高密度互连（HDI）印制电路技术

1 HDI/BUM印制电路板概述

积层多层板(build-up mutilayer PCB，BUM)是指在绝缘基板或传统印制电路板上涂布绝缘介质，再经过化学镀铜和电镀铜工艺形成线路和连接孔，最后多次反复叠加累积形成所需层数的多层印制电路板。它最早由日本人提出，欧美国家后来提出了相同概念的高密度互联技术(high density interconnection technology，HDI)。其实，早在1976年就有关于BUM技术的文献报道，1991年 IBM(日本分公司)开发了在芯板上涂覆感光树脂，利用光致法形成导通微孔互联，利用加成法进行线路化的新技术，1996年发表了开发产品报告，1999年以来已经实现了大规模生产，21世纪以来广泛应用于便携式电子产品中如手提电脑、移动电话、数码相机和MCM封装基板上。
该技术能够制造常规多层板技术无法实现的薄型、多层、稳定、高密度互联印制电路板，适应了电子产品向更轻、更小、更薄、可靠性更高的方向发展的要求，满足了新一代电子封装技术不断提高的封装密度的需要。

1.1?HDI/BUM 印制电路板的特点、用途及分类

1. HDI板的特点
HDI板的高密度在于其设计，图2-1所示为其常规结构图。
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相对于传统的印制电路板，HDI/BUM电路板具有5大特点:
(1)板内含有盲孔等微导孔设计。一般设计上，采用激光钻孔方式制作，不采用机械钻孔，原因如下:现阶段钻针制作工艺上，已经能够制作出0.15mm的机械钻针。但是,在将其用于PCB板钻孔时，要求较高的旋转速度，垂直下钻速度与之相反，速度要求不可过快，整个钻轴稳定性要求也很高，以防止因为钻针太细而断针。但是，即使如此,断针率也很高;同时，特殊的参数设置使得钻孔效率低下，难以让人满意。而且，当在同一层上同时有上下两个方向的钻孔时，无法用机械钻孔来加工，因为无法精确控制下钻深度。基于以上原因，厂家在制作HDI板时，通常会选择激光钻孔来制作。这也是为什么谈到HDI板，总是说“激光盲孔板”，“激光钻孔板”的原因。
(2)孔径在150pm 以下，且孔环在250m 以下。一件产品升级，要在外形设计已经固定或者要求缩小的基础上去增加其他元器件，以增加更多的功能，其空间从何而来?缩小过孔(via hole)是一个优先考虑的解决方式。因为缩小了过孔，其PAD就也会缩小。例如，钻孔原设计为0.30mm，PAD单边0.15mm，则PAD大小整体为0.6mm，当钻孔缩小到0.10mm(激光钻孔常设孔径)时，以盲孔方式设计，PAD单边设计为0.125mm，则PAD整体为0.35mm，修改后，将比原来增加 67%的空余面积。如果将孔直接设计在焊盘上,如 SMD、BGA上时，面积将增加更多。
(3)焊接接点密度大于130 点/in2。焊接点的增加，是增加组件的基础。密度越大，组件越多，功能越强大。
(4)布线密度大于117 in/in2。要增加组件数，必然要求相对应的线路增加，因此,布线密度的加大将不可避免。
(5)线路的宽度和距离不超过3mil。-要增加布线密度，必然要求将原来的线宽线距缩小，在HDI的严格定义上要求是75um/75um，但在实际上，常见的是100um/100um线路。为什么会这样呢?这是由制造工艺能力决定的。线越细，间距越小，制作越困难,成本也越高。制作75um/75um线路，对技术要求较高，没有良好而稳定的制程能力无法实现，以致于可选择的制造厂商少且报价昂贵。因此，许多客户经常选择100um/100um的设计方案，既增加了选择性，也降低了成本。对于制造上而言，难度不太高，良率也能够保证。
2.HDI板的用途
随着半导体技术的不断推进，HDI技术逐渐发展成为了目前主要的电路板制造技术，其在电路板市场中所占领的份额也不断变大，在4G手机、高级数码摄像机、IC载板等移动通信领域的比重尤为突出。有数据统计，2000~2008年，全世界 HDI印制板的总增长率超过了14%，远高于其他类型电路板的增长。由此可见，HDI技术在印制电路板领域具有广阔的发展前景。
从结构和使用性能上看，HDI板具有质量轻、介层薄、传输路径短、布线密度高，体积小、噪声少，信赖性高、应用领域广及多功能化的优势，使其广泛应用于电子通信和移动设备。
图2-2是具有相同功能的多层印制板和HDI板的对比。可以看出，HDI板的使用不仅可以极大缩减板层数(多层板12层减少到HDI板的8层)，同时可以很好地节约板面的布线面积(节约40%板面面积)。

总结可得出:HDI板具有“四高一低”的优点，高密度布线、高频高速化、高导通性、高绝缘可靠性,以及低成本化。
3.HDI板的分类
根据盲孔的堆叠和积层次数的特点，可将HDI板分为较为常见的三种类型(图2-3所示)。(1)1+N＋1型。只包含一次积层形成的高密度互联印制线路板。
(2)i+N＋i(i≥2)型。包含两次及以上积层形成的高密度互联印制线路板。位于不同层次的微盲孔可以是错层式的，也可以是堆叠式的。在一些要求较高的设计中则常常见到电镀填孔堆叠式微盲孔结构。
(3)全层互联型。印制线路板的所有层均为高密度互联层，各层的导体可以通过堆叠式的电镀填孔微盲孔结构自由连接。这为手持及移动设备上采用的高度复杂的大引脚数器件如CPU，GPU等提供了可靠的互联解决方案。

?1.2 HDI/BUM印制电路板材料性能要求

HDI 印制电路板所用材料总是围绕满足“四高一低”的要求发展进步的。这“四高一低”的要求，在HDI发展的不同时期，在基板材料技术发展到不同水平的时期，有着不同的侧重面。但是“四高一低”的核心内容，是基板材料要满足印制电路板的高密度化的发展需求，如更好的抗静电迁移性、尺寸稳定性等。
根据所用材料的基本特性、应用加工性、成本性等方面的要求进行综合衡量和预测，在未来市场上占有主流位置的材料有以下几种。
1)半固化片(prepreg,PP)材料
PP材料主要由树脂和增强材料(多层电路板大多使用玻璃纤维布)组成，这些玻纤能增加介质层的机械性和热学稳固性。多层板所用半固化片的主要外观要求有:布面应平整、无油污、无污迹、无外来杂质或其他缺陷、无破裂和过多的树脂粉末。另外，在多层板擦板的过程中，必须将其打磨掉，才能确切分析样板的电路图。
如果采用PP材料，那么材料成本低，其加工性、可靠性等方面却略为弱点，主要表现在板件的耐离子迁移(CAF)测试略差。但随着PCB行业对HDI加工技术水平的不断提升，产品可靠性方面已不成问题。它具有成本低、刚性强度好、实用性强、适应性广等特点，而广泛应用在HDI制造方面，但其表面焊盘抗剥强度较弱，对于一些有跌落测试要求苛刻的HDI板就不太适合，这类介质层材料适应于中低端、易耗电子类消费产品上，如一些中低端的手机板或中低端的其他电子产品。
2涂树脂铜箔(resin coated copper，RCC)材料
RCC 主要有三种类型，一种是PI金属化膜;第二种是使用与PI薄膜的化学成分相似的胶黏剂将PI膜与铜箔层压复合在一起，层压后胶黏剂与薄膜及铜箔不分离，也称纯PI膜;第三种是通过将液体PI浇铸到铜箔上，然后进行固化形成PI膜，也称浇铸PI 膜。
如果采用RCC 材料，其可加工性好，产品的可靠性较高，表面焊盘的抗剥强度也是很好的，若产品有高要求的跌落测试，则建议采用此类材料。RCC材料存在的缺陷是成品板整体的刚性强度较弱，贴装后如果元器件在整个板面分布不均匀，就会造成板件易翘曲现象。此外，该材料成本较高，为了降低成本完善产品功能，新的工艺技术有待研发。
RCC的出现和发展使PCB产品类型由表面安装(SMT)推向芯片级封装(CSP)，使PCB产品由机械钻孔时代走向激光钻孔时代，推动了PCB微孔技术的发展与进步，从而成为HDI板的主导材料之一。-
3)扁平纱(laser drillable prepreg，LDP)材料
LDP材料，其成本比 RCC要低，其产品的可靠性优于PP材料，即这种材料的介质层的耐CAF优于PP材料，介质层的均匀性也优于PP材料，成品的印制电路板刚性强度好，广泛应用在HDI印制板中;适用于对跌落测试要求不高的产品，其表面焊盘的抗剥强度完全能满足并远远高于行业国际标准，这类材料适应于高中端手机或高中端的电子产品等。
4)液晶聚合物(liquid crystalline polymer，LCP)材料
LCP材料也称为液晶高分子，是由日本Mektron公司开发的用于高频多层印制板的材料，是一种热塑性绝缘树脂，高频特性好、尺寸稳定性好，1GHz频率下介电常数为2.8，介质损耗仅为0.0025，远低于PI材料，且传输线损小、阻抗稳定，适用于制作高密度电路板。
从电子电器设备的防火安全性考虑，PCB必须具有阻燃性，然而阻燃剂往往污染环境，有害人体健康，PCB材料中的Cl和Br对环境的负担尤为严重。无卤素材料不易研发，与含卤阻燃剂材料相比，会失去一些特性，如耐燃性及耐折性等，而LCP既具有防燃特性也不像PI一样需要加入卤素来达到防燃的要求，充分满足了环保的要求。LCP正以其更好的加工性能和物理性能挑战传统的PCB原材料PI的统领地位。一些大型的电路板厂商已经能够生产以LCP为基材的多层板。

2含芯板HDI/BUM印制电路板制造工艺技术

HDI是印制电路板行业内的一项新技术，那么就会涉及材料、结构及工艺技术方面的要求与创新。其中，工艺技术是HDI印制电路板制作的核心。绝大部分的积层多层印制电路板是采用有芯板的方法制造的，即在常规板的单面或双面各积层上n层(目前一般n=2~4)而形成很高密度的印制电路板，而用来积层的单面或双面印制电路板称为积层多层印制电路板的芯板。

2.1含芯板HDI/BUM印制电路板制造工艺流程

大多数的芯板都采用全贯通孔或具有埋、盲、通孔结合的结构形式，以提高互连密度，甚至采用含金属芯结构的多层印制电路板芯板。芯板的密度比积层多层印制电路板的密度要低很多，其通孔孔径一般大于0.2mm，线宽与间距大于0.08mm，层数在4~6层居多。而在芯板上一面或两面积层上1~4层为更高密度的导体层，其导孔直径小于0.15mm，线宽与间距小于0.08mm。
在积层多层印制电路板中，芯板不仅起刚性支撑作用，还起着与积层间黏接物理作用和电气互联作用，甚至还起到导热作用。为保证整体板面平整度和电气连接的可靠性，必须对芯板进行适当处理，如芯板通孔和盲孔的堵塞处理，磨平表面处理，表面化学镀铜和电镀铜处理以及导电图形的制造。
综合前述各部分对HDI板制作具体流程的讨论，图2-4所示流程图为常用的1+4＋1型HDI板的全部制作流程，是一个由单芯板向上下方向两次积层的过程。整个过程图形转移是通过减成法工艺制作的，最终所得的HDI板结构和实物图如图2-5所示。

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?2.2含芯板 HDI/BUM印制电路板导通孔堵塞技术

芯板中导通孔的堵塞，主要提供了一个高平整度的表面便于积层，由于在其板面上要完成更高密度的积层，这些积层的导通孔或导线有可能“积”在芯板的导通孔上，为了支撑和连接积层上的导通孔，则芯板的导通孔必须进行堵塞工艺处理。其堵塞工艺如图2-6所示。芯板导通孔除了提供平整度表面外，还可以具有其他的功能，如提高连接和焊接可靠性以及改善导热、导电性。因而，导通孔堵塞材料和工艺是不尽相同的。从堵塞材料看，可以分为两种材料，一种是绝缘材料，另一种是导电材料。

1.绝缘堵塞材料
绝缘堵塞材料起着导通孔作用。在芯板导通孔完成孔金属化后，采用合适的绝缘材料(如热固性环氧、液态焊料掩模或环氧与干膜焊料掩模联合使用等)来堵塞导通孔。它除了提供一个平坦表面外，由于堵塞满绝缘材料，从而消除了杂质进入导通孔或者避免卷入腐蚀杂质，也有利于层压或贴压PTF(聚酯厚膜)时真空度下降过程。但是这些绝缘材料由于烘干，特别是固化和/或排气会出现大的尺寸收缩或空隙，从而造成堵塞材料的机械失效。另一个缺点是绝缘堵塞材料在积层界面处的任何残留物会影响它们之间的电气互连特性。目前，采用绝缘堵塞材料的方法已越来越少。
2．导电堵塞材料
导电堵塞材料是目前芯板、BGA板等普遍使用的堵塞导通孔的方法。这种材料是由聚合型黏接剂和导体颗粒(如银或铜或两者结合起来)组成的。它不仅起着堵塞导通孔而达到板面平整度作用，由于含有导电颗粒，因而还起到导电进而也起到导热作用。大多数的导电堵塞材料是由碳浆贯孔或银浆膏料而衍演过来的，但它的各种性能将高于这些材料。特别是在烘干、固化和焊接时防止收缩方面，因此要求这种导电堵塞材料(导电胶)的收缩要很小，即挥发物要少或者其CTE应与芯板CTE相匹配。目前，杜邦等公司研制出的一种独特的银/铜/环氧的膏料，它是经过模板印刷而进入导通孔的。因此，要根据芯板导通孔尺寸和形状合理制造模板网孔尺寸和形状，然后合理选择导电胶中金属颗粒大小、形状和等级及最佳化的树脂体系，以形成一种具有低黏度高密度导通孔堵塞与具有实质上为“零”收缩的材料，从而保证可靠地进行堵塞芯板等的导通孔。
这种导电胶应具有长的使用寿命，以利于大量的生产堵塞导通孔。膏料的黏度应最佳化到允许填满具有厚径比为6∶1的导通孔。这种材料还应具有高的电和热的传导率，并具有耐热或耐焊接的冲击能力，从而能用于高性能的领域。导通孔堵塞过程主要是防止分层和圆筒形断裂问题，实践表明:采用CTE小于35PPM的导电胶膏料可以避免这种缺陷。表2-1示出杜邦公司的银/铜/环氧系导电胶膏料的典型特性。

当然，堵塞导通孔还可以采用电镀的方法使导通孔闭合，但这种工艺主要存在如下问题:一是电镀时间长，生产效率低，因而成本高;二是有可能夹入具有腐蚀性的电镀液于导通孔内部，形成潜在危及可靠性问题;三是板面镀铜层偏厚，对制造精细线路和焊接都是不利的。
3．导通孔的堵塞
HDI板的芯板经过钻孔、孔化和电镀后形成的导通孔，如上面所述，要经过堵塞导电胶等来保证其各方面性能要求。导通孔的堵塞大多是通过模板印刷来完成的。关于模板的制造，大多根据导通孔大小、形状等因素来确定模板(不锈钢薄板)厚度，然后用激光和光致蚀刻法来形成所要求的网孔尺寸和形状，然后用刮刀挤压导电胶通过网孔进入导通孔。
对于厚径比小于3∶1的芯板来说，采用一次或两次刮刀的模板印刷是容易堵塞导通孔的。而对于更高的厚径比的芯板，则应采用真空桌完成。这种真空桌印刷技术在小孔的银浆贯孔和碳浆贯孔等工艺中已得到应用。
4.`磨平(擦板)
芯板导通孔经过印刷堵孔后，要经过烘干以便于进一步加工。为了便于把导电胶印刷而压入导通孔内，总是含有一定量的溶剂或分散剂，因而应把它们烘干挥发去。目前大多采用传送式的红外烘干系统，可明显提高烘干效率和生产力，烘干温度一般为15~30min,115℃左右。为了便于除去板面在印刷时导电胶的污染(尤其是树脂部分)和由于模板厚度凸起部分以及模板提起形成拉尖部分，烘干温度不宜过高，否则会引起固化难于刷除。
·﹒经过烘干后的芯板通过常规的磨板机(装有刚玉——AlpO。或浮石粉的压盘)进行磨刷或带有刷辗(含刚玉的尼龙刷)的擦板机除去板面污染物和凸出的导电胶，以获得平整干净的表面。
经过磨平板面的芯板，再通过固化处理，使导电胶中的树脂充分进行交联作用，从而牢固地把导电颗粒和导通孔内的铜箔黏结起来。其固化温度应在树脂的T。温度以上，如对于环氧体系的树脂，其固化温度为160℃/60min左右。树脂在固化时会形成网状结构，密度增加，会产生收缩作用。但由于导电胶中金属颗粒按比重计大多占95%以上，而树脂所产生的热膨胀系数(CTE)<35ppm/℃，故实际上可以产生收缩现象(即与芯板的CTE能匹配起来)。

2.3 含芯板HDI/BUM 印制电路板导通微孔制作关键技术

自从1991年 IBM公司发表积层方式成果以来，经历了一个开发研究的初期阶段和规模生产的发展阶段，先后出现了多种制造HDI印制电路板的方法，但是对于HDI板而言，最核心的问题仍然是如何实现微小孔金属化的问题。HDI板的微孔制作是体现积层互联高密度化最具有代表性的工序。微孔加工质量的好坏直接影响HDI板的最终品质，正确的加工方式和合适的工艺参数，可确保钻孔的高效性和孔位的准确性。盲孔加工的方法通常有机械方式、感光腐蚀方式、等离子体咬蚀方式和激光烧蚀方式，各成孔方式对比如图2-7所示。而HDI微孔加工较少采用机械方式，主要采用光致成孔方式、等离子蚀孔方式、激光蚀孔方式和射流硼砂成孔方式。

?2.2.4.激光钻孔技术与原理

?1UV激光钻孔技术与原理

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?2 ?CO2激光钻孔技术与原理

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?CO2激光钻孔工艺：

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?3 无芯板HDI/BUM 印制电路板制造工艺技术

3.1无芯板HDI/BUM印制电路板制造工艺技术概述

目前大多数制造HDI板的方法是采用有“芯板”结构来实现的，但无“芯板”的HDI制造工艺已经显现出巨大优势。无“芯板”的HDI板是指采用ALIVH(any layerinner via hole)和 Bit (buried bump interconnection technology)技术等一类的积层多层板，其特点是不用“芯板”和不用孔化电镀方法来实现层间电气互联，且其结构没有“芯板”部分和积层部分的区别。因此，它可以在所有布线层之间的任意位置来形成IVH(内连导通孔)的多层板。所以，这一类HDI板的整体层间互联密度是相同的，而且可以达到更高密度互联等级的。这样的HDI板将具有厚度更薄或尺寸更小的特点。这种结构的HDI板，其信号传输线路缩短，因而使基板的小型化、高密度化有着明显好处，也必将改善电子产品的性能和可靠性。

3.2 高级凸块积层技术

高级凸块技术(advanced grade solid-BUMp，AGSP)是在常规的芯板上，通过镀厚铜(相当于层间连接的厚度)，然后经过图形转移而形成凸块，再形成绝缘层，磨平后电镀外层，依次进行，得到积层的高密度互联板。由于采用蚀刻法形成凸块，因此可以自由地调整凸块直径和形状。AGSP工艺中采用生产性高的常涂法(curtain coat)，此外还可以采用印刷法、辗涂法和层压树脂片等。绝缘树脂干燥和硬化以后，进行只在整平树脂表面的研磨，这时可以除去凸块上部附着的树脂，在露出凸块头部的同时进行层间厚度的调整。研磨结束以后，采用AOI装置进行外观检查，确认凸块头部的露出。整面结束以后进行全板镀铜，可以采用减成法或者半加成法形成外层电路图形。其制作流程如图2-14所示。

?AGSP工艺的优点:
(1)由于内外层都是通过镀层进行面连接的，所以连接可靠性很高。
(2)由于蚀刻形成凸块，可以自由地加工异径和异形状的凸块，这就意味着可以同时一次性形成极小径的凸块和大径凸块，大径凸块对于导热性高或者大电流的部分特别有效。
(3)通过控制树脂面整面和外层镀层的条件，可以调整外层图形/绝缘树脂界面的面粗糙度，因此对于趋肤效应引起的高频信号衰减的改善或者微细图形的形成都是有利的。

3.3一次层压技术

一次层压技术(patterned prepreg lap up process，PALAP)指利用激光等在单面有铜箔的热塑性树脂绝缘层上制作微细孔，对孔镀覆或填充导电膏形成层间连接凸块，然后蚀刻铜箔在表面形成图形。用同样的方法同时制作必要的层数，对制作完成的各层进行检测，选择合格品。各层以黏结层等作介质进行一次层压，穿透黏结层的凸块相互结合的过程。其工艺流程如图2-15所示。

?2.3.4 嵌入凸块互联技术
嵌人凸块互联技术( buried BUMp interconnection technology，Bit)是把印制电路技术与厚膜技术结合起来的一种甚高密度化互联技术，它比 ALIVH技术更进一步，不仅不需要印制电路过程的孔化、电镀铜等，而且也不需要数控钻孔、激光蚀孔或其他成孔方法(如光致成孔、等离子体成孔、喷砂成孔等)，因此高密度互联积层电路采用Bit 技术是印制电路技术的一个重大变革，使印制电路的生产过程简化，获得更高密度，明显降低成本，可用于生产MCM的基板和芯片级(CSP)组装上。
该工艺就是采用一种嵌入式凸块而形成的很高密度的互联技术，而与传统的互联技术采用金属化孔来实现是不同的，其主要区别在于它是通过导电胶形成导电凸块穿透半固化片连接两面铜箔的表面来实现的一种新颖的工艺方法。其工艺流程如图2-16所示。

4 HDI/BUM印制电路板可靠性测试与评价

HDI印制板和高频化的高速数字电路印制板的需求正急速膨胀，成为企业新的经济增长点。但高密度互联组装的大幅度提高，使得PCB板的孔径、焊盘、布线宽度和线距都越来越微细化，介质基材日益薄型化，这既给PCB的内部导线与孔互联可靠性、内部导线与孔绝缘可靠性提出了挑战，也给外部PCB与器件的焊接可靠性带来了新的问题。

4.1 HDI/BUM 印制电路板可靠性测试

目前HDI板的可靠性测试仍然沿用或采用常规的PCB的方法。但是HDI板，其导线密度、导通孔密度、介质层薄度等都高得多，往往几倍、甚至几十倍的增加。因而，导线(线、盘、孔)之间的绝缘或连通变得至关重要。一般来说，导体之间的绝缘问题是易于解决的，而在电气连接土，特别是微孔方面，不仅其直径尺寸可小到501m，而且还起着层间互联作用。所以，微孔制造质量本质上是微孔的可靠性问题。
微孔的可靠性问题主要是来自两个方面:一是微孔底部连接盘上清洁度(钻污或沾污);二是微孔金属镀层(一般都采用常规金属化和电镀或直接电镀形成的，某些是采用导电胶形成的)与介质层间的结合力和镀层厚度问题。如果存在这些问题，则会在HDI板制造和组装焊接过程中，由于热、压、湿等作用下产生热应力和机械应力的综合残留应力，这种应力在电子设备应用过程中可能会由于热的产生再次形成了附加应力，其结果可能超过焊接处的结合力，从而引起断裂。轻者产生电阻增大，重者断开而失效，其后果将带来HDI板可靠性问题。所以，HDI板可靠性问题实质上主要是微孔的热可靠性问题，因此应主要集中于研究微孔的热可靠性问题。
微孔的可靠性或热可靠性的测试方法，根据行业标准和实际测试情况，PCB常规的热可靠性测试方法主要有以下几种。

1.(温度)循环试验
根据行业标准，JPCA对 HDI板设置了三种热循环试验:一40~＋115℃，一25～+115℃，0~＋115℃。也有采用最新的 IPC-TM-650方法的2.6.7规定:低温分别为一65℃、-55℃、-40℃自动转入到高温区为70℃、85℃、105℃、125℃、150℃或170℃。要根据介质层材料和应用条件来选择试验条件，或按表2-3选择试验要求。

2．热应力(冲击)试验
热应力(冲击)试验，一般还是采用浮(浸)焊试验(IPC-TM-650的2.4.13.1)方法，即样品于(288士5)℃下，每次 10s共5次。或者采用新的IST( interconnect stress test,IST)，即 IPC-TM-650的2.6.26(推荐)的试验方法，又称直流感生(current-induced,DC)热循环试验方法，这是一种相对新的试验方法，使样品设计更加灵活，测试更加便捷。若要分析失效机理，对相同样品可采用较正规的高、低温箱(air-to-air)法，或使用.高、低温液槽的热油(liquid-to-liquid)方法。例如样品于260℃硅油中浸渍10s后，于15s内转入20℃硅油或其他液体中20s的热循环试验。
3．高温、高湿偏置试验
高温、高湿偏置试验是将样品置于各种设定的环境条件下进行性能测试、考核，设定条件主要包括升高温度和增大湿度两方面。一般有:
(1)固定湿度为85%RH，改变温度分别为75℃、85℃和95℃下进行性能考核试验。(2)固定温度为85℃，改变湿度分别为75%RH、85%RH和95%RH下进行性能考核试验。

(3)施加电压试验。在上述温度和湿度下，同时施加直流电压5V、10V或30V进行性能考核测量。
(4其他测试与测量。例如高、低温放置试验，可在100℃下放置1000h，或在—50℃下放置1000h后考核产品性能,又如高压釜蒸煮试验等。

4.2 HDI/BUM印制电路板品质管理

印制电路板的可靠性即 HDI板的可靠性,主要包括两层意义:(1)长期使用的稳定性,这是从产品使用寿命上讲的可靠性。(2)保证批次内每个产品的优良品质的可靠性。
由多层HDI板的结构示意图可以看出，信号电互联介质一般都是由蚀刻而成的铜线和金属化的孔组成的，电气绝缘则是由玻纤布、树脂组成的介质层特性决定的。因此，可以这样认为，保证印制电路板的可靠性只需做到三点。
(1)在存放、组装环境条件下能保持“焊盘、孔焊接可靠性”。(2)在组装、使用环境条件下能保持“导线和孔连接可靠性”。(3)在组装、使用环境条件下能保持“线间、层间绝缘可靠性”。1.“焊盘、孔焊接可靠性”的试验与评价
高密度互联及无铅化生产工艺等给“焊盘、孔焊接可靠性”带来的问题:
(1)PCB板面的孔、焊盘越来越小型化，与器件引脚或焊球焊接时有效接触面积和以往相比大大缩小，PCB板面的每个焊盘或孔的可焊性要求更高。
(2)大尺寸多引脚的阵列 BGA芯片焊接需要PCB具有更好的共面性，而无铅焊接工艺的温度提升给PCB的板面翘曲带来了隐患。
(3)PCB生产及存放过程中带来的表面污染和氧化，造成焊盘或孔的可焊性不良。对于PCB焊盘或孔的可焊性测试，目前除图2-22所示传统的浮焊、浸焊定性试验判定方法外，定量的润湿天平测试方法也已应用于PCB的来料检验、产品开发、工艺设计、生产管理等方面。

2.“导线和孔连接可靠性”的试验与评价
印制电路板的连接可靠性主要包括金属化孔的连接可靠性、基底铜和镀层的连接可靠性、导线的连接可靠性。在当前，高密度互联使得印制板的孔和导线在尺寸上大大减小，相应地它们的机械强度降低，但无铅焊接温度的提高却加剧了热膨胀系数差带来的连接可靠性风险。因此，正确合理地选用好试验和评价方法，对于产品开发、工艺设计、质量管理控制等具有重要意义。
从影响导线和孔连接可靠性的主要原因入手，考核PCB连接可靠性的试验方法主要有:热应力、耐热油、温度冲击、温度循环、回流焊、机械应力等试验;样品的测试评价主要通过金相(显微剖切)、互联电阻测试、孔电阻测试等来分析判定。与温度相关的应力试验方法中，PCB样品在低温与高温之间移动的周期性气相冲击试验是最典型的方法。在此项热冲击试验中，各厂家对温度、时间等条件要求都会有所不同;液相试验法可使此类试验的评价时间缩短，高温硅油的温度条件接近组装的实际工艺温度，低温则采用室温温度条件。由于液相试验对PCB样品的热冲击影响甚大，因而在短期内就可获得试验结果。
在高频高速印制电路板的制造过程中，为了保证信号传输质量，PCB的表面导线、焊盘与介质层的黏合力下降，这是需要关注的一个问题。为此，在生产时需要对板件进行拉脱强度、模拟返工、剥离强度等测试，以考核导线和焊盘可靠性。
3.“线间、层间绝缘可靠性”的试验与评价
从“线间、层间绝缘可靠性”的角度来考察，绝缘可靠性主要包括导体图形间的绝缘可靠性和介质层间的绝缘可靠性。高密度互联印制电路板的孔径及导线间距缩小，介质层薄化，使得线间、层间绝缘可靠性问题更加突出，同时受无铅化的影响，导体间更容易形成粒子迁移，形成锡须而导致绝缘劣化。
在绝缘可靠性的测试方法中，都必须有水分的存在，这样才能创造出一个加湿的试验条件，从而对湿态处理下样品的绝缘性能进行评价和检测。目前常用的绝缘可靠性试验方法，主要有温湿度周期性试验法、常规加湿试验法，HAST试验法、PCT试验法，其中温湿度周期性试验法在试验条件上讲，属于“温和型”，得到此项试验结果需要较长的一段时间的。常规加湿试验法多选用85℃/85%RH试验处理条件，处理的时间可与用户协商而定(一般采用1000h_居多)。高加速温湿度应力试验(highly acceleratedtemperatare & humidity stress test HAST)是以加速加湿过程为特点的加湿绝缘性能试验方法。该试验原来应用于汽车导体封装材料的物理性能检测，将此方法引入多层PCB加湿处理后的绝缘性能测试是否合理仍值得探讨。此外，PCT(pressure cooker test)试验法（又称压力锅蒸煮试验）是在饱和水蒸气条件下进行的高强度高湿试验。PCB可靠性测试中，对有机材料样品的测试标准尚未建立，IPC标准中也未曾详细
，IPC标准中也未曾详细规定试验装置,
但目前许多用户明确要求PCB制造商对此项可靠性项目进行测验，因而众多日本PCB制造商均采用此项试验。

依据多个标准或测试方法，考核绝缘劣化主要选择表2-4列举的几种试验方法:吸水性、湿气敏感度试验、水煮试验、常规湿热试验、HAST试验、CAF测试等;样品的测试评价主要通过选取测试图形或成品取样件的金相(显微剖切)、绝缘电阻测试、介质耐电压等方法来分析判定。
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