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提升HDI良率的关键:材料选择与工艺控制要点

2025
06/23
本篇文章来自
捷多邦

提升 HDI(高密度互连)板良率的核心在于材料选择与工艺控制的精准匹配。我们在实践中发现,材料的导热系数、热阻、CTE(热膨胀系数)等参数直接影响制程稳定性。以导热系数为例,铜的导热系数约 398W/mK,这意味着每米厚度、每开尔文温差下,单位时间可传导 398 瓦特热量,高导热材料能有效降低过孔温升,但成本显著增加。

 

CTE 参数对多层板可靠性影响尤为关键。当基材 CTE 与铜箔 CTE 不匹配时,热循环过程中会产生应力集中,导致孔壁开裂。常规 FR-4 材料 CTE 15ppm/℃,而高 TG(玻璃化转变温度)材料可低至 8ppm/℃,在汽车电子等高温环境应用中,采用低 CTE 材料能大幅降低失效风险,但价格高出 30%-50%

 

工艺控制方面,激光钻孔的能量密度控制直接决定盲孔质量。能量过高易造成孔壁炭化,能量不足则导致钻不透。我们在 0.1mm 盲孔加工时,将激光能量控制在 2.5-3.2J/cm2 区间,配合氮气保护,可将孔壁粗糙度控制在 Ra1.5μm,显著提升电镀附着力。但需注意,氮气消耗会使单批次成本增加约 8%

 

化学沉铜工艺中的活化液维护是常见难点。实践中发现,钯离子浓度波动超过 ±10% 就会导致孔壁沉铜空洞,需每日检测并补充添加剂。部分工程师存在误区,认为延长沉铜时间可弥补活化不足,实际反而会造成铜层不均匀,导致后续蚀刻偏蚀。

 

综合来看,选择材料时需权衡性能与成本,工艺控制应建立标准化 SPC(统计过程控制)体系。建议在研发阶段通过 DOE(实验设计)确定关键参数窗口,量产时重点监控 CTE 匹配度、激光能量和活化液浓度,在成本可控范围内实现 HDI 良率最大化。


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