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印制板盘中孔工艺分析及可靠性研究

2021-09-20周文木刘锦锋张良静

印制电路信息 2021年9期

周文木 刘锦锋 张良静 丁 杨

(江南计算技术研究所,江苏 无锡 214083)

随着电子产品高密度化、高速化发展,高端芯片集成度逐步提高、尺寸越来越大,FCBGA(倒装球栅阵列)封装载板的I/O引脚节距(pitch)越来越小,促使作为各类元器件互联载体的印制电路板层数越来越高、厚径比(AR)越来越大、BGA孔及连接盘节距越来越小,目前印制板BGA尺寸55 mm×55 mm以上、连接盘节距0.8 mm甚至更小、盘或孔间夹1根或以上线路已属常规设计,这样的设计对原来传统的过孔—连接盘双盘结构提出巨大挑战。考虑布线空间,采用多次埋盲孔、深微孔或HDI(高密度互联板)结构提高布线密度和提高信号完整性已越来越普遍;直接将导通孔或微盲孔布设在连接盘中,这种结构称为盘下孔或盘中孔(Via-in-Pad,VIP),考虑到VIP表面在后续需贴装元器件,必须在树脂塞孔表面进行盖覆填孔电镀(Plated over Filling Via,POFV),两类设计对比见图1所示。

图1 传统双盘结构与单盘盘中孔结构对比

单盘盘中孔制造工艺流程相对复杂,通常需要经过钻孔、多次沉铜电镀、树脂塞孔、研磨等流程来保证其良好的平整性。单盘盘中孔品质管控要求严格,过孔盖覆镀层必须完整密实、铜厚余量足够、不能有明显的凹陷或凸起。随着超大规模集成电路功耗越来越大,印制板BGA焊接过程受热和长期使用热量聚集效应明显,POFV工艺的耐热性要求不断提高,否则可靠性失效风险大增。

本文主要针对信息通信设备、军品及以上等级装备用高可靠性印制板BGA单盘盘中孔设计,结……

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