PCB走向高密度精細化 四類產(chǎn)品最受關注

　　目前，PCB產(chǎn)品開始從傳統(tǒng)走向更高密度的HDI/BUM板、IC封裝基(載)板、埋嵌元件板和剛—撓性板，PCB也將最終走到“印制電路板”的“極限”，最后，必然導致從“電傳輸信號”走向“光傳輸信號”的“質(zhì)變”上來，以印制光路板取代印制電路板。

　　由于電子產(chǎn)品的小型化、高性能化、多功能化和信號傳輸高頻(速)化的迅速發(fā)展，推動了PCB必須快速地從傳統(tǒng)的PCB工業(yè)走向以高密度化、精細化為特點的產(chǎn)品發(fā)展。PCB產(chǎn)品已經(jīng)開始、部分或全面地走向高密度互連積層板(HDI/BUM)板、封裝基(載)板、集成(埋嵌)元件印制板(ICPCB)和剛-撓性印制板(G-FPCB)。在今后一段時間內(nèi)，這四大PCB類型產(chǎn)品必將成為PCB行業(yè)的四大亮點，而未來更先進的以“光信號”傳輸和計算的印制光路板也會取代現(xiàn)在的以“電信號”傳輸和計算的印制電路板。

　　HDI/BUM板有芯板產(chǎn)值占95%

　　HDI/BUM板是比常規(guī)印制板具有更高密度一類的PCB，可分為有“芯板”與沒有“芯板”兩大類的HDI/BUM板。

　　有“芯板”的HDI/BUM板是在“常規(guī)印制板”上的一面或雙面各“積”上更高密度的若干互連“層”而形成的PCB。實際上，有芯板的HDI/BUM板是“常規(guī)印制板”向更高密度PCB“過渡”的一種結構形式，來滿足甚高密度安裝的要求。同時，無論從設備、工藝技術和管理等也能更好適應原有PCB工業(yè)向甚高密度PCB產(chǎn)品過渡的最佳方法。如可在現(xiàn)有PCB生產(chǎn)設備、測試和技術的基礎上，稍加改進，便可進行開發(fā)與生產(chǎn)，投資少、成本低，管理與生產(chǎn)等有很好的連續(xù)性和擴展性，因而被大多數(shù)PCB制造商所接受，所以，有芯板的HDI/BUM板占目前HDI/BUM板產(chǎn)值的95%左右。

　　有芯板的HDI/BUM板，其高密度化提高是顯著而突出的，如采用4+12+4的200×300cm2的HDI/BUM板比起400×450cm2的46層埋/盲孔高層板具有更高的容量、更好的電氣性能和可靠性與使用壽命。

　　目前，無“芯板”的HDI/BUM板，大多數(shù)采用導電膠技術，其使用范圍受到限制，因此所占比例很小。

　　IC封裝基板解決CTE匹配問題最重要

　　IC封裝基板是在HDI/BUM板的基礎上繼續(xù)“深化(高密度化)”而發(fā)展起來的，或者說IC封裝基板是具更高密度化的HDI/BUM板。實質(zhì)上，IC封裝基板的首要問題是與所要封裝元(組)件的CTE(熱膨脹系數(shù))匹配(兼容)問題，其次才是高密度化問題。

　　從本質(zhì)上來說，PCB是為元(組)件提供互連和機械(物理)支撐的。在今天的電子封裝市場上，主要存在著三種類型的封裝：(1)有機基板的封裝;(2)陶瓷基板封裝;(3)理想的尺寸與速度(即芯片級)的封裝，如晶圓(片)級封裝(WLP，WaferLevelPackage)、直接芯片安裝(DDA，DirectDieAttach)。很顯然，常規(guī)的PCB是不具備這些高級封裝(低CTE場合)能力的，因此，PCB工業(yè)必須發(fā)展能夠進行這些高級封裝基板材料的技術和產(chǎn)品。

　　封裝基板與封裝元(組)件之間的CTE匹配(兼容)問題。

　　兩者的CTE不匹配或相差甚大時，焊接封裝后產(chǎn)生的內(nèi)應力便威脅著電子產(chǎn)品使用的可靠性和壽命。因此，封裝基板與所封裝元(組)件之間的CTE匹配(兼容)問題，正隨著安裝高密度化和焊接點面積的縮小而要求兩者的CTE相差越來越小。

　　IC封裝基板主要體現(xiàn)在：1.基板材料的CTE更小或匹配，即此類IC基板的CTE要明顯的減小，并接近(兼容)芯片引腳的CTE，才能保證可靠性;2.直接用于裸芯片(KGD)的封裝，因此要求IC基板更高密度化;3.封裝基板的厚度薄，尺寸很小，大多數(shù)小于70mm×70mm;4.大多選用薄型的低CTE基材，如PI材料、超薄玻纖布和碳纖維的CCL材料。

　　集成元件PCB同時埋嵌有源無源元件是出路

　　隨著電子產(chǎn)品高密度化、信號傳輸高頻化與高速數(shù)字化的發(fā)展與進步，芯片I/O數(shù)增加和無源元件數(shù)量迅速增多，已經(jīng)越來越嚴重地影響著電子產(chǎn)品的可靠性和傳輸信號完整性，其出路是走向集成(埋嵌)元件印制板。

　　發(fā)展步驟：集成(埋嵌)無源元件(主要是電容、電阻和電感等)—→集成(埋嵌)有源元件(IC組件)。

　　1.埋嵌無源元件

　　無源元件的數(shù)量迅速增加。無源元件的數(shù)量將隨著IC組件集成度(或I/O數(shù))的增加、信號傳輸高頻化和高速數(shù)字化而迅速增加著(組裝的有源元件/無源元件由1∶10—→1∶20—→1∶30—→1∶50)：無源元件占板面積越來越多(30%→40%→50%→70%)，影響高密度化;無源元件的焊接點數(shù)也越來越多，影響著連接的可靠性，因為焊接點是電子產(chǎn)品的主要故障之一。常規(guī)組裝的各種元(組)件數(shù)比率如表所示。

　　無源元件的增加必將帶來的問題。無源元件的增加使焊點越來越多，焊接可靠性越來越低，焊接點歷來是電子產(chǎn)品最大的故障率;無源元件所形成的回路而產(chǎn)生的電磁干擾越來越嚴重;無源元件的增加而增加板面尺寸(面積)等，對高頻和高速數(shù)字傳輸性能帶來不利的影響。

　　采用埋嵌無源元件可以消除這些影響而明顯提高傳輸信號的完整性和可靠性。

　　所埋嵌的無源元件又可分：埋嵌單種無源元件;埋嵌“集成”(把電容、電阻等組合)無源元件。

　　2.埋嵌有源元件

　　在埋嵌無源元件的同時，又埋嵌有源元件(各種IC組件)，正處在發(fā)展與試用中，是未來發(fā)展之路。

　　剛—撓性印制板今后增速還將加快

　　2006年，撓性(含剛-撓性)印制板的產(chǎn)值占PCB的總產(chǎn)值的17%，今后還會有較快的速度增加著，到2010年，預計可達到25%-30%。

　　剛—撓性印制板的結構可以各種各樣，下圖所示的是目前典型的兩代的產(chǎn)品。

　　剛—撓性印制板的優(yōu)勢有很多方面，但最主要的有：在高密度連接方面提高可靠性(取代機械接插件等);有利于小型化;安裝靈活性(彎曲或折疊)和實施三維(3D)組裝;簡化安裝工藝過程與維護;后處理方便等，這些都有著明顯的優(yōu)點。因此，它會隨著電子產(chǎn)品的小型化、高性能化、多功能化的發(fā)展而得到發(fā)展。