HDI技術(shù)的出現(xiàn)，適應(yīng)并推進(jìn)了PCB行業(yè)的發(fā)展。使得在HDI板內(nèi)可以排列上更加密集的BGA、QFP等。目前HDI技術(shù)已經(jīng)得到廣泛地運(yùn)用，其中1階的HDI已經(jīng)廣泛運(yùn)用于擁有0.5PITCH的BGA的PCB制作中。目前0.5PITCH的BGA芯片已經(jīng)逐漸被設(shè)計(jì)工程師們所大量采用，BGA的焊角也由中心挖空的形式或中心接地的形式逐漸變?yōu)橹行挠行盘?hào)輸入輸出需要走線的形式。
所以現(xiàn)在1階的HDI已經(jīng)無(wú)法完全滿足設(shè)計(jì)人員的需要，因此2階的HDI開(kāi)始成為研發(fā)工程師和PCB制板廠共同關(guān)注的目標(biāo)。1階的HDI技術(shù)是指激光盲孔僅僅連通表層及與其相鄰的次層的成孔技術(shù)，2階的HDI技術(shù)是在1階的HDI技術(shù)上的提高，它包含激光盲孔直接由表層鉆到第三層，和表層鉆到第二層再由第二層鉆到第三層兩種形式，其難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1階的HDI技術(shù)。這樣傳統(tǒng)的PCB板的鉆孔由于受到鉆刀影響，當(dāng)鉆孔孔徑達(dá)到0.15mm時(shí)，成本已經(jīng)非常高，且很難再次改進(jìn)。而HDI板的鉆孔不再依賴于傳統(tǒng)的機(jī)械鉆孔，而是利用激光鉆孔技術(shù)。（所以又被稱為鐳射板。）HDI板的鉆孔孔徑一般為0.076-0.127mm（3-5mil），線路寬度一般為0.076-0.10mm（3-4mil），焊盤(pán)的尺寸可以大幅度的減小所以單位面積內(nèi)可以得到更多的線路分布，高密度互連由此而來(lái)。
一，材料的分類
1.銅箔：導(dǎo)電圖形構(gòu)成的基本材料
2.芯板（CORE）：線路板的骨架，雙面覆銅的板子，即可用于內(nèi)層制作的雙面板。
3.半固化片（Prepreg）：多層板制作不可缺少的材料，芯板與芯板之間的粘合劑，同時(shí)起到絕緣的作用。
4.阻焊油墨：對(duì)板子起到防焊、絕緣、防腐蝕等作用。
5.字符油墨：標(biāo)示作用。
6.表面處理材料：包括鉛錫合金、鎳金合金、銀、OSP等等。
二，HDI絕緣層所使用的特殊材料涂膠膜銅箔RCC ：
涂膠膜銅箔（Resin Coated Copper） 是指將特別的樹(shù)脂膜層涂在電鍍銅箔上。這層膜可以完全覆蓋內(nèi)層線路而成絕緣層。一般來(lái)說(shuō)，HDI板 的激光鉆孔都是在涂膠膜銅箔上面成孔。孔徑的形狀與一般機(jī)械鉆孔的孔的形狀不完全一樣。激光鉆孔的孔的形狀為一個(gè)倒置的梯形。而一般的機(jī)械鉆孔，孔的形狀為柱形。考慮到激光鉆孔的能量與效率，鐳射孔的孔徑大小不能太大。一般為0.076-0.10毫米。HDI板所需要的其他的材料如：板料；半固化片和銅箔等則沒(méi)有特別的要求。由于鐳射板的電流一般不會(huì)太大，所以線路的銅的厚度一般不太厚。內(nèi)層一般為1盎司，外層一般為半盎司的底銅鍍到1盎司的完成銅厚 。板料的厚度一般較薄。并且由于RCC中也僅含樹(shù)脂，不含玻璃纖維，所以使用RCC的HDI板的硬度/強(qiáng)度一般比同厚度的其他PCB要差。
三，制作流程
1.開(kāi)料（CUT）
開(kāi)料是把原始的敷銅板切割成能在生產(chǎn)線上制作的板子的過(guò)程。
2.內(nèi)層干膜：（INNER DRY FILM）
內(nèi)層干膜是將內(nèi)層線路圖形轉(zhuǎn)移到PCB板上的過(guò)程。內(nèi)層干膜包括內(nèi)層貼膜、曝光顯影、內(nèi)層蝕刻等多道工序。內(nèi)層貼膜就是在銅板表面貼上一層特殊的感光膜。這種膜遇光會(huì)固化，在板子上形成一道保護(hù)膜。曝光顯影是將貼好膜的板將進(jìn)行曝光，透光的部分被固化，沒(méi)透光的部分還是干膜。然后經(jīng)過(guò)顯影，褪掉沒(méi)固化的干膜，將貼有固化保護(hù)膜的板進(jìn)行蝕刻。再經(jīng)過(guò)退膜處理，這時(shí)內(nèi)層的線路圖形就被轉(zhuǎn)移到板子上了。
3.黑化和棕化：（BLACK OXIDATION）
（1）去除表面的油污，雜質(zhì)等污染物；
（2）增大銅箔的比表面，從而增大與樹(shù)脂接觸面積，有利于樹(shù)脂充分?jǐn)U散，形成較大的結(jié)合力；
（3）使非極性的銅表面變成帶極性CuO和Cu 2 O的表面，增加銅箔與樹(shù)脂間的極性鍵結(jié)合；
（4）經(jīng)氧化的表面在高溫下不受濕氣的影響，減少銅箔與樹(shù)脂分層的幾率。內(nèi)層線路做好的板子必須要經(jīng)過(guò)黑化或棕化后才能進(jìn)行層壓。它是對(duì)內(nèi)層板子的線路銅表面進(jìn)行氧化處理。一般生成的Cu 2 O為紅色、CuO為黑色，所以氧化層中Cu 2 O為主稱為棕化、CuO為主的稱為黑化。
4.層壓：（PRESSING）
將銅箔，黏結(jié)片（半固化片），內(nèi)層板，不銹鋼，隔離板，牛皮紙，外層鋼板等材料按工藝要求疊合。如果六層以上的板還需要預(yù)排版。將疊好的電路板送入真空熱壓機(jī)。利用機(jī)械所提供的熱能，將樹(shù)脂片內(nèi)的樹(shù)脂熔融，借以粘合基板并填充空隙。
5.鉆盲埋孔：（DRILLING）
印制板上孔的加工形成有多種方式，目前使用最多的是機(jī)械鉆孔。機(jī)械鉆孔就是利用鉆刀高速切割的方式，在板子（母板或子板）上形成上下 貫通的穿孔。對(duì)于成品孔徑在8MIL及以上的穿孔，我們都可以采用機(jī)械鉆孔的形式來(lái)加工。
6.沉銅與加厚銅（孔的金屬化）
電路板的基材是由銅箔，玻璃纖維，環(huán)氧樹(shù)脂組成。在制作過(guò)程中基材鉆孔后孔壁截面就是由以上三部分材料組成。孔金屬化就是要解決在截面上覆蓋一層均勻的，耐熱沖擊的金屬銅。流程分為三個(gè)部分：一去鉆污流程，二化學(xué)沉銅流程，三加厚銅流程（全板電鍍銅）。孔的金屬化涉及到一個(gè)制成能力的概念，厚徑比。厚徑比是指板厚與孔徑的比值。
當(dāng)板子不斷變厚，而孔徑不斷減小時(shí)，化學(xué)藥水越來(lái)越難進(jìn)入鉆孔的深處，雖然電鍍?cè)O(shè)備利用振動(dòng)、加壓等等方法讓藥水得以進(jìn)入鉆孔中心，可是濃度差造成的中心鍍層偏薄仍然無(wú)法避免。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)鉆孔層微開(kāi)路現(xiàn)象，當(dāng)電壓加大、板子在各種惡劣情況下受沖擊時(shí)，缺陷完全暴露，造成板子的線路斷路，無(wú)法完成指定的工作。
7.開(kāi)銅窗法（Conformal mask）
開(kāi)銅窗法（Conformal mask）是現(xiàn)在業(yè)界最成熟的CO 2 激光盲孔制作工藝，此加工法是利用圖形轉(zhuǎn)移工藝，在表面銅箔層蝕刻出線路的方式蝕刻出與要激光加工的孔徑尺寸相同的微小窗口，然后用比要加工孔徑尺寸大的激光光束根據(jù)蝕銅底片的坐標(biāo)程式來(lái)進(jìn)行加工的方法，這種加工法多用于減成法制造積層多層板的工藝上，SYE即是采用了此種工藝進(jìn)行CO 2 激光盲孔的制作。
Conformal mask1是在子板上下兩面銅箔上用制作線路的方式蝕刻出母板外層周邊與子板外層的盲孔（激光孔）對(duì)位PAD對(duì)應(yīng)的銅箔，同時(shí)蝕刻出母板上對(duì)應(yīng)于設(shè)置在子板兩面的自動(dòng)曝光機(jī)對(duì)位標(biāo)靶位置銅箔，以供Conformal mask2制作和激光鉆孔時(shí)使用。Conformal mask2是在板子上下兩面銅箔上用制作線路的方式將每個(gè)激光孔的位置蝕刻出一個(gè)比激光孔稍大的窗口，以供CO 2 激光加工。
8.激光鉆孔 （LASER DRILLING）
用激光將樹(shù)脂燒開(kāi)形成連通性盲孔HDI板的鐳射鉆孔由于是由激光鉆出，所以當(dāng)激光在從上往下鉆的過(guò)程中，能量逐漸變少，所以隨著孔徑的不斷深入，孔的直徑不斷變小。鐳射孔的鉆孔孔徑一般為4-6mil（0.10-0.15mm），按照IPC6016，孔徑《=0.15毫米的孔稱為微孔（micro-via）。如果孔徑大于0.15毫米，則難于一次將孔鉆完，而是需要螺旋式鉆孔，導(dǎo)致了鉆孔的效率下降。成本的急劇升高。目前激光鉆孔一般采用三槍成孔的方式，鐳射孔的鉆孔速度一般為100-200個(gè)/秒。并且隨著孔徑的縮小，鉆孔的速度明顯加快。比如：在鉆孔孔徑為0.100毫米時(shí)，鉆孔速度為120個(gè)/秒。在鉆孔孔徑為0.076毫米時(shí)，鉆孔速度為170個(gè)/秒。
9.激光鉆孔的金屬化
HDI 板的鐳射鉆孔由于是由激光鉆出，激光鉆孔時(shí)的高溫將孔壁灼燒。產(chǎn)生焦渣附著在孔壁，同時(shí)由于激光的高溫灼燒，將導(dǎo)致第二層銅被氧化。所以鉆孔完畢后，微孔需要在電鍍前進(jìn)行前處理。由于板的微孔孔徑比較小，又不是通孔，所以孔內(nèi)的焦渣比較難以清除。去孔污時(shí)需要用高壓水沖洗。
10.外層干膜與圖形電鍍（DRY FILM & PATTERN PLATING）
外層圖形轉(zhuǎn)移與內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移的原理差不多，都是運(yùn)用感光的干膜和拍照的方法將線路圖形印到板子上。外層干膜與內(nèi)層干膜不同在于：
（1）如果采用減成法，那么外層干膜與內(nèi)層干膜相同，采用負(fù)片做板。板子上被固化的干膜部分為線路。去掉沒(méi)固化的膜，經(jīng)過(guò)酸性蝕刻后退膜，線路圖形因?yàn)楸荒けＷo(hù)而留在板上。
（2）如果采用正常法，那么外層干膜采用正片做板。板子上被固化的部分為非線路區(qū)（基材區(qū)）。去掉沒(méi)固化的膜后進(jìn)行圖形電鍍。有膜處無(wú)法電鍍，而沒(méi)有膜處，先鍍上銅后鍍上錫。退膜后進(jìn)行堿性蝕刻，最后再退錫。線路圖形因?yàn)楸诲a的保護(hù)而留在板上。
11.濕菲林（阻焊） WET FILM SOLDER MASK
目前PCB廠家使用的這層油墨基本上都采用液態(tài)感光油墨。其制作原理與線路圖形轉(zhuǎn)移有部分的相似。它同樣是利用菲林遮擋曝光，將阻焊圖形轉(zhuǎn)移到PCB表面。這層阻焊層稱為阻焊劑或稱阻焊油墨，俗稱綠油。其作用主要是防止導(dǎo)體線路等不應(yīng)有的上錫，防止線路之間因潮氣、化學(xué)品等原因引起的短路，生產(chǎn)和裝配過(guò)程中不良操作造成的斷路、絕緣以及抵抗各種惡劣環(huán)境，保證印制板的功能等。
12.沉金（IMMERSION GOLD）
化學(xué)鍍鎳/金是在印制電路板做上阻焊膜后，對(duì)裸露出來(lái)需要鍍金屬的部分采用的一種表面處理方式。由于科技的發(fā)展，PCB上的線寬間距變小，表面封裝增多，這就要求連接盤(pán)或焊墊有良好的共面性和平坦度，要求PCB不能彎曲。化學(xué)Ni/Au表面鍍層則可滿足上述的要求，另外由于它表層的金比較穩(wěn)定、防護(hù)性好，所以它的存儲(chǔ)時(shí)間也和鉛錫差不多。
13.字符（C/M PRINTING ）
字符的要求清晰飽滿，不能漏印字符，印錯(cuò)，印反，疊印，更不能字符模糊。
14.銑外形（PROFILING）
我們制作的PCB一直都屬于PANEL的形式，即一塊大板。現(xiàn)在因?yàn)檎麄€(gè)板子的制作已經(jīng)完成，我們需要將交貨圖形按照（UNIT交貨或SET交貨）從大板上分離下來(lái)。這時(shí)我們將利用數(shù)控機(jī)床按照事先編好的程序，進(jìn)行加工。外形邊、條形銑槽，都將在這一步完成。如有V-CUT，還需增加V-CUT工藝。在此工序涉及到的能力參數(shù)有外形公差、倒角尺寸、內(nèi)角尺寸等等。設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮圖形到板邊的安全距離等參數(shù)。
15.電子測(cè)試（E-TEST）
電子測(cè)試即PCB的電氣性能測(cè)試，通常又稱為PCB的“通”、“斷”測(cè)試。在PCB廠家使用的電氣測(cè)試方式中，最常用的是針床測(cè)試和飛針測(cè)試兩種。
（1）針床分為通用網(wǎng)絡(luò)針床和專用針床兩類。通用針床可以用于測(cè)量不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的PCB，但是其設(shè)備價(jià)錢(qián)相對(duì)較為昂貴。而專用針床是采用為某款PCB專門(mén)制定的針床，它僅適用于相應(yīng)的該款PCB。
（2）飛針測(cè)試使用的是飛針測(cè)試機(jī)，它通過(guò)兩面的移動(dòng)探針（多對(duì)）分別測(cè)試每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)通情況。由于探針可以自由移動(dòng)，所以飛針測(cè)試也屬于通用類測(cè)試。
16.OSP
有機(jī)可焊性保護(hù)劑（OSP），又稱為防氧化助焊劑、Entek。這種方法是PCB完成所有制作工藝，并經(jīng)過(guò)電測(cè)試及初次表觀的檢驗(yàn)后，經(jīng)OSP處理后在裸銅焊盤(pán)和通孔內(nèi)而得到一種耐熱型的有機(jī)可焊性膜。這種有機(jī)耐熱可焊性膜厚度為0.3～0.5μm之間，分解溫度可以達(dá)到300℃左右。OSP技術(shù)由于其具有高的熱穩(wěn)定性、致密性、疏水性等許多優(yōu)點(diǎn)因而迅速得到推廣運(yùn)用。其主要優(yōu)點(diǎn)還有：
（1）能夠克服線寬間距小的問(wèn)題，其鍍層表面很平坦。
（2）工藝簡(jiǎn)單，操作方便，污染少，易于操作、維護(hù)和自動(dòng)化。
（3）成本低廉，可焊性好。
其缺點(diǎn)是保護(hù)膜極薄，容易劃傷，因此在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中要十分小心。另外其可焊性僅僅依靠該層保護(hù)膜，一旦膜被損害可焊性就大大降低了。因此它放置的時(shí)間也很短。
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