涨知识 | 印刷电路板技术发展大起底

向更高密度更轻薄发展

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。

细线化

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。

半加成法积层基材

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。

镀铜填孔

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。

倒芯片封装IC封装载板技术

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。

适应高频高速化需求

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。

提高耐热散热性

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。

文章来源：《北京印刷学院学报》 网址: http://www.bjysxyxb.cn/zonghexinwen/2020/0819/367.html