PCB生产技术和发展趋势
1 推动PCB技术和生产技术的主要动力
集成电路（IC）等元件的集成度急速发展，迫使PCB向高密度化发展。从目前来看，PCB高密度化还跟不上IC集成度的发展。如表1所示
表1。
年 IC的线宽 PCB的线宽 比 例
1979 导线3μm 300 μm 1∶100
2000 ∽0、18μm 100∽30μm 1∶56o ∽1∶170
2010 ∽0、05μm ∽10μm(HDI/BUM?) 1∶200
注：导通孔尺寸也随着导线精细化而减小，一般为导线宽度尺寸的3∽5 倍
组装技术进步也推动着PCB走向高密度化方向
表2
组装技术 通孔插装技术（THT） 表面安装技术（SMT） 芯片级封装（CSP） 系统封装
代表器件 DIP QFP→BGA μBGA 元件集成
代表器件
I/o数 16∽64 32∽304
121∽1600 >1000 ？
信号传输高频化和高速数字化，迫使PCB走上微小孔与埋/盲孔化，导线精细化，介质层均匀薄型化等，即高密度化发展和集成元件PCB发展。
特性阻抗空控制 RFI EMI
世界主导经济—知识经济（信产业等）的迅速发展，决定做着PCB工业在21世纪中的发展读地位和慎重生产力。
世界主导经济━ 的发展
20世纪80年代━━━→90年代——→21世纪
←经济农业——→工业经济———→知识经济———→
美国是知识经济走在最前面的国家。所以在2000年占全球PCB市场销售
量的45%，左右着PCB工业的发展与市场。随着其他国家的掘起，特别是中国和亚洲国家的发展（中国科技产值比率占30∽40%，美国为70∽80%）美国的“超级”地位会削弱下去。
（3）中国将成为世界PCB产业的中心，2∽3年后，中国大陆的PCB产值由现在的11%上升20%以上。
2 PCB生产技术的主要进步与发展趋势。
自PCB诞生以来（1903年算起100年整），以组装技术进步和发展可把PCB工业已走上了三个阶段。而PCB生产技术的发展与进步一直围绕着“孔”、“线” 、“层” 、和“面”等而发展着。
2.1 PCB产品经过了三个发展和进阶段
2.1.1 导通孔插装技术（THT）用PCB产品
（1）主要特点：通孔起着电气互连和政治字支撑元件的作用
通孔尺寸受到限制，应≥Φ0.8mm。
原因—元件的引脚刚性要求
●自动插装要求
以多角形截面为主，提高刚性降低尺寸
. （2）高密度化：通孔尺寸受到元件引脚尺寸限制，不能好象怀想风向换很小。
导线的L/S细小化，最小达到0.1mm，大多在0.2∽0.3mm。
增加层数，最多达到64层。但孔化，特别是电镀的困难。
2.1.2 表面安装技术（SMT）用PCB产品
主要特点：通孔仅起电气互连作用，即孔径可尽量小（保证电性能下）；PCB产品共面性能要求，即PCB板面翘曲度要小，焊盘表面共面性要好。
高密度化（主要）：
①导通孔经尺寸迅速走向微小化。
由φ0.8→φ0.5→φ0.3→φ0.2→φ0.15→φ0.10（mm）→加工方法由数控钻孔→激光钻孔。
②埋/盲孔的出现
不需要连接的层，不通过导通孔 不设隔离盘 提高布线自由度。
∟缩短导线或孔深┛
提高密度至少1/3。
改善电器性能。
盘内孔结构的诞生。由“狗骨”结构→盘内连接，节省连线，同样达到② 之
目的
板面平整度：PCB整体板面共面性程度，或翘曲度和板面上焊盘的共面性。
PCB翘曲度高了，由1%→0.7%→0.5%……元器件贴装要求。
焊（连接）盘共面性。
高密度化，焊盘上平面性的重要性越高。由HAL（或HASL）→OSP，化学Ni/Au，Ag,Sn等。
2.1.3 芯片级封装（CSP）用PCB产品
主要特点：HDI/BOM板→集成元件的HDI板
高密度化：孔，线，层，盘等全面走向高密度化 ①导通孔走向≤Φ150um。
② 导线的L/S≤80um。
介质层厚度≤80um。
焊直径盘≤Φ300um。
（3)板面平整度：板面不平整度（指高密度基板，如≤150×150mm2的尺寸）以μm计。
30μm→20μm→10μm→5μm。
⒉2 导通孔急速走向微小化和结构复杂化η
（1）导通孔的作用电器互连和支撑元器件两个作用→仅电器互连作用。
（2）导通孔尺寸微小化
φ0.8→φ0.5→φ0.3→φ0.2→φ0.1→φ0.05→φ0.03（mm）
←—机械（数控）钻孔—→
| ←—激光成孔—→
导通孔结构复杂化。
全通孔→埋/盲孔/通孔→盘内孔，埋/盲孔→HDI/BUM→
导通孔微小化的加工方法
机械钻微小孔
（A）提高钻床主轴的转速n。 大孔→小孔时，
㈠孔壁切削速度V
ν1=2πR1 n1 ν2=2πR2n2.
㈡小孔转速n2 （得到同样生产率和同样质量孔的话）. n2.= n1R1/ R2.
㈢根本出路提高主轴转速6∽8万转/分→10∽12万转/分→16∽18万 转/分→25万转/分。
（B）提高数控钻床的稳定性。
㈠整个主轴转动→夹钻头部分转动。↓m，降低动能1/2 mv2
18磅—→16盎司。
㈡台面移动：由丝杆传动（慢且磨损）→线性马达移动（特稳定）。
（C）改进微小钻头
㈠改进微小钻头组成：Ｃo和WC比例改变。↑韧性。
㈡减小WC的粒度，由２―３μm→０.２∽０.３μm→０.０5μm.→
(D)常规E—玻纤布基材→扁平(MS或LD)E--玻纤布基材.
㈠采用单丝排列原理形成的扁平E--玻纤布.
㈡共有均匀玻纤密度和树脂密度的介质层基材.
(E)降低孔壁粗造度:孔密度化和CAF等要求.
常规孔壁粗造度40∽50μm→20∽25μm→10∽15μm.→
激光钻孔技术.
激光成孔技术的出现
㈠机械钻孔面临挑战.
*钻孔能力≥φ100μm. *生产率低
*成本高(特别是钻孔).
㈡激光波长与被吸收
*光波分布
*铜、玻纤布和树脂对波长的吸收.
㈢激光成孔类型.
* CO2激光成孔. φ200μm→φ100μm→φ50μm→φ30μm→
* UV激光成孔 ←—CO2 激光成孔—★—UV激光成孔—→
* 混合激光成孔 ←——————混合激光成孔————→
（B）CO2激光成孔
㈠连接机械钻孔，φ100∽φ200μm孔为最佳加工范围。
㈡成孔原理：*波长为10.6μm 9.4μm 红外波长。
*热效率、烧蚀之、热加工
㈢优缺点： *功率大、生产率高。
*易存残留物和引起下面连接盘分离，不能加工铜金属 等
*光束直径大，适宜加工大孔径（φ100∽φ200μm）。
（C）UV激光成孔
㈠适于连接CO2激光成微孔（<φ100μm）
㈡成孔原理 *波长 355nm 266nm
*破坏结合键（金属键、公价键、离子键）冷加工。
㈢优缺点： *适宜于更小的微孔如<φ100μm的孔和任何PCB基材。
*不存任何残留物、可加工金属。
*对于>φ100μm孔，成本高，效率低
（D）CO2激光和UV激光的优缺点（表3所示）
表3
项 目 CO2激光成孔 UV激光成孔
蚀孔机理 热加工(烧蚀,需O2气) 冷加工(破坏结构键)
敷开窗口 是 不要
蚀孔功率 大 小
发射波长 长(10.6 、9.4μm) 短(0.355或0.266μm)
加工微小孔尺寸 大(Ф>80μm) 小(Ф<100μm)
加工厚径比 小C<0.5 大C∽1.0
加工铜箔 需氧化处理后的薄铜箔 是
加工玻纤布 扁平E—玻纤布 是
去钻污处理 是