飛秒激光技術(shù)將印制板提升到高質(zhì)量等級(jí)上

林金堵

本刊名譽(yù)主編

新一代信息技術(shù)要求印制電路板（PCB）有更高的高密度化、高導(dǎo)熱化、信號(hào)處理和傳輸高頻化或高速化[1]。從目前和今后的一段時(shí)間內(nèi)，高密度化HDI/BUM的PCB面臨的主要挑戰(zhàn)：（1）導(dǎo)通孔微小精度化，要求導(dǎo)通孔直徑小到50 μm、甚至要小到30 μm，有高度的完整（精準(zhǔn)而無(wú)缺陷）性；（2）導(dǎo)通孔的電鍍向填孔鍍和堆疊孔發(fā)展；（3）線寬/間距（L/S）微小精度化，不僅要求線寬/間距≤30 μm/30 μm，甚至達(dá)到≤10 μm[1]，而且線寬尺寸偏差在±5%之內(nèi)。

本文僅對(duì)微小孔采用激光加工（著重對(duì)飛秒激光加工）進(jìn)行評(píng)論。筆者在2014年《印制電路信息》第五期發(fā)表《飛秒激光鉆孔》，接著在2015年的《古稀拾零》一書(shū)中發(fā)表了“飛秒激光加工技術(shù)——激光技術(shù)的新發(fā)展”（該書(shū)第四篇第九部分），本文是其續(xù)作。

1 HDI/BUM微小孔的加工狀態(tài)和存在問(wèn)題

從理論和實(shí)踐上來(lái)說(shuō)，封裝基板或積層板（HDI/BUM）微小孔的加工可以有[2]：（1）機(jī)械鉆孔；（2）激光打孔，目前主要是CO2（紅外）激光打孔和紫外激光打孔；（3）其它成孔方法，如嵌入凸塊互連技術(shù)（Bi2t，Buried Bump Interconnection Technology）、任意層內(nèi)導(dǎo)通孔（ALIVH，Any Layer Inner Via Hole）技術(shù)等等，至于第（三）方面內(nèi)容，由于形成的層間連接質(zhì)量較差，不會(huì)成為發(fā)展主流[2]。

1.1 機(jī)械鉆孔

機(jī)械鉆孔又可稱為數(shù)控鉆孔，它是利用機(jī)械夾住鉆頭而高速旋轉(zhuǎn)和推進(jìn)的加工方法，適合于加工孔徑≥100 μm的通孔（也可用于控深鉆盲孔），目前的PCB板類的大多數(shù)PCB企業(yè)都是采用這種方法。機(jī)械鉆孔的主要缺點(diǎn)是孔壁質(zhì)量問(wèn)題。

1.1.1 摩擦引起溫升形成孔壁鉆污

在鉆孔時(shí)的鉆頭高速旋轉(zhuǎn)和推進(jìn)、退出等過(guò)程必然引起摩擦而升溫（特別是銅層部位），可達(dá)200 ℃以上，并且隨著微小孔化和高速旋轉(zhuǎn)化（目前已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)20萬(wàn)轉(zhuǎn)變/分）升溫速率和程度還會(huì)更嚴(yán)重?！?br>