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SAP、mSAP、SLP看看我們現在采用的技術,其首字母縮寫是多么得瘋狂!我們真正應該了解的技術又有哪些?在消費類電子產品方面,你每天都不離手的智能手機或者至少是下一代智能手機里面安裝的PCB將采用mSAP技術生產制造。目前的PCB設計和制造完全依賴于所應用的技術。標準減成蝕刻法一直應用于PCB行業。材料、化學品和設備的不斷發展使傳統PCB制造工藝能夠達到30m的線寬與線距及其他特征尺寸。目前,具備復雜工藝生產能力的大型工廠正在研發最新的技術。主流PCB制造工藝所生產出的線寬與線距只能達到50m至75m。電子行業的發展十分迅速,行業對電子產品復雜程度的要求越來越高,PCB設計的走線越來越細、使用的材料越來越薄、導通孔尺寸也越來越小。傳統的發展過程是首先轉變到在制造過程中使用微導通孔和多個層壓周期的HDI技術。如今的mSAP和SAP技術為我們提供了更先進的方法,因為采用這種技術我們能生產出小于25m的線寬和線距,并能夠滿足極其復雜的設計要求。先明確幾個術語的定義·減成蝕刻法:通常用于生產印制電路板。該工藝首先從覆銅箔層壓板開始,在層壓板上覆上膜,再進行蝕刻(蝕刻掉銅)從而形成布線·加成法PCB制造:這種工藝使用加成法,而不是減成法,形成布線·SAP:半加成法,采用IC生產方法·mSAP:改良型半加成工藝,采用IC生產方法·SLP:類載板PCB;使用mSAP或SAP技術(而不是減成蝕刻法)生產的PCBSAP和mSAP是IC載板生產過程中常用的工藝。隨著PCB生產采用并集成這一技術,該技術有望能夠填補IC制造能力和PCB制造能力之間的差距。減成蝕刻在制造較細線寬線距方面有一定的局限性,而IC生產則受制于小尺寸。PCB制造采用了SAP和mSAP工藝后,可以有機會在較大尺寸的在制板上生產出小于25m的線寬和線距。在PCB生產過程中,SAP和mSAP工藝都是從內芯介質和薄銅層開始的。這兩種工藝流程的一個基本差異是種子銅層的厚度。一般情況下,SAP工藝從一層薄化學鍍銅涂層(小于1.5um)開始,而mSAP從一層薄的層壓銅箔(大于1.5mum)開始。實現這種技術的方式有很多種,可以根據產量要求、成本、所需資本投資和研發工藝能力來選擇。工藝SAP和mSAP所使用的工藝類似。首先在基板上涂覆薄銅層。隨后進行負片圖形設計,再電鍍上所需厚度的銅層,之后移除種子銅層。為了進一步了解PCB加成法的工藝步驟,我和Averatek公司的總裁兼CTOMikeVinson就這一主題進行了深入的交流。Averatek公司位于加利福尼亞州,是一家專門生產催化油墨的公司,這種油墨能夠完成加成法工藝。他分享了Averatek的IP技術信息和個人見解。Averatek公司的原子層沉積(ALD)母體油墨可用于小批量樣板生產或大批量量產應用,既適用于全加成法,也適用于半加成法。催化油墨控制線寬和線距的水平尺寸,而加成法工藝則只將金屬沉積在光致抗蝕劑界定的圖形上,從而控制金屬厚度的垂直尺寸。Averatek的工藝流程包含六個基本步驟:1.使用機械鉆孔或激光鉆孔的方式在基板上鉆導通孔。(提示:如果客戶的工藝流程要求在Averatek工藝完成后再鉆孔或者不需要鉆導通孔,那么這一步是可選的。)2.隨后準備好基板以便進行后續加工。大多數情況下,這一步就是在適當的處理系統中對材料進行簡單的清洗和安裝。3.使用Averatek的ALD母體催化油墨涂覆基板并固化,形成催化材料次納米層(厚度4.將化學鍍銅沉積到母體上。銅層厚度在0.1m至1.0m之間。5.使用光刻技術在光致抗蝕劑層上成像,得到可以沉積銅材料的圖形。此時生成的線寬和線距要大于5m。6.最后用電解鍍銅形成電路,然后剝除殘余的抗蝕劑并做閃蝕處理。這一技術能夠在撓性、剛性基板或其他材料上制造出非常細的走線,成本也非常有競爭力。因為孔是沿著布線進行電鍍,所以能夠實現平滑的無縫過渡。很多要求配有細走線圖形的應用都支持傳輸高速、高頻信號,所以導電金屬的光滑程度和質量非常關鍵。上述工藝所生成導體的橫截面是圓形的,導體表面也非常光滑。這些屬性非常適合高頻線路,因為它可以最大程度地減少串擾、短路和能量損耗。采用加成法工藝的市場智能手機市場是將mSAP工藝用于批量生產的最引人注目的市場,隨著蘋果公司在2017年率先發布采用了該技術的iPhone8和iPhoneX,其他制造商也爭相采用這種技術。目前的設計是混合使用減成蝕刻法和mSAP工藝。mSAP工藝能夠應用于更薄、更小的母板設計。這一點對于設計而言非常重要,因為這種工藝能夠為電池騰出更多空間,從而可為消費者延長電池壽命。iPhoneX所使用的工藝實現了30m的線寬和線距(圖1)。未來預計線寬和線距可以達到10m以下。
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