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盲埋孔板

     

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 目錄 

  1. 什么是盲埋孔板?

  2. 盲埋孔的設置

  3. PCB線路板制造流程:盲埋孔板


 1  什么是盲埋孔板?  


盲埋孔板,也稱為HDI板。常多用于手機,GPS導航等等高端產品的應用上。常規的多層電路板的結構,是含內層線路及外層線路,再利用鉆孔,以及孔內金屬化的制程,來使得各層線路之內部之間實現連結功能。隨著電子產品向高密度,高精度發展,相應對線路板提出了同樣的要求。而提高pcb密度最有效的方法是減少通孔的數量,及精確設置盲孔,埋孔來實現這個要求,由此應運而產生了HDI板。

 

埋孔也稱為BURIED HOLE(外層不可看見),即為內層間的通孔,上下兩面都在板子的內部,層經過壓合后是無法看到,所以不必占用外層之面積。

 

盲孔也稱為BLIND HOLE,與通孔相對而言,通孔是指各層均鉆通的孔,盲孔則是非鉆通孔;簡單點說就是盲孔表面可以看到一面但是另一面是在板子里的我們是也看不到的,通俗的說法就是我們平時種的菜,莖葉花都是往上長的,沖破泥土,但是根須是在泥土里面的,我們看不到。

 

通常手機板或者導航儀器上都有用到盲孔和埋孔工藝相結合起來的板子,此類板子要求的技術含量高,精確度準。所以相對來說,對工廠的機器設備要求比普通的多層板要高出許多,相應的這類線路板的成本也會比一般的多層板要高。
 

隨著目前便攜式產品的設計朝著小型化和高密度的方向發展,PCB的設計難度也越來越大,對PCB的生產工藝提出了更高的要求。在目前大部分的便攜式產品中使0.65mm 間距以下BGA封裝,均使用了盲埋孔的設計工藝,那么什么是盲埋孔呢?

 

盲孔(Blind vias / Laser Vias) :盲孔是將PCB內層走線與PCB表層走線相連的過孔類型,此孔不穿透整個板子。

 

埋孔(Buried vias):埋孔則只連接內層之間的走線的過孔類型,所以是從PCB表面是看不出來的。

高頻板

 

一個8層板:

A:通孔(L1-L8)

B:埋孔(L2-L7)

C:盲孔(L7-L8)

D:盲孔(L1-L3)


 2  盲埋孔的設置  


設置Via類型:

點擊菜單的Setup-Pad Stacks,再選擇Pad Stack Type中的Via選項,出現如右圖設置對話框。

點擊左下部的Add Via按鈕,進行您所需要的Via類型的設置,包括其鉆孔尺寸,各層外徑尺寸等等參數。

 

如果是通孔類型,在左下部的Vias選項中選擇Through,如果是盲埋孔類型,選擇Partial選項

選擇Partial類型的過孔時,必須指定其起始層(Start Layer)和結束層(End Layer)


 3  PCB線路板制造流程:盲埋孔板  


談到盲埋孔,首先從傳統多層板說起。標準的多層板的結構,是含內層線路及外層線路,再利用鉆孔,以及孔內金屬化的制程,來達到各層線路之內部連結功能。但是因為線路密度的增加,零件的封裝方式不斷的更新。 

 

為了讓有限的PCB面積,能放置更多更高性能的零件,除線路寬度愈細外,孔徑亦從DIP插孔孔徑1 mm縮小為SMD的0.6 mm,更進一步縮小為0.4mm以下。但是仍會占用表面積,因而又有埋孔及盲孔的出現,其定義如下: 

A、埋孔(Buried Via) 

內層間的通孔,壓合后,無法看到所以不必占用外層之面積 

B、盲孔(Blind Via) 

應用于表面層和一個或多個內層的連通。

 

1、埋孔設計與制作 

埋孔的制作流程較傳統多層板復雜,成本亦較高,埋孔暨一般通孔和PAD大小的一般規格。

2、盲孔設計與制作 

密度極高,雙面SMD設計的板子,會有外層上下,I/O導孔間的彼此干擾,尤其是有VIP(Via-in-pad)設計時更是一個麻煩。盲孔可以解決這個問題。另外無線電通訊的盛行, 線路之設計必達到RF(Radio frequency)的范圍, 超過1GHz以上.。盲孔設計可以達到此需求。

 

盲孔板的制作流程有三個不同的方法,如下所述 :

 

A、機械式定深鉆孔   

傳統多層板之制程,至壓合后,利用鉆孔機設定Z軸深度的鉆孔,但此法有幾個問題  

a、每次僅能一片鉆產出非常低  

b、鉆孔機臺面水平度要求嚴格,每個spindle的鉆深設定要一致否則很難控制每個孔的深度 

c、孔內電鍍困難,尤其深度若大于孔徑,那幾乎不可能做好孔內電鍍。    

上述幾個制程的限制,己使此法漸不被使用。

 

B、逐次壓合法(Sequential lamination)   

以八層板為例,逐次壓合法可同時制作盲埋孔。首先將四片內層板以一般雙面皮的方式線路及PTH做出(也可有其它組合;六層板+雙面板、上下兩雙面板+內四層板)再將四片一并壓合成四層板后,再進行全通孔的制作。此法流程長,成本更比其它做法要高,因此并不普遍。

 

C、增層法(Build up Process)之非機鉆方式   

目前此法最受全球業界之青睞,而且國內亦不遑多讓,多家大廠都有制造經驗。

 

此法延用上述之Sequential lamination的觀念,一層一層往板外增加,并以非機鉆式之盲孔做為增層間的互連。其法主要有三種,簡述如下:

a.Photo Defind 感光成孔式 利用感光阻劑,同時也是永久介質層,然后針對特定的位置,以底片做 曝光,顯影的動作,使露出底部銅墊,而成碗狀盲孔,再以化學銅及鍍 銅全面加成。經蝕刻后,即得外層線路與Blind Via,或不用鍍銅方式, 改以銅膏或銀膏填入而完成導電。依同樣的原理,可一層一層的加上去。 

b.Laser Ablation 雷射燒孔 雷射燒孔又可分為三;一為CO2雷射。一為Excimer雷射,另一則為 Nd:YAG雷射此三種雷射燒孔方法的一些比較項目。

c.干式電漿蝕孔(Plasma Etching) 這是Dyconex公司的專利,商業名稱為DYCOSTRATE法。

 

上述三種較常使用增層法中之非機鉆孔式外,三種盲孔制程應可一目了然。濕式化學蝕孔(Chemical Etching)則不在此做介紹。

 

解說了盲埋孔板的定義與制程,傳統多層板應用埋/盲孔設計后,明顯減少面積的情形。 

埋盲孔板的應用勢必愈來愈普遍,而其投資金額非常龐大,一定規模的中大廠要以大量產,高良率為目標,較小規模的廠則應量力而為,尋求利基(Niche)市場。

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