1.4 印制板的基本制造工艺

不同类型印制板的制造方法有所不同，同一种类型的印制板也有不同的加工工艺方法。尽管制造的工艺方法很多，但可以归类于以下三种基本方法：

减成法：在覆铜箔基材上通过钻孔、孔金属化、图形转移、电镀、蚀刻或雕刻等工艺加工选择性地去除部分铜箔，形成导电图形。

加成法：通过网印或曝光形成图形、钻孔、沉铜、转移层压等加工，直接将导电图形制作在绝缘基材上。

半加成法：加成法与减成法相结合，巧妙地利用两种方法加工的特点在绝缘基材上形成导电图形。HDI板中的BUM板就是采用此种工艺方法。

目前应用最广泛、最成熟的生产技术是减成法。当然随着科学技术的进步，一些新的工艺方法和技术也在不断地出现和发展，如积层式多层板、刚挠结合多层板等的制造技术，不同于一般的减成法或加成法。以下将分别对三种印制板的制作工艺方法作一简单介绍。

1.4.1 减成法

减成法制造印制板是在覆有铜箔的层压板上，通过抗蚀图形保护有选择性地蚀刻除去不需要的导电铜箔而形成导电图形的工艺方法，所以减成法又称为铜箔蚀刻法。根据印制板的类型不同有不同的加工流程，具体的工艺流程和制造技术将在第4章详细介绍。减成法所用的基材和最终产品示意如图1-2所示。

1.4.2 加成法

加成法是通过丝网印刷或化学沉积法，把导电材料直接印制在绝缘材料上形成导电图形。采用较多的是以下两种全加成法：

①通过丝网印刷把导电材料印制到绝缘基板上，如陶瓷或聚合物上。如果把金属导电浆印在陶瓷基板上，再经过高温烧结熔合，形成陶瓷厚膜印制板（CTF）。如果把导电油墨印制到高分子的绝缘材料上，经加温快速干燥固化后，形成聚合物的厚膜电路（PTF）。

②在含有催化剂的绝缘基材上，经过活化处理后，制作与需要的导电图形相反的电镀抗蚀层图形，在抗蚀剂的窗口中（露出的活化面）进行选择性的化学镀铜，直至需要的铜层厚度。该法的化学镀铜时间长、速度慢、效率低，并且化学沉铜层延展率低，镀层厚度也难以控制，应用不广。在此基础上又研制出了半加成法工艺，即以沉积的薄铜层作为种子层，再进行图形电镀加厚孔壁和印制导线的镀层，然后蚀刻。由于蚀刻的铜层薄侧蚀量小，制作的导线精度高，从而加快了生产的速度、改善了镀铜层的质量，成为原始的半加成法。此法经过多年的研究改进，发展成为应用日益广泛的新型半加成工艺技术。

加成法工艺示意图如图1-3所示。

1.4.3 半加成法

半加成法是巧妙地运用了减成法和加成法工艺的特点制造印制板的一种方法，是由原始的半加成法工艺衍生出来的新型工艺技术。典型的工艺是用无黏结剂的覆树脂薄铜箔（RCC）压合在刚性芯板上，以此铜箔作为导电的“种子”层，在薄铜箔的上面用光刻的方法制作耐电镀的抗蚀图形，再进行图形电镀，达到需要的铜层厚度后，去掉耐电镀抗蚀层，然后进行蚀刻，将很薄的“种子”铜箔去掉，同时也去掉导体上微量的电镀铜（相当于一次抛光去掉的薄铜）和电镀层粗糙的边缘，形成精细的导电图形。目前可以做到线宽为0.025mm，线间距为0.05mm的精细导线，甚至有的工艺可以做到12μm宽的导线。该技术已广泛用于高密度互连印制板（HDI板）的制作工艺中。

HDI板是以导线精细、布线密度高，具有小孔径的过孔（孔径小于0.25mm的盲孔和埋孔）为特征的印制板，现在已大量地应用在中、高端手机等通信电子产品中，满足2G/2.5G手机和入门级的3G手机对印制板的“小、薄、密、平”要求。如果用HDI板再结合采用刚挠结合技术，可成为降低3G手机厚度的主要途径。HDI板已成为当前一段时期内印制板的发展趋势。

HDI板的制造方法很多，发展也很快，主要有传统的机械法钻微孔和盲孔，再逐次压合法。随着覆树脂铜箔（RCC）的出现和激光加工更小孔径等技术的发展，又产生了RCC工艺、印刷热固化树脂工艺和感光树脂法等工艺流程。美国电子电路与封装协会根据文献报道过的HDI板的结构，试图通过某种次序进行分类和标识，至今已对6种结构进行了标识，简介如下：

1.1型结构

1型HDI板的典型结构是具有刚性双面或多层芯板。它是在刚性芯板的上下两面再增加一个或多个微孔的积层层，增加一个微孔积层层的称为1阶（1＋N+1）HDI板，增加两个微孔的积层层称为2阶（2＋N+2）HDI板，依次类推有3阶、4阶……多阶HDI板。积层层上的微孔和通孔同时完成电镀。1型HDI板的结构和盲孔结构如图1-4所示。

2.2型结构

2型HDI板的典型结构是具有电镀通孔的刚性双面或多层芯板，芯板上的通孔在进行积层压合前用树脂填充，制造工艺完成后这些孔成为盲孔（或半盲孔），在芯板的一面或两面制作电镀积层的微孔（盲孔），如图1-5所示。

3.3型结构

3型HDI板的典型结构是在具有盲孔的刚性多层芯板的一面有一层或多层微孔的积层层，在另一面有两层或更多层积层层，并有镀覆的导通孔贯穿全板实现层间连接，其结构如图1-6所示。

4.4型结构

4型HDI板的典型结构是具有刚性绝缘层和金属芯的芯板，在芯板的每一面上有一层或更多层的积层层，有导通孔贯穿连接PCB的两面，如图1-7所示。金属芯板可以调节印制板的散热效果，有利于大功率器件的高密度组装。

5.5型结构

5型HDI板的典型结构是具有导电油墨或电镀的塞孔，采用逐次压合形成有垂直方向连接的互连结构。根据盲孔叠合的数量和塞孔的材料及方法不同有多种形式。对于用导电油墨塞孔，必须先进行电镀再塞孔，经研磨、孔面隔离电镀，然后再压合另一层，但此法对于较小孔径的盲孔进行树脂塞孔时，难以将孔内气泡排除干净，使连接的可靠性下降。而电镀塞孔法流程简单、可靠性高，是比较理想的填孔方法，目前采用较多，可以制作出多阶盲孔的HDI板。5型HDI板典型结构如图1-8所示。

5型HDI板的制作流程如图1-9所示。

6.6型结构

6型HDI板的典型结构是利用整块铜箔上电镀立柱或模版漏印导电聚合物，叠加半固化片、铜箔，在层压过程中刺穿薄的绝缘材料形成垂直互连，然后在导电凸点上成像、蚀刻并进行图形电镀形成新的凸点后再层压，如此反复形成多阶的HDI互连结构的板，如图1-10所示。该结构的制造方法又称为B2it法。该法主要用于生产集成电路芯片的载板印制板。

此外还有感光树脂积层多层板、转移法积层多层板等，虽然方法不同，但是最终制作出的HDI板的结构类同于上述某一结构，所以不再一一介绍。

HDI板是现代印制板的高端产品，由于通孔的直径小，占用的空间小，提高了布线密度，导线层与层之间介质层薄，使导线中的信号传输路径短、速度快，非常有利于高频高速信号的传输；HDI板能提供很薄的板厚度，是有多层布线的多层印制板，是需要轻、薄、小而可靠性高的现代通信设备不可缺少的重要基础零部件，目前主要应用在手机和现代移动通信设备上。因为HDI板积层层的间距和导线间距小，层间、线间的耐电压较普通印制板低，通孔和盲孔或埋孔的孔径小、孔内镀层较薄一般为12～15μm，所以对于工作电流较大和电压较高的印制板还是采用普通的多层板更可靠一些。

HDI板的制造技术集中了许多现代科学的技术成果，如激光成像、激光钻孔、高精度数控钻床、高精度平行光曝光、自动光学检测（AOI）、等离子处理、水平脉冲电镀技术以及感光性树脂、RCC铜箔等高技术设备、工艺和材料等，所以普通的印制板厂没有此种加工能力，目前能批量生产HDI板的厂商主要以日本厂商为主，我国有台湾的华通、同泰及超声，上海美维科技有限公司和深圳五洲电路集团有限公司等。由于HDI板是高技术的印制板产品，应用领域日益扩大，需求量急遽增加，一些生产技术和设备能力较强的国内厂家也在投资研发和扩大HDI板的生产。