一、前言 现代军事装备为满足快速机动的要求，日益向小型化、轻量化发展。要满足整机小型化、轻量化要求，作为元件载体的电气互连PCB，也向.HDI(高密度互连印制板)方向快速发展。为了满足需求，电气互连印制板生产工艺就不能墨守成规，应采用新技术及工艺，实现跳跃式发展。UV激光微线钻是近几年才进入我国的多功能工艺设备，专门针对HDI的特点，完成快速加工。 二、传统多层PCB生产工艺流程与快速HDI工艺流程比较 1.传统多层PCB生产工艺流程 传统多层PCB生产工艺流程如下所述： (1)各层图形胶片制备：各层胶片图形分别制备；所有层叠层对位检查；制定位孔；各层胶片按要 求分类放置待用； (2)材料准备：覆箔薄板、半固化片下料；长宽取向垂直、数量各半； (3)各覆铜薄板冲制或高速(10万转)数控钻钻定位(销钉)孔、铆钉孔； (4)抛光处理； (5)各覆铜薄板分别完成图形制作：传统印制板板工艺；注意取向； (6)各线路板分别氧化处理； (7)清洗烘干； (8)各内层线路板板间加半固化片按要求叠层，注意最外两层无图形及板材取向； (9)铆合； (10)层压； (11)找正、恢复定位孔； (12)数控加工导通孔； (13)去钻污； (14)孔金属化处理、电镀加厚铜； (15)制作最外层图形； (16)通断检测、金属化工艺孔金相检测； (17)制阻焊层、印字符(SMOBC)； (18)喷锡、清洗； (19)产品检测； (20)交用户。 2.快速HDI工艺流程 快速HDI(UV激光)工艺流程如下： (1)各层覆铜薄板、半固化片材料准备； (2)1、2层(最中间双面层)烧蚀出图形：制蝶形或双菱形靶标；激光刻图； (3)清洁、线路板表面氧化处理； (4)叠片、层压3、4层； (5)激光钻盲孔； (6)盲孔(图1)直接电镀：金属化用黑孔化或钯处理，电镀铜加厚；
(7)烧蚀出图形； (8)清洁、线路板表面氧化处理； (9)叠片、层压5、6层； (10)激光钻盲孔； (11)盲孔直接电镀； (12)烧蚀出图形； (13)如此反复往上叠层，直至所需层数； (14)激光钻通孔、盲孔； (15)直接电镀； (16)烧蚀出图形； (17)清洁处理； (18)检验； (19)涂布阻焊层、印字符； (20)烧蚀出焊盘； (21)印活性焊剂； (22)激光加工外形； (23)测试、检验； (24)包装。 3.直接电镀工艺流程 直接电镀工艺流程如下： 刷板一清洁剂llO开缸(阴极移动)lO—15 min一沥干、喷淋一整孔剂201开缸(阴极移动)15—20min一沥干、喷淋、沥干一黑孔液开缸(阴极移动)20—30 min一沥干、压缩气吹、胶刮刮除表面碳黑一烘固温度100一110℃，30一50 min一弱蚀(去表面沾污碳黑层)一清洗、浸稀酸、喷淋一酸性镀铜20—30min，1一1.5 A／dm2一喷淋一镀锡(如用活性焊剂，可不走此工序)一喷淋清洗、烘干。 三、特点比较 传统多层PCB生产工艺制作的图形，线宽与线间距在O.1mm已较困难，机械钻孔O.1 mm以下已没有钻头可用，由于层数增加，内层基材变薄，加上翘曲变形，很难保证高精度盲孔加工(z向)，带CCD摄像头的某些高速数控刻板机具有X、Y向形变自动补偿功能，可解决孔与焊盘同心问题。 UV激光多功能微线钻利用其激光特性，解决了高密度细线和微孔加工难题，近几年特别是随着多芯片组装技术(MCM)和倒装芯片技术的应用，uV激光的精度得到很好地体现，其最小线宽、线间距和最小孔径均可达O.03 mm，钻通孔与盲孔的控制是通过调节能量实现的，Z向深度可精确控制。 UV激光多功能微线钻同样具有CCD摄像头和x、Y向形变自动补偿功能，可很好解决三维控制问题。 应用孔径大小只取决于金属化时溶液是否容易有效浸润、交换、吹出和电镀可靠。 现IC表面贴装元件(SMC或SMD)相邻引脚中心间距已可达到不足O.3 imm，用传统的阻焊工艺已无法解决IC表面贴装焊盘问阻焊层的精确可靠覆盖。焊盘间不覆盖阻焊层焊接时又可能引起相邻焊盘短路，使可靠性降低。 UV激光机解决这个问题就简单快捷。调整能量使之只能汽化阻焊层就行。利用聚酰亚胺对UV激光的高吸收特性，可用聚酰亚胺膜制作活性焊剂和焊料漏印模板，聚酰亚胺膜制的漏印模板具有与钢模相同的精度和较高耐蚀、耐磨性。 用传统PCB工艺制作五级密度(1．27mm间距过四条线)很困难，周期长，价格昂贵。传统工艺流 程长，设备多，工艺参数控制点多，以湿法为主，耗水大，污染重。孔金属化处理过程中需确保钻污去除干净，易产生“粉红”圈现象。 UV激光加工五级密度印制板很容易。工艺人员的工作是进行精确的激光能量参数确定。工艺流程短，设备量少，工艺参数控制点集中，以干法为主，耗水少，污染轻。孔金属化处理过程是物理过程，也不用去钻污，不会产生“粉红”圈现象。 用传统．PCB工艺制作多层印制板，定位孔精度由于二次钻孔、材料变形或多次插销等原因，易造成误差，影响小直径通孔与焊盘同心度。 UV激光加工始终是以中间层的靶标为对位基准，加工外层图形，故其焊盘同心度要高很多。 四、应注意的问题及解决办法 (1)孔径与金属化可靠性 内层埋孔孔径可适当小于O．06 mm，若直接按最小光径O．03 mm加工，应控制镀液清洁度和电镀时间、电流密度，因孔太小容易镀封口，小孔内不易洗净反被包容(图2)，可靠性不好。故基材厚度小于O．127 mm时可选O．03 mm孔径，一般选O．05mm左右。
物理吸附导电层的均匀性问题，也是孔金属化可靠性应关注的问题。为确保黑孔液进入各小孔，可适当用超声赶气。板子从碳黑液中提起后，孔中的液体因小孔张力作用，流不出来。烘干后形成厚碳层，虽金属化电镀没问题，但不规则厚碳层在镀铜层下，经历热循环冲击和振动冲击后的孔金属化可靠性必须考虑。为保证碳黑导电层均匀性，用带压缩空气的风刀进行吹刮是必要的。 (2)刻线后版面的清洁 刻线后版面的清洁好，可靠性增加。首先由于线条、线间距极细，刷板机仅对表面有用，对线条反而有可靠性的隐患。激光加工是金属光触表面的爆炸蚀刻，金属微粒的清洁是关系整板可靠性基础。用气浮二氧化硅(牙膏原料，粒径O．2～O．4µm)、微量离子表面活性剂、去离子水组成悬浊液，通过改造的喷枪(出液量大)进行表面处理(图3)，起到了清洁表面和锐棱倒圆的效果，有利于生成均匀的氧化层和树脂的流动，可减小成型内应力，提高质量。 此外，漏印模板各焊盘窗口应根据印料的浸润迁移作适当缩减，保证不把焊盘污染为宜。
五、结 语 从美军几次参战模式可以看出，军事装备要具有快速机动的能力才能完成持续攻击，才具有生存能力。技术力量较弱一方要有根据敌方技术、快速提供新装备进行技术反击防范的能力才能坚持对抗。现代高技术装备性能先进，价格昂贵，平时进行大量装备即使富裕国家也承受不起，适时保障是现代高技术装备的一个特点。因此，基础工艺采用先进技术提供保障是必不可少的。 |
