PCB走向高密度精細(xì)化 四類產(chǎn)品最受關(guān)注

　　目前，PCB產(chǎn)品開(kāi)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(dǎo)致從“電傳輸信號(hào)”走向“光傳輸信號(hào)”的“質(zhì)變”上來(lái)，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(hào)傳輸高頻(速)化的迅速發(fā)展，推動(dòng)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(xì)化為特點(diǎn)的產(chǎn)品發(fā)展。PCB產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)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(shí)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(diǎn)，而未來(lái)更先進(jìn)的以“光信號(hào)”傳輸和計(jì)算的印制光路板也會(huì)取代現(xiàn)在的以“電信號(hào)”傳輸和計(jì)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(méi)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(shí)際上，有芯板的HDI/BUM板是“常規(guī)印制板”向更高密度PCB“過(guò)渡”的一種結(jié)構(gòu)形式，來(lái)滿足甚高密度安裝的要求。同時(shí)，無(wú)論從設(shè)備、工藝技術(shù)和管理等也能更好適應(yīng)原有PCB工業(yè)向甚高密度PCB產(chǎn)品過(guò)渡的最佳方法。如可在現(xiàn)有PCB生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試和技術(shù)的基礎(chǔ)上，稍加改進(jìn)，便可進(jìn)行開(kāi)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(kuò)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(wú)“芯板”的HDI/BUM板，大多數(shù)采用導(dǎo)電膠技術(shù)，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(wèn)題最重要

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

　　從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，PCB是為元(組)件提供互連和機(jī)械(物理)支撐的。在今天的電子封裝市場(chǎng)上，主要存在著三種類型的封裝：(1)有機(jī)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(jí))的封裝，如晶圓(片)級(jí)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(jí)封裝(低CTE場(chǎng)合)能力的，因此，PCB工業(yè)必須發(fā)展能夠進(jìn)行這些高級(jí)封裝基板材料的技術(shù)和產(chǎn)品。

　　封裝基板與封裝元(組)件之間的CTE匹配(兼容)問(wèn)題。

　　兩者的CTE不匹配或相差甚大時(shí)，焊接封裝后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(wèn)題，正隨著安裝高密度化和焊接點(diǎn)面積的縮小而要求兩者的CTE相差越來(lái)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(shí)埋嵌有源無(wú)源元件是出路

　　隨著電子產(chǎn)品高密度化、信號(hào)傳輸高頻化與高速數(shù)字化的發(fā)展與進(jìn)步，芯片I/O數(shù)增加和無(wú)源元件數(shù)量迅速增多，已經(jīng)越來(lái)越嚴(yán)重地影響著電子產(chǎn)品的可靠性和傳輸信號(hào)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(wú)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(wú)源元件

　　無(wú)源元件的數(shù)量迅速增加。無(wú)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(hào)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(wú)源元件由1∶10—→1∶20—→1∶30—→1∶50)：無(wú)源元件占板面積越來(lái)越多(30%→40%→50%→70%)，影響高密度化;無(wú)源元件的焊接點(diǎn)數(shù)也越來(lái)越多，影響著連接的可靠性，因?yàn)楹附狱c(diǎn)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(wú)源元件的增加必將帶來(lái)的問(wèn)題。無(wú)源元件的增加使焊點(diǎn)越來(lái)越多，焊接可靠性越來(lái)越低，焊接點(diǎn)歷來(lái)是電子產(chǎn)品最大的故障率;無(wú)源元件所形成的回路而產(chǎn)生的電磁干擾越來(lái)越嚴(yán)重;無(wú)源元件的增加而增加板面尺寸(面積)等，對(duì)高頻和高速數(shù)字傳輸性能帶來(lái)不利的影響。

　　采用埋嵌無(wú)源元件可以消除這些影響而明顯提高傳輸信號(hào)的完整性和可靠性。

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

　　2.埋嵌有源元件

　　在埋嵌無(wú)源元件的同時(shí)，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(lái)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(huì)有較快的速度增加著，到2010年，預(yù)計(jì)可達(dá)到25%-30%。

　　剛—撓性印制板的結(jié)構(gòu)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(shì)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(jī)械接插件等);有利于小型化;安裝靈活性(彎曲或折疊)和實(shí)施三維(3D)組裝;簡(jiǎn)化安裝工藝過(guò)程與維護(hù);后處理方便等，這些都有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。因此，它會(huì)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。