隨著印刷電路板(PCB)出現(xiàn)新的部分加成法(semi-additive)技術(shù),可讓其布線設(shè)計(jì)(trace)寬度減為一半達(dá)到1.25mils水準(zhǔn),因此,可讓電路裝配密度達(dá)到最大。據(jù)EETimes網(wǎng)站報(bào)導(dǎo),目前積體電路不斷進(jìn)步已從過(guò)去在半導(dǎo)體IC微影制程(Lithography)上,開(kāi)始轉(zhuǎn)移到PCB制程上。
目前業(yè)界最常用的減成法(subtractive)PCB制程,其布線設(shè)計(jì)寬度容忍公差最小可達(dá)到0.5mil以?xún)?nèi)。分析師指出,布線設(shè)計(jì)寬度超過(guò)3mils以上且訊號(hào)邊緣率(signal edge rate)相對(duì)較低者,雖然0.5mil的變化值不明顯,但對(duì)較薄的布線設(shè)計(jì)在阻抗控制上則有明顯影響。
首先,PCB制程基本上會(huì)先在一或兩邊覆蓋上含銅的基材材料,也就是所謂基材(core)。每家PCB廠商生產(chǎn)用在基板上的銅基板材料與厚度皆不同,因此,絕緣與機(jī)械特質(zhì)也不盡相同。
接著將銅箔與基板材料壓合形成基板后,開(kāi)始在基板上覆蓋抗腐蝕劑再進(jìn)行曝光,接著再將未曝光的抗腐蝕劑與銅在酸槽蝕刻形成布線設(shè)計(jì)。該作法目的是要讓布線設(shè)計(jì)能形成一道長(zhǎng)方形斷面,但在酸槽過(guò)程中,不僅會(huì)侵蝕掉垂直面的銅,其實(shí)也會(huì)溶解掉部分水平面的布線設(shè)計(jì)墻面。
在嚴(yán)格控制下的減成法,可讓布線設(shè)計(jì)形成幾乎呈25~45度的梯形斷面,但若未妥善控制,便會(huì)造成布線設(shè)計(jì)上半部遭過(guò)度蝕刻,導(dǎo)致出現(xiàn)上窄下厚的結(jié)果。若將經(jīng)過(guò)蝕刻后的布線設(shè)計(jì)高度與上半部布線設(shè)計(jì)被侵蝕的深度相比,會(huì)得到所謂蝕刻因數(shù)(etch factor),該數(shù)值若越大,代表布線設(shè)計(jì)斷面越像長(zhǎng)方形。
一旦布線設(shè)計(jì)能呈長(zhǎng)方形,代表其阻抗(Impedance)越能預(yù)測(cè),而且可達(dá)到幾乎垂直角度重復(fù)布置,代表電路裝配密度可達(dá)最高,從訊號(hào)完整性角度來(lái)看,PCB制造良率也可提高。
同樣可達(dá)到這種結(jié)果的方法,便是部分加成法(semi-additive)。該方法的基板是采用厚度更薄為2或3微米(μm)銅箔壓合,之后進(jìn)行導(dǎo)通孔鉆洞并覆蓋無(wú)電解銅。
接著在特定范圍添加抗腐蝕劑以便曝光形成需要的布線設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)曝光的區(qū)域堆疊后,讓留下來(lái)的銅進(jìn)行蝕刻,因此,這種方法基本上與減成法相反。相較減成法采用化學(xué)原理,部分加成法布線設(shè)計(jì)基本上是利用光微影技術(shù)(Photolithography),因此,后者形成的布線設(shè)計(jì)寬度較符合當(dāng)初設(shè)計(jì)。
在極嚴(yán)格公差下,其布線設(shè)計(jì)寬度可維持1.25mils水準(zhǔn)并具備一定水準(zhǔn)的阻抗控制。經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn),整塊PCB板測(cè)得的阻抗變化,不會(huì)超過(guò)0.5ohm,是采減成法的5分之1。
分析指出,具備精準(zhǔn)阻抗控制對(duì)于達(dá)到高速數(shù)位系統(tǒng)及微波應(yīng)用要求不可或缺,這也是透過(guò)部分加成法可以達(dá)到的。而且其可達(dá)到幾呈垂直的布線設(shè)計(jì)特點(diǎn),更可讓電路裝配密度達(dá)到最大。
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