺樹脂已大量應用于采用無線懸浮設計的硬盤中,并將成為IC 封裝主要的絕緣材料。該材料相對聚酰亞胺薄膜成本較高,為了降低成本完善產(chǎn)品功能,新的技術有待研發(fā)。
RCC的出現(xiàn)和發(fā)展使PCB產(chǎn)品類型由表面安裝(SMT)推向芯片級封裝(CSP),使PCB產(chǎn)品由機械鉆孔時代走向激光鉆孔時代,推動了PCB微小孔技術的發(fā)展與進步,從而成為HDI線路板的主導材料。
二、材料的發(fā)展前景
HDI線路板從開發(fā)到應用迅猛發(fā)展,這與它自身的優(yōu)越性是密不可分的,其在電路板行業(yè)的突出優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面:①可降低PCB成本;②增加線路密度;③有利于先進構裝技術的使用;④擁有更佳的電性能及訊號正確性;⑤可靠度較佳;⑥可改善熱性質;⑦可改善射頻干擾⑧增加設計效率。
三、HDI技術的發(fā)展
HDI技術的發(fā)展對應用于軟板的主材料提出了更高的要求,其主要的發(fā)展方向表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)不用黏結劑的撓性材料的開發(fā)與應用。
(2)介質層厚度越來越薄,偏差小。
(3)液態(tài)光致保護層(L PIC)的開發(fā)。
(4)介電常數(shù)越來越小。
(5)介電損耗越來越小。
(6)玻璃化溫度高。隨著無鉛焊料的推廣和應用,焊接溫度比Sn-Pb焊料溫度提高15~30℃,提高焊接時穩(wěn)定性的問題日益明顯。
(7)CTE熱膨脹系數(shù)匹配要求嚴格。CTE熱膨脹系數(shù)匹,配時元器件引腳的CTE與HDI的匹配和兼容。LCP材料具有優(yōu)異物理性能以及加工性能,彌補了PI材料某些方面的不足,作為HDI材料的后起之秀LCP材料有很大的發(fā)展空間。近年來高分子材料,納米材料等技術的突飛猛進,為材料的發(fā)展拓寬了道路,在PCB行業(yè),必然也為HDI基材的發(fā)展帶來驚喜。
四、市場需求
HDI技術總的來說有兩個市場,一是受穩(wěn)定性驅動的PC主板市場,另一個就是受成本驅動的IC封裝用載板市場,如BGA球柵陣列,CSP芯片級封裝,覆晶技術,L2CSP(Wafer2level CSP)晶圓級CSP,MCM(muti2chip module)多芯片模組等。NEMI,IPC,SIA等組織預測了HDI載板的的發(fā)展,并把HDI產(chǎn)品分成5類:①低成本產(chǎn)品,如照相機,娛樂產(chǎn)品;②便攜式產(chǎn)品,如移動電話,個人數(shù)碼產(chǎn)品;③消費娛樂產(chǎn)品,如個人電腦,高終端游戲等;④高性能產(chǎn)品,如高級電腦,高終端工作站;⑤惡劣環(huán)境中用產(chǎn)品,如軍事,航空等。市場的需求是技術進步的源動力,推動HDI 印制電路板的蓬勃發(fā)展。
適用于HDI的材料,技術有較大的選擇的空間,并處于不斷的豐富發(fā)展當中。就目前形勢,涂覆樹脂銅箔(RCC)還是材料的主流趨勢,激光鉆孔是微孔加工的首選,金屬化則根據(jù)各廠家的實際情況有所區(qū)別。