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近几年来，印刷电路板（以下简称PCB）市场重点从计算机转向通信，这两年更是转向智能手机、平板电脑类移动终端。因此，移动终端用HDI板是PCB增长的主要点。以智能手机为代表的移动终端驱使HDI板更高密度更轻薄。 PCB全都向高密度细线化发展，HDI板尤为突出。在十年前HDI板的定义是线宽/线距是0.1 mm/0.1 mm及以下， 现在行业内基本做到60 µm，先进的为40 µm。 PCB线路图形形成，传统的是铜箔基板上光致成像后化学蚀刻工艺（减去法）。这种做法工序多、控制难、成本高。当前精细线路制作趋于半加成法或改进型半加工法。 导体与绝缘基材的结合力，习惯做法是增加表面粗糙度以增加表面积而提高结合力，如强化去玷污处理粗化树脂层表面，用高轮廓铜箔或氧化处理铜面。对于细导线，这种物理方法保证结合力是不行的。于是开发出平滑树脂面上化学镀铜高结合力铜箔，如有“分子接合技术”，是对树脂基材表面化学处理形成一种官能基团能与铜层密切结合。 另外还有细线路制作过程中干膜成像图形转移，铜箔的表面处理是成功的关键因素之一。采用表面清洗剂和微蚀刻剂的最佳组合，以提供一个干净的表面与有足够的面积，促进干膜的附着力。采用化学清洗去掉铜箔的表面抗变色处理层，以及除去污垢与氧化物，依照铜箔的类型选择适当的化学清洁剂，其次是微刻蚀铜箔表面。为使成像干膜与铜层、阻焊图形与细线路结合可靠，也应采取非物理粗化表面的方法。 现在半加成法热点是采用绝缘介质膜积层，从精细线路实现和制作成本看SAP比MSAP更有利。SAP积层用热固化树脂，由激光钻孔后电镀铜形成导通孔和电路图形。 目前国际上的HDI积层材料以环氧树脂搭配不同固化剂，以添加无机粉末提高材料刚性及减少CTE，也有使用玻纤布增强刚性。 从可靠性考虑，互连孔都采取电镀铜填孔技术，包括盲孔填铜和通孔填铜。 镀铜填孔的能力表现在填实性：被铜封闭的孔中是否存在有空洞；平整性：镀铜孔口存在凹陷（Dimple）程度；厚径比：板厚（孔深）与孔径的比例。 全球半导体封装中有机基板占到超过三分之一的市场份额。随着手机和平板电脑产量增长， FC-CSP和 FC-PBGA大增。封装载板由有机基板取代陶瓷基板，封装载板的节距越来越小，现在典型的线宽/线距为15 µm。 未来的发展趋势。在BGA和CSP细间距载板会继续下去，同时无芯板与四层或更多层的载板更多应用，路线图显示载板的特征尺寸更小，性能重点要求低介电性、低热膨胀系数和高耐热性，在满足性能目标基础上追求低成本的基板。 电子通信技术从有线到无线，从低频、低速到高频、高速。现在的手机性能已进入4G并将迈向5G，就是有更快传输速度、更大传输容量。全球云计算时代到来使数据流量成倍增加，通讯设备高频高速化是必然趋势。PCB为适合高频、高速传输的需要，除了电路设计方面减少信号干扰与损耗，保持信号完整性，以及PCB制造保持符合设计要求外，重要的是有高性能基材。 为解决PCB增加速度和信号完整性，主要是针对电信号损失属性。基材选择的关键因素介电常数（Dk）与介质损耗（Df ），当Dk低于4与Df 0.010以下为中Dk/Df级层压板，当Dk低于3.7与Df 0.005以下为低Dk/Df级层压板。 高速PCB中导体铜的表面粗糙度（轮廓）也是影响信号传输损耗的一个重要因素，特别是对10 GHz以上范围的信号。在10 GHz时铜箔粗糙度需要低于1 µm，使用超平面铜箔（表面粗糙度0.04 µm）效果更佳。 伴随着电子设备小型化、高功能，产生高发热，电子设备的热管理要求不断增加，选择的一个解决方案是发展导热性印制电路板。要求PCB有高导热性和耐热性，近十年来一直为此努力。已有高散热性PCB如平面型厚铜基板PCB、铝金属基PCB、铝金属芯双面PCB、铜基平面型PCB、铝基空腔PCB、埋置金属块PCB、可弯曲铝基PCB等。 采用金属基板（IMS）或金属芯印制电路板，起到发热组件的散热作用，比传统的散热器、风扇冷却缩小体积与降低成本。目前金属基板或金属芯多数是金属铝。铝基电路板的优点有简易经济、电子连接可靠、导热和强度高、无焊接无铅环保等，从消费品到汽车、军品和航天都可设计应用。 印刷电路板的制作非常复杂， 这里以四层印制板为例感受PCB是如何制造出来的。 这里需要一个新的原料叫做半固化片，是芯板与芯板（PCB层数>4），以及芯板与外层铜箔之间的粘合剂，同时也起到绝缘的作用。 下层的铜箔和两层半固化片已经提前通过对位孔和下层的铁板固定好位置，然后将制作好的芯板也放入对位孔中，最后依次将两层半固化片、一层铜箔和一层承压的铝板覆盖到芯板上。 将被铁板夹住的PCB板子们放置到支架上，然后送入真空热压机中进行层压。真空热压机里的高温可以融化半固化片里的环氧树脂，在压力下将芯板们和铜箔们固定在一起。 层压完成后，卸掉压制PCB的上层铁板。然后将承压的铝板拿走，铝板还起到了隔离不同PCB以及保证PCB外层铜箔光滑的责任。这时拿出来的PCB的两面都会被一层光滑的铜箔所覆盖。 要将PCB里4层毫不接触的铜箔连接在一起，首先要钻出上下贯通的穿孔来打通PCB，然后把孔壁金属化来导电。 用X射线钻孔机机器对内层的芯板进行定位，机器会自动找到并且定位芯板上的孔位，然后给PCB打上定位孔，确保接下来钻孔时是从孔位的正中央穿过。 将一层铝板放在打孔机机床上，然后将PCB放在上面。为了提高效率，根据PCB的层数会将1~3个相同的PCB板叠在一起进行穿孔。最后在最上面的PCB上盖上一层铝板，上下两层的铝板是为了当钻头钻进和钻出的时候，不会撕裂PCB上的铜箔。 在之前的层压工序中，融化的环氧树脂被挤压到了PCB外面，所以需要进行切除。靠模铣床根据PCB正确的XY坐标对其外围进行切割。 由于几乎所有PCB设计都是用穿孔来进行连接的不同层的线路，一个好的连接需要25微米的铜膜在孔壁上。这种厚度的铜膜需要通过电镀来实现，但是孔壁是由不导电的环氧树脂和玻璃纤维板组成。 所以第一步就是先在孔壁上堆积一层导电物质，通过化学沉积的方式在整个PCB表面，也包括孔壁上形成1微米的铜膜。整个过程比如化学处理和清洗等都是由机器控制的。 固定PCB 清洗PCB 运送PCB 接下来会将外层的PCB布局转移到铜箔上，过程和之前的内层芯板PCB布局转移原理差不多，都是利用影印的胶片和感光膜将PCB布局转移到铜箔上，唯一的不同是将会采用正片做板。 内层PCB布局转移采用的是减成法，采用的是负片做板。PCB上被固化感光膜覆盖的为线路，清洗掉没固化的感光膜，露出的铜箔被蚀刻后，PCB布局线路被固化的感光膜保护而留下。 外层PCB布局转移采用的是正常法，采用正片做板。PCB上被固化的感光膜覆盖的为非线路区。清洗掉没固化的感光膜后进行电镀。有膜处无法电镀，而没有膜处，先镀上铜后镀上锡。退膜后进行碱性蚀刻，最后再退锡。线路图形因为被锡的保护而留在板上。 将PCB用夹子夹住，将铜电镀上去。之前提到，为了保证孔位有足够好的导电性，孔壁上电镀的铜膜必须要有25微米的厚度，所以整套系统将会由电脑自动控制，保证其精确性。 接下来由一条完整的自动化流水线完成蚀刻的工序。首先将PCB板上被固化的感光膜清洗掉。然后用强碱清洗掉被其覆盖的不需要的铜箔。再用退锡液将PCB布局铜箔上的锡镀层退除。清洗干净后4层PCB布局就完成了。 信息来源：传感器技术 |
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