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【PCB制造】半加成工艺之A-SAP™技术

九月 04, 2020 | I-Connect007
【PCB制造】半加成工艺之A-SAP™技术

我职业生涯的大部分时间都是在PCB行业度过的。和许多人一样,我进入这个行业纯属“偶然”。大学毕业时,我获得了经济学学位,当时在寻找金融领域的职位,在一家小型挠性电路制造公司任会计和人力资源的职位。老实说,那时我甚至不知道挠性电路是什么,所以他们雇佣我真的是在冒险。我最初在那里接受的并不是财务培训,而是制造工艺培训——花时间研究产品,学习工艺,以便我能更好地理解。
在那个年代, 125微米(5mil)的线宽和线距已经达到了技术极限。而今天,PCB制造商正在生产25微米(1mil)线宽和线距的设计。事实上,我们大多数人使用的智能手机其PCB线宽和线距为30微米。这些大批量的商业设计是采用mSAP或改良的半加成工艺生产的。这种工艺从一层非常薄的铜箔开始,采用加成法而不是减成法形成电路图形。mSAP工艺需要大量的资本投资,相应的制造商通常还要满足高批量要求。
电子产品市场正在迅速变化。今天,不仅仅是高产量的应用发展到需要25微米的线宽和线距,军事、航空航天、医疗、汽车和工业设计也在朝着越来越小的特征尺寸发展。对于目前可用的减成法蚀刻工艺,设计解决方案通常需要多层堆叠导通孔和多个层压周期。这种解决方案大大增加了成本,且存在可靠性和良率不高的问题。
如今,有3家美国PCB制造工厂采用替代方案——A-SAP™工艺,即Averatek公司的半加成工艺。总的来说,这一工艺首先从层压板上蚀刻掉所有的铜,然后涂布液态金属油墨(LMI™),得到极薄的化学镀铜层——光刻工艺确定电路图形,电解铜形成电路图形。该工艺目前能够实现15微米的线宽和线距,高阶加工工艺甚至可实现更精细的特征尺寸。
加成法工艺为PCB设计界和制造商带来了令人兴奋的新选择。采用更细的线宽和线距可以让设计者用很少的层进行布线,缩小了PCB的整体尺寸和重量,减少了对多层微通孔的需求;从另一个角度看,设计者能够增加现有PCB面积的功能。与任何新技术一样,探索和实施A-SAP™技术的最大潜力将会推动设计师和制造商以一种创造性的新方式看待事物。
从制造的角度来看,即使加成法工艺与减成法工艺相反,A-SAP™工艺也能很好地适应传统的减成法蚀刻工艺及设备。该工艺需要添加一系列相对简单的槽和加热器,也可利用制造商原有的化学镀铜设备和光刻设备。一旦生成电路图形,就可像任何减成法一样进行生产。
这种加成法工艺不仅可与现有的PCB制造工艺和设备很好匹配,而且在PCB设计中,也可选择加成法并与减成法结合使用。先来看一个实例,重新设计一款高度复杂的12层板,其原有堆叠导通孔和多个层压周期。可用A-SAP™工艺生成其中的4层,并与另外采用减成法蚀刻工艺生成的4层结合,大大简化了设计。PCB层数减少了4层,降低了材料成本,而且只需要1个层压周期。
再来看第2个实例,原来的设计是10层,线宽和线距为75微米,采用3个层压周期。本实例中的目标是显著减小PCB的总尺寸。采用A-SAP™技术,该设计所有层的线宽和线距调整为了25微米。总的来说,PCB层数从10层减少到了8层,仍采用3个层压周期,但它对每个制造面板上的PCB数量产生了显著影响。原来的设计只允许每个面板上排布70个PCB。线宽和线距调整为25微米后,每个面板上排布的PCB数量增加到了400个。为了达到封装目标而显著减小了尺寸,同时也显著降低了设计总成本。
在PCB制造中加成法和减成法互相配合,这确实很吸引人。快速变化的电子市场驱动着封装设计尺寸越来越小,同时所采用的技术越来越复杂,导致制造商需要不断创新加成法技术,来满足PCB设计师的需求。当这项技术的早期采用者与他们的客户一起开发设计和寻找制造的最佳方法时,观察和学习将会很有趣。
更多内容可在线阅读,本文发表于《PCB007中国线上杂志》8月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

标签:
#新技术  #半加成  #A-SAP™技术 

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