Schlüssel- und einzigartige Prozesse für HDI

Die Herstellung von High-Density Interconnect (HDI)-Leiterplatten (PCBs) beinhaltet kritischere und komplexere Prozesse als eine Standard-Leiterplatte. Die zentrale Herausforderung besteht darin, kleinere Vias, feinere Linien und Abstände, mehr Lagen und präzisere Verbindungen zu erreichen.

Dies sind die spezialisierten oder sehr anspruchsvollen Schritte, die die High-Density-Eigenschaften einer HDI-Platine gewährleisten.

1. Laserbohren

Bedeutung: Dies ist die Grundlage der HDI-Technologie. Herkömmliches mechanisches Bohren kann Mikro-Vias oder vergrabene Vias kleiner als 0,15 mm nicht zuverlässig erzeugen. Laserbohren (typischerweise unter Verwendung von UV- oder CO₂-Lasern) kann Mikro-Vias mit Durchmessern von 50μm bis 100μm präzise abtragen.

Herausforderungen:

 Ausrichtungsgenauigkeit: Vias müssen präzise mit den Innenlagenpads ausgerichtet werden, mit minimaler Abweichung.

 Via-Formkontrolle: Der Prozess muss eine gute "Becherform" bilden, um eine ordnungsgemäße Füllung während der anschließenden Beschichtung zu gewährleisten.

 Materialverträglichkeit: Der Prozess muss die unterschiedlichen Laserabsorptionsraten verschiedener Materialien (wie Kupferfolie, Harz und Glasfaser) berücksichtigen, um unvollständiges Bohren oder Überablation zu verhindern.

2. Plattieren und Füllen (Via-Füllung)

Bedeutung: Für Designs mit Any-Layer-Interconnects oder gestapelten Vias müssen die Mikro-Vias vollständig mit Kupfer gefüllt werden, nicht nur an den Wänden beschichtet. Dies ist unerlässlich, um neue Vias auf den gefüllten Vias zu bohren, um zuverlässige Verbindungen zu gewährleisten, und es verbessert auch die Wärmeableitung und die elektrische Leistung.

Herausforderungen:

 Prozesskomplexität: Dies erfordert spezielle Plattierungslösungen, Additive und eine gepulste Stromversorgung, um eine perfekte, blasenfreie Füllung durch einen langen Abscheidungsprozess zu erreichen.

 Hohe Kosten: Dies ist ein zeit- und materialintensiver Schritt, der ihn zu einem wesentlichen Bestandteil der Gesamtkosten einer HDI-Platine macht.

 Oberflächenebenheit: Die gefüllten Via-Öffnungen müssen vollständig eben sein, ohne Vertiefungen oder Unebenheiten, die die anschließende Schaltungsherstellung beeinträchtigen könnten.

3. Sequentielle Laminierung

Bedeutung: HDI-Platinen werden typischerweise unter Verwendung eines Aufbauprozesses hergestellt, bei dem die Laminierung in mehreren Schritten erfolgt. Zum Beispiel wird zuerst eine Kernplatine erstellt. Eine Harz-Dielektrikumschicht mit Kupferfolie (wie ABF oder PP) wird dann auf beiden Seiten laminiert. Neue Vias werden dann lasergebohrt, beschichtet und Schaltungsmuster werden auf dieser neuen Schicht erstellt. Dieser Prozess wird mehrmals wiederholt.

Herausforderungen:

 Ausrichtungsgenauigkeit: Die kumulative Ausdehnung und Kontraktion aus mehreren Laminierungszyklen muss präzise gesteuert werden, um eine genaue Ausrichtung zwischen allen Schichten zu gewährleisten.

 Prozesskontrolle: Die Temperatur, der Druck und das Vakuum für jeden Laminierungszyklus müssen präzise gesteuert werden, um Delamination zwischen den Schichten zu verhindern und Probleme wie unzureichende Harzfüllung oder Schaltungsverzerrung durch übermäßigen Harzfluss zu vermeiden.