PCB生产流程的加成法和减成法到底是指什么?

PCB生产流程的加成法和减成法到底是指什么? 


现代PCB制造工艺(包括IC基板)主要包括减成法、全加成法(FAP)和半加成法(Modified Semi Additive Process,mSAP)。

 

减成法

 

减成法PCB生产流程是一种选择性去除覆铜板表面铜箔的一部分以获得导电图案的方法。减成法是当今印刷电路制造的主要工艺,其最大的优点是工艺成熟、稳定、可靠。 


减成法


减成法制造的印刷电路可分为以下两类。

 

非电镀通孔PCB

 

这类印制板是通过丝网印刷然后蚀刻印制板来生产的,也可以用光化学工艺生产。无孔电镀印制板以单面为主,也有少量的双面板,主要用于电视机和收音机。

 

电镀通孔PCB

 

在已经钻孔的覆铜板上使用化学镀、电镀等工艺,在两层或多层导电图案之间形成从电绝缘到电绝缘的孔。电连接,这样的印制板称为穿孔电镀印制板。通孔电镀印制板主要用于电脑、程控开关、手机等。 

 

电镀工艺不同,分为图形电镀和全板电镀。

 

(1)  图形电镀:在双面覆铜板上,通过丝网印刷或光化学工艺形成导电图案,在导电上镀上铅锡、锡铈、锡镍、金等。图案。对金属进行抗蚀,然后去除电路图案以外的抗蚀剂,并对其进行蚀刻。图案电镀工艺又分为图案电镀和蚀刻(Pattern Plating And Etching)和裸铜包阻焊工艺(Solder Mask On Bare Copper,SMOBC)。 

 

(2)全板电镀(Panel Plating):在双面覆铜板上,将铜电镀到规定的厚度,然后通过丝网印刷或光化学工艺进行图像转移,得到耐腐蚀的正-相位电路图。去除抗蚀剂以制作印制板。

 

减成法的应用

 

减成法是最早也是比较成熟的电路板制造工艺。一般是指在覆铜板上进行光化学工艺,丝网印刷图案转移或电镀图案抗蚀层,然后用化学溶液将非图案部分的铜箔蚀刻掉,或机械去除不需要的部分制作印刷电路板。

 

但在化学溶液刻蚀工艺中,刻蚀工艺不是从表面垂直向下进行,而是同时刻蚀到沟道的两侧,即存在侧蚀现象,导致底部宽度蚀刻通道要大于顶部。 

 

由于侧蚀的存在,减成法在精细电路制造中的应用受到很大限制。当线宽/线距要求小于2mil时,减成法pcb生产流程因良率低而无法应用。

 

目前减成法主要用于生产普通PCB、FPC[link]、HDI[link]等印刷电路板产品。

 

加成法

 

全加成PCB生产流程

 

全加成PCB工艺是指在不含铜包层的含有光催化剂的绝缘基板上印刷电路后进行化学镀铜的工艺。 

 

将铜电路图案镀在基板上以形成具有化学镀铜层作为电路的印刷电路板。由于电路是后来添加到印刷电路板上的,所以称为加成制造。

 

全加成PCB工艺更适合制作精细电路,但由于对基板和化学浸铜有特殊要求,对镀铜与基板的结合力也有严格要求,与传统的PCB制造工艺。成本高,电路板工艺不成熟,电流输出不大。

 

全加成工艺可用于生产WB或FC倒装芯片基板,其工艺可达到10μm以下。

 

半加成

 

加成法

 

半加成PCB生产流程是指在预镀薄铜的基板上覆盖光刻胶(D/F),曝光后显影,再用电镀加厚正规走线的铜厚,去除光刻胶,然后通过闪蚀去除光刻胶下多余的铜层。

 

半加成工艺的特点是电路的形成主要依靠电镀和闪蚀。在闪刻工艺中,由于刻蚀的化学铜层很薄,所以刻蚀时间很短,线路的横向刻蚀也比较小。 

 

与减成法相比,线宽不受电镀铜厚度的影响,更容易控制,分辨率更高。细线的线宽和线距几乎相同,可以大大提高细线的良率。

 

半加成工艺是目前生产精细电路的主要工艺。量产能力可以达到最小线宽/线距14μm/14μm,最小孔径55μm。广泛应用于CSP、WB、FC倒装芯片基板等精细电路基板。

 

加成制造的优势

 

(1)由于该添加剂避免了大量蚀刻铜和由此产生的大量蚀刻液加工成本,大大降低了印制板的生产成本。

(2)与减成法相比,增材的工序减少了1/3左右,简化了PCB生产流程,提高了生产效率。特别是避免了产品等级越高、工艺越复杂的恶性循环。

(3)该助剂可实现线齐平、表面齐平,从而可以制造SMT等高精度印制板。

(4)在添加剂中,由于孔壁和导线同时进行化学镀铜,使孔壁镀铜层和板面导电图形的厚度均匀,提高了接线的可靠性。金属化孔,也可以满足高厚度的要求。印制板直径比,小孔镀铜要求。

 

加成法PCB生产流程分类

 

加成法PCB印制板制造[链接]工艺可分为以下三类:

 

(1) 全加成,一种仅使用化学铜沉积形成导电图案的增材工艺。该工艺使用催化层压板作为基材。

 

(2) 半加成,通过在绝缘基板表面化学沉积金属、结合电镀蚀刻或三者并用形成导电图案的增材工艺。制造中使用的基材是普通的层压板。

 

(3) 部分加成,采用加成工艺在催化覆铜板上制造印制板。 

 

半加成还是减成法? 

 

减成法

 

优势:

 

1、可直接在大铜皮上打无铜孔(无需两钻)和更大的无铜孔;

2、可以制作外层两侧残铜率大的印制电路板;

3、流程短,成本相对较低。

 

坏处:

 

1、不焊戒指、婚戒、打孔是不可能做大铜孔和大铜孔的;

2、不宜做孔铜高、表层铜厚的印制电路板(表层铜较厚,不易被蚀刻);

 

半加成

 

优势:

 

1、可以做大铜孔和较大的铜孔,不用焊环、婚戒、打孔;

2、能够制作高纵横比、厚孔铜、厚面铜的印制电路板(蚀刻只需要蚀刻底铜和一铜)。

 

坏处:

 

1、不可能做更大的无铜孔;

2、不宜制作两面残铜率大的印制电路板(由于电镀铜时电流分布不均,容易出现起膜现象);

3、流程比较长,成本比较高。



技术展望

 

hdi线路板

 

目前,手机主板中主流的高级HDI板都是通过减成法PCB工艺制造的。升级到类似基板后,由于工艺要求是30/30微米,所以不再使用减成法,需要使用mSAP半加成,类似IC载板。

 

从HDI的减成法到mSAP之类的载板SLP的半加法,在工艺上设计了更多的镀铜工艺,所需的镀铜能力大大增加,而对于曝光设备(更复杂的工艺)和贴合来说,对设备的需求(产品层数增加)也有所增加。

 

目前,参与同类基板产能准备的主要参与者包括先进的HDI制造商【link】和IC基板制造商。

对于HDI制造商来说,由于电路板工艺从减成法升级到mSAP半加法,需要新的设备投资,并且需要良率爬坡的学习曲线。

 

对于IC载板厂商来说,由于载板的生产本身采用mSAP PCB工艺,所以载板的生产在技术和良率上没有障碍,但对载板线条的精细度有要求。板没有IC载板高。 

 

对设备的要求也相对宽松,因此IC基板制造商在转产类似基板时可能面临利润率下降的风险。

 

整体来看,在同类基板的竞争格局中,HDI电路板厂商在技术和良率上暂时处于劣势,但在成本上可能具有优势,而IC基板厂商在技术和良率上没有问题,但在成本控制不好的情况下。

 




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