一款任意层互连HDI板制作及流程管控

郭达文 何立发 谢圣林 查红平

（红板（江西）有限公司，江西 吉安 343100）

0 前言

随着移动互联网技术和电子商务的飞速发展，移动通信终端不仅具有实时通信功能还结合了网上消费、电子商务等诸多功能，其发展趋势朝着智能化、多样化的方向快速发展。随着移动互联网技术日趋成熟和应用更加广泛，传统的电子商务逐渐转型为移动电子商务，新业务、新应用层出不穷，对我们的移动通信技术提出速度更快、效率更高、更智能化的新要求[1]。

随着电子产品不断向小型化和多功能化方向发展，任意层互连设计必将成为智能手机、平板电脑等移动互联终端产品的主流设计。功能应用的越来越多，导致常规HDI（高密度互连）设计已经不能满足要求，必须采用任意层互连设计[2]。任意层互连（Anylayer）技术可以使PCB的体积较传统HDI减小40%～50%，在达到轻、薄的同时，可以缩短信号的传输距离，降低电容和电感产生的损耗。同时，高密设计还可以节约电能消耗，提升设备续航能力[3]。这种PCB设计科技含量高，制作难度大，需要对产品制作全流程严格管控，并按照IPC标准进行各项可靠性测试[4]。本研究选取一款十层任意互连板，就其全流程制作及管控做阐释，希望能给业界同行提供一定参考。

1 实验部分

一款用于移动通信智能终端的十层任意互联板制作案例，其压合结构如（如图1）。

图1 任意互连HDI板压合机构图

1.1 制作工艺流程

本十层任意互连板，内层没有机械埋孔，各层通过盲孔导通，只有外层才有部分机械孔（装配孔），其制作工艺流程（见表1）。

1.2 过程管控内容

通过压合结构及制作流程分析可知，该PCB板产品的过程控制需要重点跟进的项目包括：各层激光钻孔的孔型及盲孔底部是否有残胶，激光盲孔的填孔深度及平整性、五次盲孔的对准度以及成品的可靠性等。

2 结果与讨论

2.1 第一次激光钻孔后过程管控评价结果

第一次激光钻孔是任意互连PCB制作的主要难点之一，这个时候板子最薄，要注意激光钻孔的能量控制，不能打穿，也不能残胶；另外由于板子太薄（一般芯板层只有0.06 mm左右），电镀填孔时注意操作，保持板子的平整性以及镀铜的均匀性。图2是第一次激光钻孔后，也就是芯板层过程管控评价情况，可以看到芯板层（L5/6层）的层间介厚为59.08 μm，激光盲孔上下孔径分别为93.704 μm和84.019 μm，满足孔型要求上孔径/下孔径≥0.5，孔口悬铜最大13.075 μm，孔底无残胶、无蟹脚；盲孔填铜电镀饱满、无空洞，填孔率79.177/83.051= 95.3%，满足≥80%的要求。以上可知第一次激光钻孔后过程的可靠性管控符合要求。

2.2 第一次压合过程管控评价结果

表3是第一次压合后，也就是L4/7层过程管控评价情况，可以看到L4/7层的层间介厚分别为63.196 μm和64.164 μm，激光盲孔上下孔径分别为85.47 μm和81.84 μm，满足孔型要求上孔径/下孔径≥0.5，孔口悬铜最大14.5 μm，孔底无残胶、无蟹脚；盲孔填铜电镀饱满、无空洞，填孔率69.007/70.218=98.3%，满足≥80%的要求。以上可知第一次压合过程的可靠性管控符合要求（见图3）。

表1 十层任意互联HDI板制作工艺流程

图2 第一次激光钻孔后过程管控评价结果

2.3 第二次压合过程管控评价结果

第二次压合后，也就是L3/8层过程管控评价情况，可以看到L3/8层的层间介厚分别为62.712 μm和64.891 μm，激光盲孔上下孔径分别为83.535 μm和81.356 μm，满足孔型要求上孔径/下孔径≥0.5，孔口悬铜最大11.8 μm，孔底无残胶、无蟹脚；盲孔填铜电镀饱满、无空洞，填孔率69.007/75.302=91.6%，满足≥80%的要求。以上可知第二次压合过程的可靠性管控符合要求。

2.4 第三次压合过程管控评价结果

第三次压合后，也就是L2/9层过程管控评价情况，可以看到L2/9层的层间介厚分别为64.891 μm和65.133 μm，激光盲孔上下孔径分别为93.946 μm和91.041 μm，满足孔型要求上孔径/下孔径≥0.5，孔口悬铜8.717 μm，孔底无残胶、无蟹脚；盲孔填铜电镀饱满、无空洞，填孔率72.397/79.177=91.4%，满足≥80%的要求。以上可知第三次压合过程的可靠性管控符合要求。

图3 第一次压合后过程管控评价结果

2.5 第四次压合过程管控评价结果

图4是第四次压合后，也就是外层（L1/10）层过程管控评价情况，可以看到L1/10层的层间介厚分别为65.859 μm和65.375 μm，激光盲孔上下孔径分别为89.83 μm和87.167 μm，满足孔型要求上孔径/下孔径≥0.5，孔口悬铜最大13.8 μm，孔底无残胶、无蟹脚；盲孔填铜电镀饱满、无空洞，填孔率80.629/80.871= 99.7%，满足≥80%的要求。线面阻焊厚度23.487 μm，线角阻焊厚度26.367 μm；288℃10 s，3次漂锡测试，成品板无分层、爆板、白斑等不良现象；280℃3次回流焊测试，将盲孔拉断，切片观察盲孔内部铜层拉断位置，盲孔从中间断开、底部被拉断或者底铜被拉起，盲孔拉力测试合格；255℃3 s浸锡测试，切片上所有焊盘均显示润湿均匀良好，无上锡不良现象，可焊性测试合格。由此可知第四次压合过程的可靠性管控符合要求，成品板可靠性合格。

图4 第四次压合后过程管控评价结果

3 结论

在国家大力发展5G、智能制造的大背景下，移动通信智能终端PCB的需求量必然持续增加。本文以用于移动通信智能终端的任意互连板为例，对其流程制作和品质管控做了初步阐释。