Nature封面:石墨烯“复印机”,半导体膜制备新玩法

ALIVH技术以及在手机上的应用

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ALIVH技术以及在手机上的应用

摘要:ALIVH板在板层结构和构成材料上和传统的多层板有很大的区别,本文详细介绍了ALIVH技术以及在手机上的应用。

关键字:全层导通孔构造的积层多层板 高密度互连板 高密度互连积层多层板

Abstract:ALIVH PWB is almost as structurally different from most conventional printed wiring boards as with its material used. This paper introduces technology and application of the ALIVH in the design of mobile phone.

Key words :ALIVH HDI BUM

1、前言

随着电子技术的飞速发展及电子产品朝着微型化,轻便化,多功能,高集成,高可靠方向发展,半导体部件封装也向这多引脚细间距化飞速发展(如图1a),相应的搭载半导体部件的PCB 也朝着小型轻量化和高密度化的发展(如图1b)。为了适应这种发展的要求,松下公司电子产品部开发出全层导通孔(IVH)构造的积层多层板-ALIVH(Any Layer IVH Structure Multilayer Printed Wiring Board)技术,并批量应用于松下通讯工业公司开发制造的手机中,采用可以进行高密度布线,使基板重量消减了60%,制造出的手机的体积也减少了30%,取得了很好的效果。

图1器件及PCB的发展趋势

若按结构和制作方法区分,高密度互连积层多层板(BUM),可分为有芯板(基板+积层的层)BUM和无芯板(全积层)的BUM。前者以HDI技术为代表,这在现在国内的手机PCB生产上大量使用,而ALIVH技术则是后者的代表,目前在日系手机上使用广泛。后者没有芯板和积层部分的区别,可以在所有的布线层之间任意的形成IVH导通孔,比前者可实现高密度互连等级更高。本文叙述了ALIVH技术以及在手机PCB设计生产上的应用。

2、ALIVH技术

2.1Alivh板特点

现在电子产品普遍使用的pcb分两类,传统的通孔多层板和高密度互连积层多层板(BUM)。采用ALIVH技术的PCB是属于BUM的一种,是无芯板的BUM。如图2所示,传统的通孔多层板是采用机械钻孔加工和孔径电镀来实现层间电气连接的。因为器件贴片焊接的原因,这些通孔是不能打在器件的焊盘上的,必须从焊盘引线打孔,这些孔白白浪费了许多PCB的有效面积。这对于PCB的小型化,设计的合理性,高速电路适应性等产生了巨大的困难。ALIVH技术的特点就是不用芯板和不用孔化,电镀方法来实现层间电气的互连。也就是说,它不采用目前常规的生产工艺法去生产较低层间互连密度的芯板,而是一开始便以甚高密度的层间互连的方法来生产BUM。如图3所示,在它的组成结构上,没有芯板部分和积层部分的区别。它可以在所有布线层之间的任意位置形成IVH(内连导通孔)。所以采用ALIVH的PCB的整体层间互连密度是相同的,可以达到更高密度的互连等级,有利于PCB向小型化,高密度化及高可靠性化方向方展。

图2 对比

图3 组成结构 2.2Alivh制造中的关键技术

如图4 所示,在ALIVH制造中有3个关键技术,分别是层间基板(也就是半固化片)材料、激光钻孔技术和层间充填导电胶技术。

图4 关键技术

2.2.1基材

ALIVH板的层间绝缘基板的材料有两种:一是标准的ALIVH采用芳族聚酰胺(Aramid)不织布还氧树脂作为基材的,二是松下公司2002年开发的新的ALIVH技术ALIVH(G-type),采用玻璃还氧树脂材作为基材,这两种材料的基本特征如表1,从表可知芳族聚酰胺(Aramid)不织布还氧树脂是具有低热膨胀系数、低介电常数、高耐热性、更轻便等优良特性的绝缘材料,而玻璃还氧树脂材比芳族聚酰胺(Aramid)不织布还氧树脂表面机械强度高,剥离强度高,吸湿性更好,不容易受潮。

单位

标准ALIVH

ALIVH(G-type)

密度

G/ml

1.4

2.0

介电常数

3.7

4.5

转移温度(Tg)

oC

198

180

弯折系数

GPa

12

24

剥离强度

N/2mm

15

23

热膨胀系数(CTE)

8

12

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