耐高溫電路板

什么是HDI線路板
一.什么是HDI板？
HDI板（High Density Interconnector），即高密度互連板，是使用微盲埋孔技術的一種線路分布密度比較高的電路板。HDI板有內層線路和外層線路，再利用鉆孔、孔內金屬化等工藝，使各層線路內部實現連結。
二.HDI板與普通pcb的區別
HDI板一般采用積層法制造，積層的次數越多，板件的技術檔次越高。普通的HDI板基本上是1次積層，高階HDI采用2次或以上的積層技術，同時采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等PCB技術。當PCB的密度增加超過八層板后，以HDI來制造，其成本將較傳統復雜的壓合制程來得低。
HDI板的電性能和訊號正確性比傳統PCB更高。此外，HDI板對于射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導等具有更佳的改善。高密度集成（HDI）技術可以使終端產品設計更加小型化，同時滿足電子性能和效率的更高標準。
HDI板使用盲孔電鍍 再進行二次壓合，分一階、二階、三階、四階、五階等。一階的比較簡單，流程和工藝都好控制。二階的主要問題，一是對位問題，二是打孔和鍍銅問題。二階的設計有多種，一種是各階錯開位置，需要連接次鄰層時通過導線在中間層連通，做法相當于2個一階HDI。二種是，兩個一階的孔重疊，通過疊加方式實現二階，加工也類似兩個一階，但有很多工藝要點要特別控制，也就是上面所提的。三種是直接從外層打孔至3層（或N-2層），工藝與前面有很多不同，打孔的難度也更大。對于三階的以二階類推即是。

在PCB打樣中，HDI造價較高，故一般的PCB打樣廠家都不愿意做。捷多邦可以做別人不愿意做的HDI盲埋PCB板?，F階段，捷多邦采用的HDI技術已突破高層數為20層；盲孔階數1~4階；小孔徑0.076mm，工藝為激光鉆孔.
三.HDI板的優勢
這種PCB在突顯優勢的基礎上發展迅速：
1.HDI技術有助于降低PCB成本;
2.HDI技術增加了線密度;
3.HDI技術有利于使用的包裝;
4.HDI技術具有更好的電氣性能和信號有效性;
5.HDI技術具有更好的可靠性;
6.HDI技術在散熱方面更好;
7.HDI技術能夠改善RFI（射頻干擾）/EMI（電磁干擾）/ESD（靜電放電）;
8.HDI技術提高了設計效率;
四.HDI板的材料
對HDI PCB材料提出了一些新的要求，包括更好的尺寸穩定性，抗靜電移動性和非膠粘劑。HDI PCB的典型材料是RCC（樹脂涂層銅）。RCC有三種類型，即聚酰亞胺金屬化薄膜，純聚酰亞胺薄膜，流延聚酰亞胺薄膜。
RCC的優點包括：厚度小，重量輕，柔韌性和易燃性，兼容性特性阻抗和的尺寸穩定性。在HDI多層PCB的過程中，取代傳統的粘接片和銅箔作為絕緣介質和導電層的作用，可以通過傳統的抑制技術用芯片抑制RCC。然后使用非機械鉆孔方法如激光，以便形成微通孔互連。
RCC推動PCB產品從SMT（表面貼裝技術）到CSP的發生和發展（芯片級封裝），從機械鉆孔到激光鉆孔，促進PCB微通孔的發展和進步，所有這些都成為RCC的HDI PCB材料。
在實際的PCB中在制造過程中，對于RCC的選擇，通常有FR-4標準Tg 140C，FR-4高Tg 170C和FR-4和Rogers組合層壓，現在大多使用。隨著HDI技術的發展，HDI PCB材料滿足更多要求，因此HDI PCB材料的主要趨勢應該是：
1.使用無粘合劑的柔性材料的開發和應用;
2.介電層厚度小，偏差小;
3 .LPIC的發展;
4.介電常數越來越小;
5.介電損耗越來越小;
6.焊接穩定性高;
7.嚴格兼容CTE（熱膨脹系數）;
五.HDI板制造的應用技術
HDI PCB制造的難點在于微觀通過制造，通過金屬化和細線。
1.微通孔制造
微通孔制造一直是HDI PCB制造的核心問題。主要有兩種鉆井方法：
a.對于普通的通孔鉆孔，機械鉆孔始終是其率和低成本的佳選擇。隨著機械加工能力的發展，其在微通孔中的應用也在不斷發展。
b.有兩種類型的激光鉆孔：光熱消融和光化學消融。前者是指在高能量吸收激光之后加熱操作材料以使其熔化并且通過形成的通孔蒸發掉的過程。后者指的是紫外區高能光子和激光長度超過400nm的結果。
有三種類型的激光系統應用于柔性和剛性板，即準分子激光，紫外激光鉆孔，CO 2 激光。激光技術不僅適用于鉆孔，也適用于切割和成型。甚至一些制造商也通過激光制造HDI。雖然激光鉆孔設備成本高，但它們具有更高的精度，穩定的工藝和成熟的技術。激光技術的優勢使其成為盲/埋通孔制造中常用的方法。如今，在HDI微通孔中，99％是通過激光鉆孔獲得的。
2.通過金屬化
通孔金屬化的大困難是電鍍難以達到均勻。對于微通孔的深孔電鍍技術，除了使用具有高分散能力的電鍍液外，還應及時升級電鍍裝置上的鍍液，這可以通過強力機械攪拌或振動，超聲波攪拌，水平噴涂。此外，在電鍍前增加通孔壁的濕度。
除了工藝的改進外，HDI的通孔金屬化方法也看到了主要技術的改進：化學鍍添加劑技術，直接電鍍技術等。
3.細線
細線的實現包括傳統的圖像傳輸和激光直接成像。傳統的圖像轉移與普通化學蝕刻形成線條的過程相同。
對于激光直接成像，不需要攝影膠片，而圖像是通過激光直接在光敏膜上形成的。紫外波燈用于操作，使液體防腐解決方案能夠滿足高分辨率和簡單操作的要求。不需要攝影膠片，以避免因薄膜缺陷造成的不良影響，可以直接連接CAD/CAM，縮短制造周期，使其適用于和多種生產。
六.結尾
硬件工程師剛接觸多層PCB的時候，很容易看暈。動輒十層八層的，線路像蜘蛛網一樣。
今天畫了幾張多層PCB電路板內部結構圖，用立體圖形展示各種疊層結構的PCB圖內部架構。

圖片高密度互聯板的核心在過孔
多層PCB的線路加工，和單層雙層沒什么區別，大的不同在過孔的工藝上。
線路都是蝕刻出來的，過孔都是鉆孔再鍍銅出來的，這些做硬件開發的大家都懂，就不贅述了。
多層電路板，通常有通孔板、一階板、二階板、二階疊孔板這幾種。更高階的如三階板、任意層互聯板平時用的非常少，價格賊貴，先不多討論。
一般情況下，8位單片機產品用2層通孔板；32位單片機級別的智能硬件，使用4層-6層通孔板；Linux和Android級別的智能硬件，使用6層通孔至8一階HDI板；智能手機這樣的緊湊產品，一般用8層一階到10層2階電路板。

圖片
8層2階疊孔，高通驍龍624

只有一種過孔，從層打到后一層。不管是外部的線路還是內部的線路，孔都是打穿的，叫做通孔板。

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通孔板和層數沒關系，平時大家用的2層的都是通孔板，而很多交換機和電路板，做20層，還是通孔的。
用鉆頭把電路板鉆穿，然后在孔里鍍銅，形成通路。
這里要注意，通孔內徑通常有0.2mm、0.25mm和0.3mm，但一般0.2mm的要比0.3mm的貴不少。因為鉆頭太細容易斷，鉆得也慢一些。多耗費的時間和鉆頭的費用，就體現在電路板價格上升上了。
高密度板的激光孔
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這張圖是6層1階HDI板的疊層結構圖，表面兩層都是激光孔，0.1mm內徑。內層是機械孔，相當于一個4層通孔板，外面再覆蓋2層。
激光只能打穿玻璃纖維的板材，不能打穿金屬的銅。所以外表面打孔不會影響到內部的其他線路。
激光打了孔之后，再去鍍銅，就形成了激光過孔。
2階HDI板 兩層激光孔
圖片

這張圖是一個6層2階錯孔HDI板。平時大家用6層2階的少，大多是8層2階起。這里更多層數，跟6層是一樣的道理。
所謂2階，就是有2層激光孔。
所謂錯孔，就是兩層激光孔是錯開的。
為什么要錯開呢？因為鍍銅鍍不滿，孔里面是空的，所以不能直接在上面再打孔，要錯開一定的距離，再打上一層的空。
6層二階=4層1階外面再加2層。
8層二階=6層1階外面再加2層。
疊孔板 工藝復雜價格更高
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錯孔板的兩層激光孔重疊在一起。線路會更緊湊。
需要把內層激光孔電鍍填平，然后再做外層激光孔。價格比錯孔更貴一些。
超貴的任意層互聯板 多層激光疊孔
就是每一層都是激光孔，每一層都可以連接在一起。想怎么走線就怎么走線，想怎么打孔就怎么打孔。

FPC柔性電路板基礎知識

柔性電路板（Flexible Printed Circuit 簡稱FPC）是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性，的可撓性印刷電路板。具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點。

柔性電路板（FlexiblePrintedCircuit，FPC），又稱軟性電路板、撓性電路板，其以質量輕、厚度薄、可自由彎曲折疊等優良特性而備受青睞…，但國內有關FPC的質量檢測還主要依靠人工目測，成本高且效率低。而隨著電子產業飛速發展，電路板設計越來越趨于、高密度化，傳統的人工檢測方法已無法滿足生產需求，FPC缺陷自動化檢測成為產業發展必然趨勢。

柔性電路（FPC）是上世紀70年代美國為發展航天火箭技術發展而來的技術，是以聚脂薄膜或聚酰亞胺為基材制成的一種具有高度可靠性，曲撓性的印刷電路，通過在可彎曲的輕薄塑料片上，嵌入電路設計，使在窄小和有限空間中堆嵌大量精密元件，從而形成可彎曲的撓性電路。此種電路可隨意彎曲、折迭重量輕，體積小，散熱性好，安裝方便，沖破了傳統的互連技術。在柔性電路的結構中，組成的材料是是絕緣薄膜、導體和粘接劑。

組成材料

1、絕緣薄膜

絕緣薄膜形成了電路的基礎層，粘接劑將銅箔粘接至了絕緣層上。在多層設計中，它再與內層粘接在一起。它們也被用作防護性覆蓋，以使電路與灰塵和潮濕相隔絕，并且能夠降低在撓曲期間的應力，銅箔形成了導電層。

在一些柔性電路中，采用了由鋁材或者不銹鋼所形成的剛性構件，它們能夠提供尺寸的穩定性，為元器件和導線的安置提供了物理支撐，以及應力的釋放。粘接劑將剛性構件和柔性電路粘接在了一起。另外還有一種材料有時也被應用于柔性電路之中，它就是粘接層片，它是在絕緣薄膜的兩側面上涂覆有粘接劑而形成。粘接層片提供了環境防護和電子絕緣功能，并且能夠消除一層薄膜，以及具有粘接層數較少的多層的能力。

絕緣薄膜材料有許多種類，但是為常用的是聚酷亞胺和聚酯材料。目前在美國所有柔性電路制造商中接近80%使用聚酰亞胺薄膜材料，另外約20%采用了聚酯薄膜材料。聚酰亞胺材料具有非易燃性，幾何尺寸穩定，具有較高的抗扯強度，并且具有承受焊接溫度的能力，聚酯，也稱為聚乙烯雙苯二甲酸鹽（Polyethyleneterephthalate簡稱：PET），其物理性能類似于聚酰亞胺，具有較低的介電常數，吸收的潮濕很小，但是不耐高溫。

聚酯的熔化點為250℃，玻璃轉化溫度（Tg）為80℃，這限制了它們在要求進行大量端部焊接的應用場合的使用。在低溫應用場合，它們呈現出剛性。盡管如此，它們還是適合于使用在諸如電話和其它無需暴露在惡劣環境中使用的產品上。聚酰亞胺絕緣薄膜通常與聚酰亞胺或者丙烯酸粘接劑相結合，聚酯絕緣材料一般是與聚酯粘接劑相結合。與具有相同特性的材料相結合的優點，在干焊接好了以后，或者經多次層壓循環操作以后，能夠具有尺寸的穩定性。在粘接劑中其它的重要特性是較低的介電常數、較高的絕緣阻值、高的玻璃轉化溫度和低的吸潮率。

2、導體

銅箔適合于使用在柔性電路之中，它可以采用電淀積（Electrodeposited簡稱：ED），或者鍍制。采用電淀積的銅箔一側表面具有光澤，而另一側被加工的表面暗淡無光澤。它是具有柔順性的材料，可以被制成許多種厚度和寬度，ED銅箔的無光澤一側，常常經特別處理后改善其粘接能力。鍛制銅箔除了具有柔韌性以外，還具有硬質平滑的特點，它適合于應用在要求動態撓曲的場合之中。

3、粘接劑

粘接劑除了用于將絕緣薄膜粘接至導電材料上以外，它也可用作覆蓋層，作為防護性涂覆，以及覆蓋性涂覆。兩者之間的主要差異在于所使用的應用方式，覆蓋層粘接覆蓋絕緣薄膜是為了形成疊層構造的電路。粘接劑的覆蓋涂覆所采用的篩網印刷技術。不是所有的疊層結構均包含粘接劑，沒有粘接劑的疊層形成了更薄的電路和更大的柔順性。它與采用粘接劑為基礎的疊層構造相比較，具有更佳的導熱率。由于無粘接劑柔性電路的薄型結構特點，以及由于消除了粘接劑的熱阻，從而提高了導熱率，它可以使用在基于粘接劑疊層結構的柔性電路無法使用的工作環境之中。

產前處理

在生產過程中，為了防止開短路過多而引起良率過低或減少鉆孔、壓延、切割等粗工藝問題而導致的FPC板報廢、補料的問題，及評估如何選材方能達到客戶使用的佳效果的柔性線路板，產前預處理顯得尤其重要。

產前預處理，需要處理的有三個方面，這三個方面都是由工程師完成。是FPC板工程評估，主要是評估客戶的FPC板是否能生產，公司的生產能力是否能滿足客戶的制板要求以及單位成本；如果工程評估通過，接下來則需要馬上備料，滿足各個生產環節的原材料供給，后，工程師對：客戶的CAD結構圖、gerber線路資料等工程文件進行處理，以適合生產設備的生產環境與生產規格，然后將生產圖紙及MI（工程流程卡）等資料下放給生產部及文控、采購等各個部門，進入常規生產流程。

生產流程

雙面板制

開料→ 鉆孔→ PTH → 電鍍→ 前處理→ 貼干膜 → 對位→曝光→ 顯影 → 圖形電鍍 → 脫膜 → 前處理→ 貼干膜 →對位曝光→ 顯影 →蝕刻 → 脫膜→ 表面處理 → 貼覆蓋膜 → 壓制 → 固化→ 沉鎳金→ 印字符→ 剪切→ 電測 → 沖切→ 終檢→包裝 → 出貨

單面板制

開料→ 鉆孔→貼干膜 → 對位→曝光→ 顯影 →蝕刻 → 脫膜→ 表面處理 → 貼覆蓋膜 → 壓制 → 固化→表面處理→沉鎳金→ 印字符→ 剪切→ 電測 → 沖切→ 終檢→包裝 → 出貨

特性

1、短：組裝工時短

所有線路都配置完成。省去多余排線的連接工作

2、?。后w積比PCB小

可以有效降低產品體積。增加攜帶上的便利性

3、輕：重量比 PCB （硬板）輕

可以減少終產品的重量

4、?。汉穸缺萈CB薄

可以提高柔軟度。加強再有限空間內作三度空間的組裝

銅箔基板（Copper Film）

銅箔：基本分成電解銅與壓延銅兩種。 厚度上常見的為1oz 1/2oz 和 1/3 oz

基板膠片：常見的厚度有1mil與1/2mil兩種。

膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定。

覆蓋膜保護膠片（Cover Film）

覆蓋膜保護膠片：表面絕緣用。 常見的厚度有1mil與1/2mil.

膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定。

離形紙：避免接著劑在壓著前沾附異物；便于作業。

補強板（PI Stiffener Film）

補強板： 補強FPC的機械強度，方便表面實裝作業。常見的厚度有3mil到9mil.

膠（接著劑）：厚度依客戶要求而決定。

離形紙：避免接著劑在壓著前沾附異物。

EMI：電磁屏蔽膜，保護線路板內線路不受外界（強電磁區或易受干擾區）干擾。

優缺點

多層線路板的優點：組裝密度高、體積小、質量輕，因為高密度裝配、部件（包括零部件）間的連線減少，從而增加了可靠性；能增加接線層，然后增加設計彈性；也可以構成電路的阻抗，可形成具有一定的高速傳輸電路，可以設定電路、電磁屏蔽層，還可安裝金屬芯層滿足特殊熱隔熱等功能與需求；安裝方便、可靠性高。

多層pcb板的缺點（不合格）：成本高、周期長；需要高可靠性檢驗方法。多層印制電路是電子技術、多功能、高速度、小體積大容量方向的產物。隨著電子技術的發展，特別是大規模和超大規模集成電路的廣泛應用，多層印制電路密度較高的快速、、高數改變方向出現細紋。

如何為柔性線路板（FPC板）選用保護膜？

柔性線路板FPC板上用什么保護膜來保護呢？既要防塵防污防靜電，又要有效貼合板面，防靜電PET保護膜合適。



　　柔性電路板保護膜



　　柔性電路板又稱“軟板”，即FPC板。是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路。柔性電路提供優良的電性能，能滿足更小型和更高密度安裝的設計需要，也有助于減少組裝工序和增強可靠性。柔性電路板是滿足電子產品小型化和移動要求的惟一解決方法?？梢宰杂蓮澢?、卷繞、折疊，可以承受數百萬次的動態彎曲而不損壞導線，可依照空間布局要求任意安排，并在三維空間任意移動和伸縮，從而達到元器件裝配和導線連接的一體化;柔性電路板可大大縮小電子產品的體積和重量，適用電子產品向高密度、小型化、高可靠方向發展的需要。



　　因此，FPC板在航天、軍事、移動通訊、手提電腦、計算機外設、PDA、數字相機等領域或產品上得到了廣泛的應用。



　　但是FPC板在生產過程中很容易出現靜電擊穿現象。目前解決這一問題主要依靠市面上防靜電臺墊，而該產品靠靜電劑內添并遷移到臺墊表面，然后吸收空氣水分子形成導電通路，從而對FPC板有防靜電效果，同時該產品易受空氣、濕度等環境因素影響，靜電排放效果差。尤其在北方氣候干燥地區，表面電阻值升高，隨著時間推移，防靜電指標衰減越來越快，造成靜電排放不穩定，這樣容易擊穿FPC板上線路芯片，造成設備運行損壞。同時，該產品又不能隨同FPC板搬運，不能起到隨時防護作用。在應用環節上缺陷已十分明顯，已不能滿足目前FPC板發展技術的要求。



　　現FPC板正處于規模小但迅猛發展之中。聚合物厚膜法是一種、低成本的生產工藝。該工藝在廉價的柔性基材上，選擇性地網印導電聚合物油墨。其代表性的柔性基材為PET。聚合物厚膜法導體包括絲印金屬填料或碳粉填料。聚合物厚膜法本身很清潔，使用無鉛的SMT膠黏劑，不必蝕刻。因其使用加成工藝且基材成本低，聚合物厚膜法電路是銅聚酰亞胺薄膜電路價格的1/10;是剛性電路板價格的1/2～1/3。聚合物厚膜法尤其適用于設備的控制面板。在移動電話和其他的便攜產品上，聚合物厚膜法適合將印制電路主板上的元件、開關和照明器件轉變成聚合物厚膜法電路。既節省成本，又減少能源消耗。



　　防靜電PET保護膜應用在“柔性線路板”上市場前景十分廣闊，性能：透明防靜電PET保護膜比較柔軟，與FPC板硬度差不多，并且透明到可以觀察到FPC表面工藝要求，而且又不與外界空氣接觸，當然也不會產生靜電及粉塵。由于防靜電保護膜兩邊都有防靜電涂層，因此在與FPC板分離時又不會產生靜電，當然也不會擊穿FPC板上線路的芯片。這既解決了FPC板運輸途中靜電產生，同時又能進行粘合并且透明又不受空氣、濕度等環境因素的影響。產品可廣泛應用于半導體工業、LCD工業、電子裝備及微電子設備業、電子電氣、通訊制造、精密儀器、光學制造、醫藥工業及生物工程等行業工業領域以及高鐵車廂、醫院、家庭、辦公領域，用于工業生產車間、試驗室、機房，以及醫院手術室、CT、X射線室、CCU、ICU病房等的地板、工作臺面、墻面板等。