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积层法多层板(BUM-PCB)综述

  一、何谓积层法多层板(BUM-PCB)

  根据有关定义,积层法多层板(BuildupMultilayerPCB,BUM)指在绝缘基板上,或传统的双面板或多层板上,采取涂布绝缘介质再经化学镀铜和电镀铜形成导线及连接孔,如此多次叠加,累积形成所需层数的多层印制板。早在20世纪70年代已经有BUM技术的文献报道,但直到90年代初,在IBM的日本(Yasu)分公司开发了在芯板上涂覆感光树脂,利用光致法形成导通微孔互连,加成法进行线路化的新工艺制造高密度线路板的新方法之后,才成功地将此种高密度线路板大量用于Thinkpad型笔记本电脑,并于1991年最早将此新技术公开发表,称之为SurfaceLaminarCircuit,SLC(表面层合电路板),由于此技术开创了前所未有的HightDensityInterconnect,HDI(高密度互连)的新思路,日本的电子厂家纷纷进行开发,从此揭开了PCB发展史上的BUM时代。BUM适应了电子产品向更轻、更小、更薄及更短方向发展的要求,能够满足新一代电子封装技术(如BGA,CSP,MCM,FCP等)需要,因此在整个90年代发展非常迅速,主要应用于便携式电子产品,如手提电脑、移动电话、数码相机与MCM封装基板上。1998年世界BUM微孔板市场为11亿美元,1999年则达到了将近20亿美元,其中90%市场集中在日本国内,2000市场可能接近30亿美元。国内专家曾撰文预言,世界BUM板已进入发展期;目前与今后几年内,PCB工业的技术变革和市场竞争将围绕着以BUM板为中心及其周边工业(材料、设备和检测等)而进行。

  与日本人最早提出BUM(积层法多层板)相对应,欧美国家后来提出了HDI(highdensityinterconnect,高密度互连),实际上这两个名词表达的概念内涵几乎相同。按照IPC的资料,HDI的定义包括以下内容:非机械钻孔孔径小于0.15mm(6mil),且大部分为盲孔(buriedhole),孔环(annularring,pad或land)环径小于0.25mm(6mil),满足这种条件的孔称为微孔(micmovia);具有微孔的PCB,接点密度在130点/英寸2以上,布线密度(设峡宽channel为50mil)在117英寸/英寸2以上,称为HDI类PCB,其线宽/线距(L/S)为3mil/3mil或以下。由此可见,积层法多层板的最本质特点就是高密度互连(HDI)。

  二、积层多层板制造工艺

  BUM与传统PCB制造工艺最主要的差别在于成孔方式,BUM关键技术主要包括积层的绝缘层采用的介质材料;微孔(microvia)的成孔技术;孔金属化技术三个方面的内容。

  1积层的绝缘介质材料

  由于绝缘层材料与互联微孔加工方法的不同,出现过数十种不同的BUM制造方法,但是根据各种不同的BUM制造工艺所采用积层绝缘介质材料的不同,具有代表性的且应用比较成熟的工艺主要可分为涂树脂铜箔(RCC)工艺、热固化树脂(干膜或液态)工艺和感光性树脂(干膜或液态)工艺三种。现在这三种工艺都在使用。后两种工艺一般要通过加成法工艺实现金属化、线路化,对材料和相应技术要求很高。RCC工艺采用减成法工艺完成线路化,不需要很大的设备投资(主要投资是激光钻机laserdriller),同时适应传统的多层PCB制造工艺,而且成品BUM板具有良好的性能可靠性,因此采用RCC工艺制作BUM板的厂家越来越多,RCC需求量随着不断增大。以RCC工艺为例,积层次数越多,板面平整度会越差,受此限制,BUM在芯板上的积层层数(BuildupLayer)一般不超过4层。

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