高密度电路板的分类和技术

一 通孔电镀的多层印刷电路板

通孔电镀用于多层印刷电路板已超过20年以上的历史，要了解电路板产业则对通孔电镀的认识是电路板厂一项基本功课。

电路板的通孔一般提供两种功能，即导通层间线路、安装通孔式元件。如 果是纯为导通而设的通孔，英文有一较常用的说法叫做（Via)，它和孔（Hole) 在意义上并不完全相同，但中文的字义却都以孔来称呼，因此有所谓的零件孔 和导通孔之不同。为促使电路板的密度提高、层数降低、组装方便，表面贴附 式的电子元件被大量使用，除了特定的端子及工具孔会探用大孔径设计外，纯 为导通用的孔几乎都尽量探用最小孔设计以降低占用面积。

图1所示为较复杂的六层电路板范例，通常多数的电路板不会一次探 用所有的结构。通孔结构为通孔元件组装必要的结构，其他的孔都只是为了提 高接线密度而制作，密度愈高、层数愈多、层间厚度愈薄制作难度愈高。

图1 六层电路板范例

为了避开传统所有通孔都是从头到底的结构浪费大量绕线空间，图1所 示的板结构就探用了部份的表面通孔模式制作，这样的结构可以充分利用同一 位置的立体空间而没有传统线路板空间利用率低的缺点。由于表层通孔压板时 已被树脂填平，经过后续电镀处理使表层孔变成平面铜垫，可以直接安装电子 元件有利于密度提升。

二 金属核心板与软硬板

为特殊的用途而设计的电路板不同于一般的多层电路板，例如：为高耗电 高温高热的设备而设计的金属核心板就是一例，图2为金属核心印刷电路板的示意图。

图2 金属核心印刷电路板的示意图

金属核心板将较厚的金属配置在高发热元件的区域，电源供应器则直接将 金属块曝露与元件直接接触，某些设计只探用较厚的铜皮做部份的散热改善， 因此常见的铜皮厚度约0.5?2 oz，它的结构仍保持双数。但金属核心板特别 强调散热效率，常用的金属厚度约3?14oz，因为加了一层厚金属而使得总金 属层数常呈现单数，这与一般电路板有极明显的不同。虽然在制作程序及设计 考虑金属核心板都有其复杂性，但对大功率的设备及元件而言，仍有其存在的 价值。

图3所示由硬板与软板搭配制成的软硬板，主要是为符合性能提升、 轻量化、节省空间等需求。它可以免除连接器配线的麻烦，但因制作程序麻烦 而成本较高，除军事及航天方面的用途外，一般电子产品较会采用的如：显示 器模块等都可见到此类电路板的踪迹。

图3 硬板与软板搭配制成的软硬结合板

三 高密度增层印刷电路板

高密度增层印刷电路板是采用序列式建构线路层和绝缘层制程所作出的电路板，所形成的结构如 图4所示的断面形式。由于高密度电路板发展的初期，设计的结构是以无强化材料的树脂为高密度层的绝缘基材，因此 设计的方式是以传统硬板结构为基础，再在其上建立纯树脂高密度的线路。当 然也有部分的电路板采用不同的做法，并不遵循中间有较厚基板的结构，这样 的结构被称为无核心(Core-less)技术，日本所开发的ALIVH归为此类技术。

图4 序列式建构线路层断面

由于传统的电路板结构并不容易制作出微小的孔，因此就有开发人员以影 像转移、雷射技术或其他小孔成孔的方法制作出小孔，藉此可以节省铜垫 (Pad)的配置空间，保留更多的空间让绕线容易些，又由于绝缘层变薄，因此 特性阻抗及电磁效应方面也有较佳的表现。

四 转印法高密度印刷电路板

高密度的定义是指在同一平面空间下可以配置更多的铜垫和连接线，因此 能做出细线、小孔、高累积密度的技术都可归类为高密度电路板技术。

如图5所示，以转印法制做高密度电路板的程序，这样的电路板技术因为线路几乎完全依赖 电镀形成，因此只要影像膜能解析出够细的线路， 细线路制作并不成为问题。又由于线路是嵌入树脂 中，因此线路的稳定度比一般线路制作的方法有更 牢固的结合力和更稳定的线宽间距。线路嵌入树脂 使板面平滑，没有一般电路板因线路过高而有止焊 漆覆盖困难的问题。重复利用此技术可以得到细密 的线路，但如何使事先形成的线路能精准的与板面 线路堆栈在一起就是一个大问题了。

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图5 一般电路板厂家转印法制做高密度电路板的程序

五 以导电膏导通的高密度印刷电路板

电镀的目的是为了层间的导通所作的制作程序，但部份的电路板制作者使 用导电膏作层间导电连结，因此而有较知名的两种电路板在日本市场出现，它 ^13各是松下公司所发展出来的ALIVH和东芝公司所 发展出来的B4t。

在其上以雷射钻孔并将 导通孔填入导电膏，其后以铜箔积层堆栈压合，再 作出导线即成为电路板结构。若要增加层次，只要 重覆前列步骡即可，也因为通孔设计弹性大，因此 以 ALIVH(Any Layer Inner Via Hole)来称此种 结构的电路板技术，而松下公司也以此种电路板技 术著称于业界。

如图6所示，探用导电膏制作凸块的方式制作电路板，它主要是利用导电膏硬化后所形成的锥 状柱体作为穿透胶片的工具，经过凸块形成、胶片 刺穿、热压合等程序来完成层间导通，其后再作出 线路即完成基本的电路板结构。如果要-形成更多的 线路层，只要重覆前述的程序即可。由于此i：高密 度电路板是采用导电凸块技术，因此以B 2i t (Buried Bump Interconnection Technology)称 之。此技术由于并不限定特殊的胶片基材，因此在 材料选择的弹性上要比ALIVH大一些。

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图6 pcb厂家生产的探用导电膏制作电路板方式