線路板

PCB線路板塞孔工藝
導通孔起線路互相連結導通的作用。電子行業的發展，同時也促進PCB的發展，也對印制板制作工藝和表面貼裝技術提出更高要求，塞孔工藝應運而生?，F在，就讓工程師為你詳解PCB線路板塞孔工藝：
一 、熱風整平后塞孔工藝

采用非塞孔流程進行生產，熱風整平后用鋁片網版或者擋墨網來完成所有要塞的導通孔塞孔。工藝流程為：板面阻焊→熱風整平→塞孔→固化。

此工藝能熱風整平后導通孔不掉油，但是易造成塞孔油墨污染板面、不平整。

二 、熱風整平前塞孔工藝

1、用鋁片塞孔、固化、磨板后進行圖形轉移

此工藝流程用數控鉆床，鉆出須塞孔的鋁片，制成網版，進行塞孔。工藝流程為：前處理→ 塞孔→磨板→圖形轉移→蝕刻→板面阻焊。

此方法可以導通孔塞孔平整，熱風整平不會有爆油、孔邊掉油等質量問題，但該工藝要求一次性加厚銅，對整板鍍銅要求很高。

2、用鋁片塞孔后直接絲印板面阻焊

此工藝流程用數控鉆床，鉆出須塞孔的鋁片，制成網版，安裝在絲印機上進行塞孔，停放不超過30分鐘，用36T絲網直接絲印板面阻焊。工藝流程為：前處理—塞孔—絲印—預烘—曝光一顯影—固化。

該工藝能導通孔蓋油好，塞孔平整，熱風整平后導通孔不上錫，孔內不藏錫珠，但容易造成固化后孔內油墨上焊盤，可焊性不良等。

3、鋁片塞孔、顯影、預固化、磨板后進行板面阻焊

用數控鉆床，鉆出要求塞孔的鋁片，制成網版，安裝在移位絲印機上進行塞孔，塞孔飽滿，再經過固化，磨板進行板面處理。此工藝流程為：前處理—塞孔一預烘—顯影—預固化—板面阻焊。

該工藝能熱風整平后過孔不掉油、爆油，但過孔藏錫珠和導通孔上錫難以完全解決。

4、 板面阻焊與塞孔同時完成

此方法采用36T(43T)的絲網，安裝在絲印機上，采用墊板或者釘床，在完成板面的同時，將所有的導通孔塞住。工藝流程為：前處理—絲印—預烘—曝光—顯影—固化。

該工藝時間短，設備的利用率高，能熱風整平后過孔不掉油、導通孔不上錫，但是由于采用絲印進行塞孔，過孔內存著大量空氣，造成空洞，不平整，有少量導通孔藏錫。

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。

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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。

PCB行業全景解析
印制電路板（PrintedCircuitBoard，簡稱“PCB”），是承載電子元器件并連接電路的橋梁，指在通用基材上按預定設計形成點間連接及印制元件的印制板，其主要功能是使各種電子零組件形成預定電路的連接，起傳輸作用。

PCB作為電子產品的關鍵元器件幾乎應用于所有的電子產品，是現代電子信息產品中不可或缺的電子元器件，被譽為“電子產品之母”。
PCB產品分類


PCB的產品種類眾多，可以按照產品的導電層數、彎曲韌性、組裝方式、基材、特殊功能等多種方式分類，但在實際中，往往根據PCB各細分行業的產值大小混合分類為：單面板、雙面板、多層板、HDI板、封裝載板、撓性板、剛撓結合板和特殊板。

PCB封裝基板分類可分為：存儲芯片封裝基板（eMMC）、微機電系統封裝基板（MEMS）、射頻模塊封裝基板（RF）、處理器芯片封裝基板及高速通信封裝基板。

封裝基板是Substrate（簡稱SUB）?；蹇蔀樾酒峁╇娺B接、保護、支撐、散熱、組裝等功效，以實現多引腳化，縮小封裝產品體積、改善電性能及散熱性、密度或多芯片模塊化的目的。

按基材柔軟性劃分，PCB可分為剛性印制電路板、撓性（柔性）印制電路板（FPC）和剛撓結合印制電路板。

FPC以軟性銅箔基材（FCCL）為原材料制成，具有配線密度高、輕薄、可彎曲、可立體組裝的優點，適用于小型化、輕量化和移動要求的電子產品。

印刷電路板主要由金屬導體箔、膠粘劑和絕緣基板三種材料組合而成，不同的PCB，其絕緣基板表面的導體涂層數可能不同。

根據導電涂層數，可分為單面板、雙面板、多層板。其中，多層板又可分為中低層板和高層板。常見的多層板一般為4層板或6層板，復雜的多層板可達幾十層。

PCB行業產業鏈


中國的電子產業鏈日趨完善、規模大、配套能力強，而PCB產業在整個電子產業鏈中起到承上啟下的關鍵作用。

PCB是每個電子產品承載的系統合集，核心的基材是覆銅板，上游原材料主要包括銅箔、玻璃纖維及合成樹脂。

從成本來看，覆銅板占整個PCB制造的30%-40%左右，銅箔是制造覆銅板的主要原材料，成本占覆銅板的30%（薄板）和50%（厚板）。

下游應用比較廣泛，其中通信、汽車電子和消費電子三大領域占比合計60%，5G基站的建設加速將拉動PCB產業鏈的快速發展。

覆銅板是核心基材圖片

覆銅板（CCL）的制造過程是將增強材料浸以有機樹脂，經干燥加工形成半固化片。將數張半固化片疊合在一起的坯料，一面或兩面覆以銅箔，經熱壓而成的一種板狀材料。

從成本來看，覆銅板占整個PCB制造的30%左右，覆銅板的主要原材料為玻璃纖維布、木漿紙、銅箔、環氧樹脂等材料，其中銅箔作為制造覆銅板的主要原材料，占80%的物料比重包括30%（薄板）和50%（厚板）。

各個品種的覆銅板之所以在性能上的不同，主要是表現在它所使用的纖維增強材料和樹脂上的差異。生產PCB所需的主要原材料包括覆銅板、半固化片、銅箔、氰化金鉀、銅球和油墨等，覆銅板是為主要的原材料。

PCB行業增長態勢穩健


PCB廣泛的運用途徑將有力支撐未來電子紗需求。2019年PCB產值約為650億美元，中國PCB市場較為穩定，2019年中國PCB市場產值近350億美元，中國地區是增長快的區域，占產值的一半之多，未來將持續增長。

PCB產值地區分布，美洲、歐洲、日本PCB產值在的占比不斷下降，亞洲其他地區（除日本）的PCB產業產值規模則迅速提高，其中中國大陸的占比提升迅速，是PCB產業轉移的中心。

PCB市場格局


PCB市場較為分散，集中度不高。

2019年PCB市場中鵬鼎（中國）、旗勝（日本）、迅達（美國）以6%、5%、4%市占率。

主板要求在有限的空間上承載更多的元器件，進一步縮小線寬線距，普通多層板和HDI已經難以滿足需求，由更小的高階HDI并聯起來分散主板功能，使結構設計更加緊湊。

PCB主要應用領域


PCB板的應用覆蓋范圍十分廣泛，下游應用比較廣泛，其中通信、汽車電子和消費電子三大領域占比合計60%，5G基站的建設加速將拉動PCB產業鏈的快速發展。

汽車電子

汽車用PCB要求工作溫度符合-40°C~85°C，PCB一般選用FR-4（耐燃材料等級，主要為玻璃布基板），厚度在1.0~1.6mm。

根據中國產業發展研究網的數據，目前中轎車中汽車電子成本占比達到28%，混合動力車為47%，純電動車高達65%。


消費電子

隨著智能手機、平板電腦、VR/AR以及可穿戴設備等頻頻成為消費電子行業熱點，創新型消費電子產品層出不窮，并將滲透消費者生活的方方面面。這也為消費電子PCB的發展帶來了契機。

2019年手機及消費電子占PCB下游應用的比例分別為37%。移動終端的PCB需求則主要集中于HDI、撓性板和封裝基板。

據Prismark統計，移動終端的PCB需求主要以HDI及撓性板為主，其中HDI板占比約為50.68%，并有26.36%的封裝基板需求。

服務器

服務器平臺升級將帶動整個服務器行業進入上行周期，而PCB以及其關鍵原材料CCL作為承載服務器內各種走線的關鍵基材，除了服務器周期帶來的量增邏輯，同時還存在服務器平臺升級帶來的價增邏輯。

可以說，在服務器面臨升級、市場即將擴容的情況下，PCB和CCL將因為服務器升級迎來量價齊升的增長機會。

2019年個人電腦的PCB需求主要集中于撓性板和封裝基板，合計占比達48.17%；服務/存儲的PCB需求以6-16層板和封裝基板為主。

PCB在服務器中的應用主要包括背板、高層數線卡、HDI卡、GF卡等，其特點主要體現在高層數、高縱橫比、高密度及高傳輸速率。服務器市場的發展也將推動PCB市場特別是PCB市場的發展。

通信領域PCB

在通信領域，根據不同的PCB特性，可以應用于不同功能的通信設備上。對于大尺寸多層、高頻材料可以應用于無線網及傳輸網中。相比而言，多層板、剛撓結合的PCB元件可用于數據通信網及固網寬帶等環節。

根據券商的相關測算，單個5G基站對PCB的使用量約為3.21㎡，是4G基站用量的1.76倍，同時由于5G通信的頻率更高，對于PCB的性能需求更大，因此5G基站用PCB的單價要4G基站用PCB，由于5G的頻譜更高，帶來基站的覆蓋范圍更小，根據測算國內5G基站將是4G基站的1.2-1.5倍，同時還要配套更多的小基站，因此5G所帶來的基站總數量將要比4G多出不少。

此外，5G基站功能增多，PCB上元件的集成密度明顯提升，電路板的設計難度也隨之提高。高頻高速材料的使用和制造難度的提升將顯著提升PCB單價。

PCB發展趨勢圖片
PCB的高頻多層化：為了擴大通訊通道，以適應數字時代對信息量與速度傳播需求的提升，電子通訊設備的使用頻率逐步向高頻領域轉移。

這就要求PCB基板材料應具有低介電常數與低介電損耗角正切值，只有這樣才能獲得高傳播信號速度，并減少信號傳播過程中的損失。除此之外，PCB工藝也隨著電子信息技術的發展而向多層化、微線寬、微間距多盲孔等方向發展。

高層化PCB將顯著縮小密集復雜的線路連接空間，達到集成化的效果。多層板在電子產品設計上得到普遍的認可并得到深入的技術研發。常見的多層板以四層PCB為主，現在六、八、十層板也逐漸得到普及。


PCB品質的提升推動上游CCL、FR-4基板的產業升級

隨著PCB工業規模的擴大核心技術的創新，行業的競爭也不斷加劇，廠家開始更為重視PCB產品的品質，因此對PCB品質的管控也愈加嚴格。

為了適應PCB向精細線路、高頻多層方向發展，其上游的CCL材料由單一型過渡到系列化，覆銅板的新材料、新工藝、新技術的運用與研發成為必然趨勢。

與此相對應，FR-4型產品的性能也逐漸提升，FR-4型覆銅板的某些性能已不能完全滿足PCB的制作要求，FR-4逐步走向高耐燃性、高尺寸穩定性、低介電常數和環保性。


CB國產化進程加速

中國PCB企業依靠成本優勢、產能擴張和下游本土品牌的崛起，拉動PCB國產化進程。隨著行業的發展，中國PCB內資企業通過自身發展或合資建廠，逐漸積累自身資本、人才和技術資源，構建自身產業護城河，不斷發展壯大。

在技術上，不斷加大研發投入，積累中PCB技術；在產能上，不斷投資建廠，形成規模優勢；在產業鏈上，逐步完善上游原材料渠道和應用市場，形成完備的上下游產業鏈體系。

中國正式實現PCB貿易從逆差到順差的轉變，標志著中國PCB正進行結構性轉變，生產技術不斷發展，初步實現進口替代的目標。