Метод наращивания перераспределительных слоёв (Built-up Technology)

Конструкция и технология изготовления печатной платы практически полностью определяется элементной базой и способом монтажа ячейки. Рост «функциональности на единицу площади» требует от конструкторов-технологов увеличения количества соединений на единицу площади печатной платы.

Для реализации высокого уровня плотности соединений появилось много новых упаковочных технологий корпусов ПМК в микрокорпусах с большим количеством выводов (1000 и более) и малым шагом их расположения: COB (chip on board); Fp (flip chip (перевёрнутый кристалл)); CSP (chip size packages (чип соразмерный с корпусом)); BGA (ball grid array (матрица шариковых выводов)); MCM (multichip modules (многочиповый модуль)); DCA (direct chip attach (прямое соединение чипа)); COC (chip on chip).

Всё это требует соответствующих конструкций и характеристик печатной платы, как средства коммутации. Для микросхем в микрокорпусах с малым шагом выводов необходимы высокоплотные многослойные печатные платы HDI (high density interconnections) с проводниками менее 50 мкм, шириной контактных площадок менее 1 мкм и микропереходами диаметром 0,1…0,2 мм.

Конструкция для высокоинегральных схем:

1. Металлизированное сквозное отверстие;

2. Глухой микропереход соединяющий наружные слои с одни из внутренних (первым или вторым) проводящим слоем;

3. Скрытый микропереход;

4. Контактная площадка;

5. Скрытое межслойное отверстие.

В перераспределительных слоях находятся проводники, которые соединяют выводы микросхем припаянные к контактным площадкам наружных слоёв с наружным слоем. Это технология наращивания. В зависимости от технологии наращивания в качестве стержневого слоя используют либо тонкие фольгированные материалы (комбинированный позитивный метод изготовления), либо диэлектрические слои (адитивный метод изготовления).

Преимущества:

1. Высокая плотность проводников и межслойных переходов, что позволяет уменьшить площадь монтажа и длину электрических соединений, задержку сигнала и повысить помехоустойчивость;

2. Уменьшение массы, размеров и количества слоём многослойной печатной платы;

3. Высокая надёжность глухих переходов;

4. Низкая стоимость;

5. Сэкономленные на внутренних слоях площади используются для размещения резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности.

Технологический процесс:

1. Изготовление двусторонней заготовки с сигнальными проводниками и межслойными отверстиями (изготовление стержневого слоя);

2. Заделка – заполнение внутренних скрытых межслойных отверстий смолой для получения плоскости, без раковин и без образования впадин над отверстиями;

3. Нанесение диэлектрика в виде:

   1. Жидкого эпоксидного покрытия (несколько раз поочерёдно на каждую сторону стержневого слоя, каждый слой 20…30 мкм);

   2. Арамид (ароматический полиамид), покрытый фольгой;

   3. Фольга, покрытая смолой;

4. Лазерное сверление отверстий с коническим профилем боковой стенки для равномерного распределения меди при металлизации, возможно применение фотолитографии и плазменное сухое травление;

5. Металлизация;

6. Получение рисунка наружных слоёв с фоторезистом с высокой разрешающей способностью;

Обычно применяются лазероэкспонируемые фоторезисты.

7. Контроль.