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PCB发展需求——高密度细线化

2020-01-02 11:11:21

一、对铜箔的需求:

PCB全都向高密度细线化发展,HDI板尤为突出。在十年前IPC为HDI板下的定义是线宽/线距(L/S)是0.1mm/0.1mm及以下,现在行业内基本做到常规L/S为60μm,先进的L/S为40μm。日本的2013年版安装技术路线图数据是2014年HDI板常规L/S为50μm,先进的L/S为35μm,试制性的L/S为20μm。

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(减成法),减成法制作精细线路的限度最小约在30μm,并且需要用薄铜箔(9~12μm)基板。由于薄铜箔CCL价格高,及薄铜箔层压缺陷多,较多工厂产生18μm铜箔然后生产中采取蚀刻减薄铜层。这种做法工序多、厚度控制难、成本高,还是希望用薄铜箔为好。还有,PCB线路L/S小于20μm情况下,一般薄铜箔也难以胜任,需要用到超薄铜箔(3~5μm)基板和附于载体的超薄铜箔。

当前精细线路对铜箔要求除了厚度更薄外,同时需要铜箔表面低粗糙度。通常为提高铜箔与基材的结合力,确保导体抗剥强度,都采取铜箔层粗化处理,常规的铜箔粗糙度大于5μm。铜箔粗糙的凸峰嵌入基材是提高了抗剥离性,但在线路蚀刻时为控制导线精度不至过蚀刻,容易有嵌入基材凸峰残留,造成线路间短路或绝缘性下降,对精细线路尤为严重。因此需要低粗糙度(小于3μm)的铜箔,甚至更低粗糙度(1.5μm)的铜箔。


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二、积层绝缘介质片的需求:

HDI板技术特点是积成法工艺(BuildingUpProcess),常用的涂树脂铜箔(RCC),或者半固化环氧玻璃布与铜箔层压的积层难以达到精细线路。现在趋于采用半加成法(SAP)或改进型半加工法(MSAP),即采用绝缘介质膜积层,再化学镀铜形成铜导体层,因铜层极薄容易形成精细线路。

半加成法技术重点之一是积层介质材料,为符合高密度细线路要求对积层材料提出介质电气性、绝缘性、耐热性、结合力等要求,以及与HDI板工艺适应性。目前国际上的HDI积层介质材料主要是日本味之素公司的ABF/GX系列产品,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。另有日本積水化学公司的类似薄膜积层材料,台湾工研院也开发了此类材料。ABF材料也在不断改进发展,新一代积层材料特别要求表面低粗化度、低热膨胀率、低介质损耗及薄型刚强化等。

全球半导体封装中IC封装载板由有机基板取代陶瓷基板,倒装芯片(FC)封装载板的节距越来越小,现在典型的线宽/线距为15μm,接下来会更细。多层的载板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。现在精细线路批量化生产基本都采用绝缘介质积层结合压薄铜箔的MSPA工艺。用SAP方法制造L/S小于10μm电路图形。

PCB达到更密更薄则HDI板技术从含芯板积层发展为无芯板任意层互连积层(Anylayer),同样功能的任意层互连积层HDI板比含芯板积层HDI板面积和厚度可减少约25%。这些必须使用更薄的并保持电性能良好的介质层。线路板生产厂家

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