一种电源用HDI板制作方法

2022-09-21郭达文谢圣林

印制电路信息 2022年8期

郭达文谢圣林曾龙杨龙

（江西红板科技股份有限公司，江西吉安 343100）

1 电源用HDI（高密度互连）板的产品特点及控制难点

随着电源产品朝着大功率、小型化、智能化方向的发展，要求电源PCB的尺寸越来越小，密集度越来越高，于是电源PCB逐渐变成HDI设计。但电源有大电流要求，而HDI板的线路厚度又要求较厚，完成铜厚均在80 μm以上，因此这种HDI板成为一种特殊产品，在PCB加工方面有较多制作难点和注意事项需要我们去关注和解决。分析电源HDI板的产品特点，从电镀、压合、阻焊等工序进行加工控制。

HDI板的特点是有盲孔。普通的HDI板制作工艺激光盲孔填铜都会先使用薄基铜（12 μm以下）直接采用激光盲孔，然后一次电镀铜，板面完成铜厚在20 μm左右，无法一次性达到厚铜的要求。

目前行业中制作厚铜HDI板，总体来说有两种方法。一种方法是按普通HDI板制作工艺方法，在盲孔填铜电镀后再次电镀铜来增加板面的铜厚，这种方法的缺点是一次性镀铜太厚（＞60 μm），导致板面铜厚的均匀性较差、NPTH（非导通孔）孔内铜厚偏厚等问题，对后工序制作线路图形的品质造成较大隐患。还有一种方法就是使用厚的基铜（35 μm 以上）＋开铜窗的方式制作激光盲孔，再机械钻孔，然后一次电镀铜。这种方法的缺点是由于“开铜窗”的原因，盲孔孔口处经过电镀铜后会存在高低差，即“台阶”现象（如图1所示），特别是在BGA（球删网格阵列封装）位置上有盲孔时，贴片容易出现“虚焊”等问题。

2 电源用HDI板的镀铜工艺

为了满足电源用HDI板特殊要求，同时避免品质隐患的存在，需要根据实际激光盲孔填铜、机械钻通孔镀铜、厚铜三个不同的需求，分别采用三次电镀加厚方式来进行电镀铜（如图2所示），其主要工艺流程为：

激光钻盲孔→沉铜→加厚铜填孔→外二次沉铜→二次加厚面铜→机械钻孔→三次沉铜→三次加厚铜

此工艺使用薄基铜（12 μm以下）制作盲孔，激光直接钻盲孔后直接电镀填铜，避免了盲孔孔口“台阶”问题；盲孔填铜表面平整后再电镀加厚板面铜，满足客户各种铜厚的需求；机械钻孔后进行沉铜和电镀铜，使通孔的铜厚达到要求。分步电镀可独立调整电镀参数而兼顾了盲孔和通孔以及表面镀铜要求。

3 电源厚铜HDI板加工的其他管控方法

3.1 压合

多次压合是HDI板制作工艺的又一特点，对于电镀后的板，需要再次压合时，由于线路铜较厚，单张半固化片（PP）填胶极易产生缺胶、起皱问题。因此，在叠层设计计算填胶时，要适当选择含胶量更高的PP。对于有多个单块板拼版的交货板，如图3所示的交货板是由4个单元板组成，那么在图形设计时各单元之间的内层图形铺铜；同时通过铺铜设计大小来调整各层的残铜率，让各层残铜率差异控制在15%以内，避免两面铜厚差异过大导致板的翘曲问题。

3.2 线路图形

电镀后的电源用HDI板，板面铜厚较厚，在蚀刻线路时，容易出现蚀刻过度现象。对于线路连接盘，在制作工具时应该在要求的尺寸基础上补偿25～30 μm，弥补蚀刻差异，保证最终连接盘尺寸和客户原始设计一致。另外，对于方连接盘，设计时，连接盘直角处增加边长为125 μm～175 μm正方形补偿图（如图4所示），避免蚀刻后方形连接盘失真（变成圆形）。