上海公安户籍管理局:ALIVH技术以及在手机上的应用

【来源:smta.org.cn】【编辑:toptouch】【时间: 2005-5-13 17:07:32】【点击: 24270】
ALIVH技术以及在手机上的应用
摘要：ALIVH板在板层结构和构成材料上和传统的多层板有很大的区别，本文详细介绍了ALIVH技术以及在手机上的应用。
关键字：全层导通孔构造的积层多层板 高密度互连板 高密度互连积层多层板
Abstract：ALIVH PWB is almost as structurally different from most conventional printed wiring boards as with its material used. This paper introduces technology and application of the ALIVH in the design of mobile phone.
Key words ：ALIVH HDI BUM
1、前言
随着电子技术的飞速发展及电子产品朝着微型化，轻便化，多功能，高集成，高可靠方向发展，半导体部件封装也向这多引脚细间距化飞速发展（如图1a），相应的搭载半导体部件的PCB 也朝着小型轻量化和高密度化的发展（如图1b）。为了适应这种发展的要求，松下公司电子产品部开发出全层导通孔(IVH)构造的积层多层板－ALIVH(Any Layer IVH Structure Multilayer Printed Wiring Board)技术，并批量应用于松下通讯工业公司开发制造的手机中，采用可以进行高密度布线，使基板重量消减了60％，制造出的手机的体积也减少了30％，取得了很好的效果。

图1器件及PCB的发展趋势
若按结构和制作方法区分，高密度互连积层多层板（BUM），可分为有芯板（基板＋积层的层）BUM和无芯板（全积层）的BUM。前者以HDI技术为代表，这在现在国内的手机PCB生产上大量使用，而ALIVH技术则是后者的代表，目前在日系手机上使用广泛。后者没有芯板和积层部分的区别，可以在所有的布线层之间任意的形成IVH导通孔，比前者可实现高密度互连等级更高。本文叙述了ALIVH技术以及在手机PCB设计生产上的应用。
2、ALIVH技术
2.1Alivh板特点
现在电子产品普遍使用的pcb分两类，传统的通孔多层板和高密度互连积层多层板（BUM）。采用ALIVH技术的PCB是属于BUM的一种，是无芯板的BUM。如图2所示，传统的通孔多层板是采用机械钻孔加工和孔径电镀来实现层间电气连接的。因为器件贴片焊接的原因，这些通孔是不能打在器件的焊盘上的，必须从焊盘引线打孔，这些孔白白浪费了许多PCB的有效面积。这对于PCB的小型化，设计的合理性，高速电路适应性等产生了巨大的困难。ALIVH技术的特点就是不用芯板和不用孔化，电镀方法来实现层间电气的互连。也就是说，它不采用目前常规的生产工艺法去生产较低层间互连密度的芯板，而是一开始便以甚高密度的层间互连的方法来生产BUM。如图3所示，在它的组成结构上，没有芯板部分和积层部分的区别。它可以在所有布线层之间的任意位置形成IVH（内连导通孔）。所以采用ALIVH的PCB的整体层间互连密度是相同的，可以达到更高密度的互连等级，有利于PCB向小型化，高密度化及高可靠性化方向方展。

图2 对比

图3 组成结构 2.2Alivh制造中的关键技术
如图4 所示，在ALIVH制造中有3个关键技术，分别是层间基板（也就是半固化片）材料、激光钻孔技术和层间充填导电胶技术。

图4 关键技术
2.2.1基材
ALIVH板的层间绝缘基板的材料有两种：一是标准的ALIVH采用芳族聚酰胺（Aramid）不织布还氧树脂作为基材的，二是松下公司2002年开发的新的ALIVH技术ALIVH（G－type），采用玻璃还氧树脂材作为基材，这两种材料的基本特征如表1，从表可知芳族聚酰胺（Aramid）不织布还氧树脂是具有低热膨胀系数、低介电常数、高耐热性、更轻便等优良特性的绝缘材料，而玻璃还氧树脂材比芳族聚酰胺（Aramid）不织布还氧树脂表面机械强度高，剥离强度高，吸湿性更好，不容易受潮。
单位
标准ALIVH
ALIVH（G-type）
密度
G/ml
1.4
2.0
介电常数
3.7
4.5
转移温度（Tg）
ºC
198
180
弯折系数
GPa
12
24
剥离强度
N/2mm
15
23
热膨胀系数（CTE）
8
12
表1基本特性
2.2.2钻孔技术
传统的通孔多层板的导通孔的加工一般采用数控钻床机械钻孔技术，理论上ALIVH的制造上也可以采用这种钻孔方法，但是因为ALIVH板要加工的过孔很多，很小，而且多为盲埋孔，所以成本太高，性价比很低。因此ALIVH是采用高速的脉冲振荡式的激光钻机进行微细导通孔的加工，它的钻孔效率比数控钻床高20倍。前面说过了，ALIVH板的层间绝缘基板的材料有两种，材料特性不一样，因此要根据不同的材料来选择激光钻机的机型，如果式芳族聚酰胺不织布还氧树脂，可采用目前较为成熟且被普遍应用的CO²红外激光机来进行过孔加工，而玻璃还氧树脂材则采用功率更大的UV紫外激光钻机进行过孔加工。
2.2.3过孔电气互连技术
ALIVH的过孔电气连接技术可以说是它区别与传统多层板及其他BUM板的关键技术，它不是象其他板那样通过孔的金属化和电镀方法形成电气互连的，而是采用铜粉（或其他少量的金属粉末）、硬化材料、环氧树脂材料等组成的导电胶阻塞微小孔来实现电气互连的。充填导电胶大多采用不锈钢模板刮印的方法，把导电胶刮压入孔中，接着在其两面加上粗化后的铜箔（一般为1/2OZ厚度），然后在高温环境下进行层压，使得绝缘基板的材料和导电胶中的树脂固化，并和铜箔粘合在一起，这样便形成了两层之间电气的互连。由于没有电镀铜层，仅仅由铜箔构成导体，导体厚度就一样高，有利于形成更精细的导线。图5表示了一个6层ALIVH板的剖面图，图中的IVH孔中就充填了导电胶。

图5 板剖面图
2.3制造流程

图6 制作流程
如图6所示，基材开料后，首先是利用激光钻机在上面进行钻孔工作，钻出的孔径一般在0.2毫米左右（最小可以是0.15mm）。然后采用不锈钢模板刮印的方法，把导电胶刮压入孔中，接着在其两面加上粗化后的铜箔（粗化后的铜箔粘合强度更高），并在高温真空的环境下进行热压合，使得绝缘基板的材料和导电胶中的树脂固化，并和铜箔粘合在一起。再按常规的图形转移或直接成像的技术进行铜箔蚀刻，得到所需的电路图形，这样就制作出一两层的ALIVH板。如果以上述的2层板为芯板，其上下各加一层处理后板间基材（经激光成孔和充填导电胶），再在两面各加一层经粗化处理的铜箔，层压蚀刻后便可获得4层的BUM板，以此类推，便可以制造出六层板，八层板等。
2.4 可靠性
ALIVH的层间电气互连不像常规PCB和有芯板的BUM那样，其层间电气互连是通过孔金属化和电镀实现的，而是通过小孔堵塞导电胶的方式。因此，采用这种新的工艺技术，其可靠性和应用性是值得重视的。表2就是ALIVH技术层间可靠性测试的一些数据。
项目
条件
结果
高温环境
100°C，1000h
OK
低温环境
-65°C，1000h
OK
高湿环境
60°C/95%RH，1000hrs
OK
高低温试验（热冲击）
-65°C /125°C 30/30minutes,1000hrs
OK
热油试验（热冲击）
20°C /260°C
10/10secs.100cycles
OK
回流焊试验（热冲击）
260°C,10s,10cycles
OK
表2层间连接可靠性
从表中可知，采用导电胶的层间电气连接电阻可小于1mΩ，在高温试验，低温试验，高湿试验等中都显示很好的可靠性。由于导电胶采用铜粉和环氧树脂等材料组成，因而与基板材料能兼容，其固化收缩小于基板材料，形成高致密的金属导电柱，使得层间连接呈现出好的结合力。在高低温循环试验，热油试验，回流焊等热冲击试验中，其阻值的变化也在20％以内，性能十分稳定，并符合无铅化焊接的要求。
2. 5 应用场合
因为ALIVH板和传统多层板的制造工艺，板的特性，等有很大不同，在选择ALIVH技术时要考虑到以下两点。
2．5．1 推荐使用ALIVH的场合
² 有高密度封装器件，需要高密度布线的板子。
² 现有板子上增加新的功能模块，使得原来的PCB制造方法不能满足要求
² 要求板子重量轻
² 射频布线要求复杂，传统板不能满足要求的板子
² 为赶时间，需要用EDA软件自动布线的板子
2．5．2 不合适用ALIVH的场合
² 布线密度很低的板子
² 面积很大的板子
² 有高压及强电流电路的板子，如电源板
² 需安装较重器件的板子
1． ALIVH技术在手机的应用
3. 1 必要性和可行性分析
手机PCB板的特点是，轻巧，布线布局密度高，射频布线要求复杂，符推荐的ALIVH应用场合，因此在手机PCB设计中采用ALIVH技术，是十分合适的。
目前国内手机PCB生产主要采用HDI工艺的BUM，所谓HDI (High Density Interconnection)板, 中文叫高密度互连板。由于它是以传统工艺制造刚性核心内层，然后在在一面或两面再积层上更高密度互连的一层或两层，因此是一种有芯板的BUM。由于是在常规PCB表层逐层叠加，所以也称表层层压电路板（SLC）。 目前国内大多厂商可以生产“1+c+1”型积层板，也有部分厂商可以生产出“2+c+2” 型积层板。

表3 ALIVH和HDI技术的特征比较
表3就是ALIVH与HDI技术的特征比较，从表中可知，alivh的最大优势就是设计自由度大大增加，可以在层间随意打孔，而ＨＤＩ工艺不能做到这点。一般国内厂商做到最复杂的结构也就是HDI的设计极限为二阶ＨＤＩ板，以８层板为例，可打孔的结构为LAYER１－２、LAYER１－３、LAYER３－６、LAYER２－３、LAYER６－８、LAYER７－８、LAYER６－７、LAYER１－８，其中LAYER６－８和LAYER１－８的过孔由于是采用机械钻孔，孔径是0.3mm的，这种结构比起ALIVH技术的任意打孔，内层核板的孔径也可用0.2mm的微孔还是有很大差距的。一般来说alivh结构的ＢＵＭ的整体互连能提高30%-50%，这非常有利于手机产品的轻、薄、短、小化。图7表示就是一个线路简化的实例。

图7 设计简化实例
ALIVH除了在设计能力的优势外，在SMT贴片生产上，特别是BGA器件区域焊盘的焊接，见图8，由于alivh的成孔方式与hdi不同，alivh的孔导间通方式是通过导电胶的形式，器件焊盘表面是平整的，而hdi的孔导间通方式是先打孔再电镀，通过电镀层导通的，因此在表面焊盘打孔时会留下凹孔，会造成焊球空洞，影响焊接特别是ＢＧＡ区域的焊接。国内手机生产制造商中兴和海信有部分产品采用了ALIVH技术，从批量生产反应来看，器件的虚焊率很低，焊接效果的确明显好于HDI的板子。

图8 实际焊接效果对比
3. 2 用alivh设计手机PCB
因为ALIVH的特性和制作工艺和一般的多层板不同，所以在手机上应用ALIVH技术设计PCB时，思路方法也和用HDI设计时不同，下面具体阐述一下设计用该技术设计的要点：
3. 2. 1 PCB板材选择及叠层设计
由前述可知，根据层间介质的不同，ALIVH板分标准的ALIVH板和ALIVH（G-type）板。ALIVH（G-type）板用玻璃环氧树脂代替了芳族聚酰胺（Aramid）不织布还氧树脂，成本较低，并且机械强度高，剥离强度高，防潮能力强，所以在设计手机PCB时，选择了ALIVH（G-type）板比较合适。
手机板根据复杂程度，一般分为6层板和8层板，厚度一般在0.6mm－1.0mm之间，图9就是一个8层ALIVH（G-type）手机板的叠层结构图。由图可知，各层间介质厚度为0.08mm，我们可以调整层间介质厚度来调整总的板厚，各层铜厚为0.5OZ，适合布线规格为线宽/线距0.1mm/0.1mm，如果要走线宽线距为0.07mm的走线的话，铜厚就要改为1/3OZ了。

图9 叠层结构
3. 2. 2 拼板设计
手机板外形都比较小，为了提高PCB生产效率和SMT贴片的方便，往往会采用拼板的方式，一般以2联拼板和4联拼板为主。ALIVH是无芯板的BUM，机械强度会比传统的多层板稍差一点，因此，在设计拼板时，尽量做到以下几点。（1）拼板的长度控制在150mm到200mm之间，宽度控制在100mm到150mm，长宽比尽量协调，不能做细长的拼板外形。（2）采用邮票孔的分板方式，不能用V-grooving的方式分板。(3)为了增加机械强度，在空白区域铺实铜（4）单元板之间的支撑部分尽量的宽，拼板外延支撑部分要由10mm以上
3. 2. 3 电气设计
手机产品因为量大，对价格比较敏感，所以用ALIVH制作手机PCB时，为了提高生产的良品率节约成本，设计会选择0.2mm孔径（最小孔径是0.15mm）的过孔，外盘是0.4mm。布线时，要注意过孔和过孔之间，过孔和走线之间的的最小间距是0.1mm，过孔到板边及非金属化孔的间距需要0.4mm以上。一个过孔可过的最大电流是300mA，在处理电源和地信号时一定要打多个过孔，以达到分流目的。
ALIVH板布线的最小线宽线距是0.075mm，在手机设计上我们用到的线宽线距是0.1mm。走线到板边、走线到非金属化孔的间距一定要大于0.4mm，走线到过孔和器件焊盘的最小间距是0.1mm。ALIVH板的铜厚比传统的多层板铜厚要薄，电源走线的损耗阻抗要比传统的多层板大，因此，电源走线一定要很宽，最好采用铺铜的方式处理，增大线宽以减少电流损耗。另外各层走线空余处应尽量铺大面积铜，通过地孔和地平面相连，以取得良好的屏蔽效果，并可增加板子的机械强度，防止板变形。
ALIVH板焊盘的表面处理工艺普遍使用也有两种，一是表面沉镍金处理，二是选择性OSP处理，在手机PCB设计这工艺都可以使用，其中第一种使用更加广泛一些。
3. 3 产品保存
PCB板受潮，器件贴片过炉时PCB中的水气可能突然蒸发，产生气泡，影响使用性能，甚至造成板子报废。ALIVH板比较容易受潮，虽然手机上用ALIVH（G-type）板，防潮能力要比标准的ALIVH板好，但还是要特别注意这点的。成品的ALIVH板，是要真空包装的，产品存放环境应该严格控制在温度30°C以下，湿度70%以内，保存时间不要超过3个月。如果板子从包装带拆分了，就要在5天内使用。在手机贴片生产时，板子在过炉之前要进行烘板处理，125°C下烘1到2小时。
1． 结论
手机发展的趋势是功能越来越强大，而手机的便携性特点也要求手机的越来越轻巧，手机的集成度复杂度将变的越来越高。随着越来越多细间距，高密度器件在手机上的应用，ALIVH凭借其设计上的优势，将被越来越广泛的使用。
参考文献：
【1】 Matsushita Electronic Components Co., Ltd. ALIVH.ALIVH(G-type) TECHNICAL GUIDE April 2003
田民波 林金堵 祝大同 高密度封装基板 清华大学出版社 2003年9月
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徐欣<|||>
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上海交通大学自动化系<|||>
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2005-5-13
HDI PCB近期发展趋势分析
2007-12-24
——
■杨宏强  上海美维科技有限公司
1、HDI PCB概述
HDI是High Density Interconnection的缩写，即“高密度互连”，它是二十世纪九十年代以来电子产品追求轻、薄、短、小而采取的高集成化设计，对印制板而言就是细线路、微小孔、薄介电层的高密度印制板。由于PCB在发展过程中有许多不同的技术开发与产品称谓，最后以HDI作为此类概念的泛称。
业界一般对HDI PCB的限定条件为：最小的线宽/间距在4mil/4mil及以下、最小的导通孔孔径在6mil及以下、含有盲/埋孔。
根据NT Information的统计，见表1，2005年度全球HDI PCB的产值为51.6亿美元，占当年全球PCB总产值424.3亿美元的12.2%；中国大陆2005年度HDI PCB的产值为11.6亿美元，占总产值100.6亿美元的11.5%，略低于全球平均水平，预计中国大陆2006年度HDI PCB的产值和该产值所占的比例都将有较大的提高。

备注：根据台湾工研院IEK、TPCA（2006/06）的统计数据，2005年中国大陆PCB总产值为92亿美元，HDI产值为12.5亿美元，比例为13.6%。
2、未来12-18个月HDI PCB发展趋势的调查统计数据
UP Media Group2006年10月-11月调查的数据表明（有效的调查者为北美244个PCB设计者、制造者和装配者，其中79.5%的调查者来自OEM，8.2%来自EMS，7.4%来自设计服务公司）：未来12-18个月，元件0201和嵌入无源电路将成为主流，无铅工艺将成为高Tg材料的主要推动力。此次调查主要集中在板材、Tg、线宽/间距、铜箔厚度、板层数、先进制造技术、表面处理工艺、组装元件最小尺寸8个方面，具体数据如下表所示。








从上面8个表可以看出：未来12-18个月的突出变化有（注：目前比例小于10%的暂不予考虑）：高性能材料的增多，高Tg（170℃-200℃）的增多，精细线路（线宽/间距为3mil/3mil）的增多，薄铜箔（厚度为1/4OZ和3/8OZ）的增多，高层数（12-24层）的增多，微孔（5mil及以下）和嵌入无源电路的增多，无铅热风整平和浸银的增多，元件0201的增多。与HDI PCB有密切关系的突出变化有：精细线路（线宽/间距为3mil/3mil）的增多，薄铜箔（厚度为1/4OZ和3/8OZ）的增多，微孔（5mil及以下）的增多，嵌入无源电路的增多，组装元件0201的增多，这些均体现了未来HDI PCB线路愈来愈细、愈来愈密，孔愈来愈小和愈来愈密，环保要求愈来愈高。
3、近期HDI PCB发展的技术趋势分析
预计HDI PCB技术发展的主线将围绕高密度化和绿色环保化（无铅化与无卤化）。高密度化的具体表现将为：
线路的精细化，线宽/间距将从目前主流的4mil/4mil过渡到将来的3mil/3mil、2mil/2mil孔径的微小化，孔径从目前主流的4mil过渡到将来的3mil、2mil阶数的多阶化，阶数从目前主流的1阶过渡到将来的2阶、3阶
下面将重点分析多阶化技术。目前绝大多数PCB公司生产HDI板的技术为传统的增层技术（目前生产最多的是1+N+1 HDI PCB，少部分公司已经实现批量生产2+N+2 HDI PCB，3+N+3 HDI PCB目前很少有公司实现批量生产，绝大多数公司还处在试验阶段），业界一般认为此种增层法只能量产1～5+N+1～5的HDI PCB，如果需要继续增层则要采取其他的增层技术。
其他的常见的增层技术有以下四种：ALIVH（AnyLayer Inner Via Hole，任意层内互连孔技术，此为日本松下的增层技术）、B2it（Buried Bump interconnection technology，预埋凸块互连技术, 此为日本东芝的增层技术）、FVSS（Free Via Stacked Up Structure，任意叠孔互连技术，此为日本揖斐电的增层技术），NMBI（Neo-Manhattan Bump Interconnection，新型立柱凸块互连技术，此为日本North Print的增层技术），具体制法如下表10所示：

注：◎：表示实现较容易，○：表示实现有一定的难度，△：表示实现难度较大
4、近期HDI PCB发展的市场趋势分析
HDI PCB主要用于手机、数码相机、数码摄像机、笔记本电脑、高端计算机、网络通讯等产品，其中手机为HDI PCB最大的应用领域。据统计，2005年全球HDI PCB产值的50%用于手机（目前市场上90%的手机底板采用HDI PCB）。由于手机为HDI PCB最大的应用领域，将重点分析国内手机市场的状况。
4.1国内手机的生产状况
表11是台湾工研院IEK（2006/04）预测的2006年～2007年国内手机年产量。

由上表可见，近年来国内的手机年产量将持续增加，预计HDI PCB的需求量也将持续增加。考虑到手机制造商（无论是外资还是本土手机制造商）在国外采购HDI PCB的成本和国内HDI PCB制造产能的增加和技术的进步和成熟，手机制造商国外采购HDI PCB的比率将来肯定会有所下降，国内HDI PCB的采购肯定将持续增加，这对HDI PCB业者而言无疑是有利的一面。
现在中国大陆这块PCB热土上的HDI PCB的制造商数量是愈来愈多，产能是愈来愈大。目前中国大陆批量生产HDI PCB的公司大多数为美资、日资、台资和港资企业，中资相对较少。规模较大的HDI PCB公司（包含刚性板和挠性板）有：美资的Multek和M-Flex等，奥地利的奥特斯，日资的揖斐电、希门凯、旗胜、日东电工、名幸和索尼凯美高等，台资的欣兴、华通、沪士、展华、雅新、嘉联益和敬鹏等，港资的建滔、美维和至卓飞高等，中资的汕头超声、深南电路和方正等。目前这些企业几乎都在增加产能或者提高其技术水平，这对想要扩大HDI PCB的市场份额和想要跨入HDI PCB的我国本土的PCB业者而言，竞争将更加激烈，压力将愈来愈大！可概括为：目前国内的HDI PCB的市场（机会）是巨大的，风险和压力同样也是巨大的。
4.2国内手机的销售状况
有两条信息值得我们关注：信息一：2007年2月26日，国家发改委对外宣布，将再发放4张手机生产牌照。这对本土的手机制造商而言，压力将更加巨大（一方面是国内手机产能过剩，另一方面手机制造商将更多，产能将更大）。政府态度的变化和市场竞争的进一步加剧，使得本土手机制造商进入了又一个变革的关口。
信息二：来自易观国际的2006年第四季度国内手机销量分析报告显示，第四季度国内手机销售总量达2334万部，季度增长率为1.79%。但从整个市场格局来看，本土手机制造商总体份额继续下滑，份额已滑至25%（同期诺基亚和摩托罗拉的市场份额均有所上升，两者销量总和达到国内手机市场总销量的57.7%）。
针对销售市场份额继续下滑的局面，本土手机制造商正在经历从低端机到中高端机再到智能手机的转型。TCL、创维、康佳、夏新等正进行或将进行战略调整，即将智能手机作为研究的重点。目前本土手机制造商的发展主要有两个方向：一是参与运营商的集中采购（如华为、中兴等）；另一是走高端特色化（如商务通、GPS、手写、触摸屏、微电脑等技术）。因此对于HDI PCB业者而言，如果将本土手机制造商作为主要客户，那么一方面要降低制造成本；另一方面要紧紧跟随手机制造商的发展战略，并给予积极配合以支持我国的民族产业，以使得企业持续发展、壮大。
新一代半导体IC封装的发展
作者 日期 2008-1-12 来源 华强电子世界网
21世纪初的电子信息产业发展重点，正在从计算机及其外围产品转移到通讯、数字式家电、网络化相关电子产品上。
支持电子信息产业发展的关键技术，是半导体装置、IC封装、安装技术。而这三项关键技术，都共同追求着以下几个发展目标:(1)高速化;(2)高功能化;(3)低消耗电力化;(4)微细、小型、轻量化;(5)上市时间短;(6)低价格化;(7)适应环境保护要求的绿色化。
电子产品在安装方面的发展
下面分6类重点电子产品阐述在安装技术、IC封装方面的发展趋向。
1.计算机及其外围产品
由于计算机高速、高功能发展的驱动，芯片的倒芯片安装(FC)，外部端子的PPGA或BGA已在计算机产品中得到普及。
2001年下半年间，Intel公司的"Northwood"，采用称为 PPGA的塑料封装PGA，并用倒芯片安装方式的MPU封装出台。再有，在Pentium4用的芯片模组850中，由原来金属线接合变更成FC接合的PBGA，存储封装已由与高速化所对应的微型BGA或存储CSP所替代。
2.数码摄像机、数码照相机
在数码摄像机(DVC)及数码照相机(DSC)的高功能、小型轻量化发展的推动下，半导体封装普遍采用CSP。
3.数字式移动电话
移动电话的安装技术、半导体封装技术都是围绕着小型、轻量、高功能、低功耗等方面所进行的。为了不断地推进小型化，由使用0.80mm端子节距的CSP渐渐地向着0.65mm甚至0.50mm节距的CSP方面转变。并且用于移动电话中的0.40mm节距的CSP以及0.30mm节距的 WLP(圆片级封装)等也正在积极开发研制之中。目前在新型移动电话中，有的已开始采用多个存储芯片平置一起或积层在一起的封装形式。
4.存储卡
利用存储卡的形式，添加数码照像机控制、指纹识别、GPS、TV调谐器、扫描等功能的技术开发，目前表现得非常活跃，使得新的超小型封装和裸芯安装技术等在此类产品中得到应用。
5.网络产品
网络技术的发展，使与FTTH(fiber to the home，光纤到户)相连通的光导纤维基板是不可缺少的，在基干类、边缘类、选取类中的高度光纤通信产品，今后会有大的市场需求。在防止外部信号的干扰方面，光纤芯中导入了只有数微米之内的光轴误差的多波长光。这样使得高度的光模块安装技术和实现高速动作IC 封装在这类产品中的重要作用更为突出。
6.汽车电子产品
ITC(高速交通控制系统)的产品在技术上的进步，也驱动了利用GaAs，InP等化合物半导体去达到高可靠性倒芯片安装技术、圆片积层技术、MCM技术的工艺进展。而车载用电子产品中，它的IC封装产品确保耐热、耐震动、耐噪音(杂波)，成为今后需要解决的重要课题。
IC封装技术的发展
与上述各类重点电子信息产品的发展中的新技术要求相对应的半导体IC封装的现状与发展趋向，有如下主要几个方面所述。
1.电子产品系统构装
在电子产品的系统构成上，目前有三种方式构成系统LSI。这三种方式是:将整个系统的功能完全集成在单一芯片上的SoC(System on Chip)、将整个系统的功能完全集成在一块基板上的SoB(System on Board)、将整个系统的功能完全集成在一个半导体封装中的SiP(System on Package)。它们的问世使安装技术中的圆片级(wafer level)、芯片级(chip level)、组件级(board level)、系统级(system level)的界限开始逐渐模糊、混沌。原来一些仅仅用于圆片级的技术，已经开始应用于封装和组件(基板)级之中。
2.半导体封装的发展方向
(1)封装外部端子节距的狭小化
引线型封装0.4mm端子节距的QFP已在移动电话中得到采用。目前在电子信息产品中所使用的半导体封装，是以0.65mm、0.50mm引脚节距的QFP和SOIC，以及0.80mm、0.65mm端子节距的FBGA/FLGA为主流的。0.5mm节距的FBGA/FLGA在有的电子整机产品中已开始正式使用。在面阵列封装方面，由于端子节距的减小和端子列数的增加，使安装面积有大的缩减(见图1)。
(2)封装的薄型化
在电子整机产品轻量化要求及基板附锡焊可靠性提高的前提下，推进半导体封装的薄型化是十分重要的。目前，所采用的FBGA和PCMCIA卡型的HDD(FLGA)，其厚度为0.5mm(搭载在基板后的高度)。用金柱状凸点法在挠性带状基板上安装0.35mm到0.13mm厚的CSP的高容量存储卡以及模块，也已经处于开发之中。采用可以通过电气、机械试验的薄型封装，进行积层在一起，这样可实现同一安装面积下的IC封装的更高存储容量化。
(3)复数芯片积层型封装的普及
自移动电话SRAM和Flash存储器的芯片积层搭载型CSP推出以来，在单一的封装内安装复数个IC芯片的安装技术令人注目。它的内部连接法，是从金属丝接合法到与倒芯片安装(FC)法的并用。在所叠合的芯片功能类别上，除了有存储功能芯片的复上叠合外，还有逻辑IC与存储芯片、逻辑IC与模拟IC、CCD/CMOS传感芯片与驱动IC等多种多样的组合。总之，采用芯片积层封装技术，是实现电子整机产品小型、高功能、高速化的重要途径。
(4)倒芯片安装封装的采用
近期，倒芯片内部接合技术的封装，在计算机上的使用实例不断增多。并且在通信用IC、图像处理IC上都得到较广泛的应用。倒芯片安装(FC)法是很适于这些整机产品的高速信号处理的要求。它还使用在了小型化、高频模拟要求的装置上。FC安装在封装各类型特点见表2所示。
目前FC安装的发展现状是:引脚在100个左右的存储装置或逻辑IC、无引线模块的高频装置等成为应用的主流。在今后，随着安装基板的电路微细化、低成本化的发展趋势之下，随着圆片的再配线及凸块加工费用的降低，以及安装成本的降低，WLP以及DCA安装的应用将会更广泛开展起来。
(5)圆片级封装、直接芯片安装
配置在芯片周边的阵列状凸块上的再配线，所形成的端子栓与焊球搭载成为圆片级封装(Wafer Level Package，WLP)，另外，未形成端子栓的芯片直接压合在PCB上进行的倒芯片搭载的直接芯片安装(Direct Chip Attach，DCA)，都在近期的安装技术发展中，得到重视。
(6)考虑环境要求的半导体封装
21世纪中，环保给电子产品以及半导体、电子部件带来一个新的发展课题。突出的问题是废弃的电子产品中铅的溶解引起酸性雨，对地下水的污染，侵入人体内危害人体的健康。使用的树脂等所用的含卤素物的溶解或燃烧对环境生态的危害等。因此对IC封装技术发展来讲，无铅焊剂的高溶点化，要求半导体部件、封装的耐热性保证条件的更加严格。这种无铅化和耐热性提高，是无铅产品实现实用化过程中亟待解决的课题。
PCB生产技术和发展趋势
1 推动PCB技术和生产技术的主要动力
集成电路（IC）等元件的集成度急速发展，迫使PCB向高密度化发展。从目前来看，PCB高密度化还跟不上IC集成度的发展。如表1所示
表1。
年     IC的线宽     PCB的线宽    比 例
1979     导线3μm     300 μm            1∶100
2000   ∽0、18μm     100∽30μm    1∶56o ∽1∶170
2010     ∽0、05μm  ∽10μm(HDI/BUM?)    1∶200
注：导通孔尺寸也随着导线精细化而减小，一般为导线宽度尺寸的3∽5 倍
组装技术进步也推动着PCB走向高密度化方向
表2
组装技术 通孔插装技术（THT） 表面安装技术（SMT） 芯片级封装（CSP）  系统封装
代表器件 DIP QFP→BGA μBGA 元件集成
代表器件
I/o数 16∽64 32∽304
121∽1600 >1000 ？
信号传输高频化和高速数字化，迫使PCB走上微小孔与埋/盲孔化，导线精细化，介质层均匀薄型化等，即高密度化发展和集成元件PCB发展。
特性阻抗空控制   RFI   EMI
世界主导经济—知识经济（信产业等）的迅速发展，决定做着PCB工业在21世纪中的发展读地位和慎重生产力。
世界主导经济━ 的发展
20世纪80年代━━━→90年代——→21世纪
←经济农业——→工业经济———→知识经济———→
美国是知识经济走在最前面的国家。所以在2000年占全球PCB市场销售
量的45%，左右着PCB工业的发展与市场。随着其他国家的掘起，特别是中国和亚洲国家的发展（中国科技产值比率占30∽40%，美国为70∽80%）美国的“超级”地位会削弱下去。
（3）中国将成为世界PCB产业的中心，2∽3年后，中国大陆的PCB产值由现在的11%上升20%以上。
2 PCB生产技术的主要进步与发展趋势。
自PCB诞生以来（1903年算起100年整），以组装技术进步和发展可把PCB工业已走上了三个阶段。而PCB生产技术的发展与进步一直围绕着“孔”、“线” 、“层” 、和“面”等而发展着。
2.1 PCB产品经过了三个发展和进阶段
2.1.1 导通孔插装技术（THT）用PCB产品
（1）主要特点：通孔起着电气互连和政治字支撑元件的作用
通孔尺寸受到限制，应≥Φ0.8mm。
原因—元件的引脚刚性要求
●自动插装要求
以多角形截面为主，提高刚性降低尺寸
.       （2）高密度化：通孔尺寸受到元件引脚尺寸限制，不能好象怀想风向换很小。
导线的L/S细小化，最小达到0.1mm，大多在0.2∽0.3mm。
增加层数，最多达到64层。但孔化，特别是电镀的困难。
2.1.2 表面安装技术（SMT）用PCB产品
主要特点：通孔仅起电气互连作用，即孔径可尽量小（保证电性能下）；PCB产品共面性能要求，即PCB板面翘曲度要小，焊盘表面共面性要好。
高密度化（主要）：
①导通孔经尺寸迅速走向微小化。
由φ0.8→φ0.5→φ0.3→φ0.2→φ0.15→φ0.10（mm）→加工方法由数控钻孔→激光钻孔。
②埋/盲孔的出现
不需要连接的层，不通过导通孔 不设隔离盘        提高布线自由度。
∟缩短导线或孔深┛
提高密度至少1/3。
改善电器性能。
盘内孔结构的诞生。由“狗骨”结构→盘内连接，节省连线，同样达到② 之
目的
板面平整度：PCB整体板面共面性程度，或翘曲度和板面上焊盘的共面性。
PCB翘曲度高了，由1%→0.7%→0.5%……元器件贴装要求。
焊（连接）盘共面性。
高密度化，焊盘上平面性的重要性越高。由HAL（或HASL）→OSP，化学Ni/Au，Ag,Sn等。
2.1.3 芯片级封装（CSP）用PCB产品
主要特点：HDI/BOM板→集成元件的HDI板
高密度化：孔，线，层，盘等全面走向高密度化                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       ①导通孔走向≤Φ150um。
②  导线的L/S≤80um。
介质层厚度≤80um。
焊直径盘≤Φ300um。
（3)板面平整度：板面不平整度（指高密度基板，如≤150×150mm2的尺寸）以μm计。
30μm→20μm→10μm→5μm。
⒉2   导通孔急速走向微小化和结构复杂化η
­（1）导通孔的作用电器互连和支撑元器件两个作用→仅电器互连作用。
（2）导通孔尺寸微小化
φ0.8→φ0.5→φ0.3→φ0.2→φ0.1→φ0.05→φ0.03（mm）
←—机械（数控）钻孔—→
| ←—激光成孔—→
导通孔结构复杂化。
全通孔→埋/盲孔/通孔→盘内孔，埋/盲孔→HDI/BUM→
导通孔微小化的加工方法
机械钻微小孔
（A）提高钻床主轴的转速n。   大孔→小孔时，
㈠孔壁切削速度V
ν1=2πR1 n1     ν2=2πR2n2.
㈡小孔转速n2 （得到同样生产率和同样质量孔的话）. n2.= n1R1/ R2.
㈢根本出路提高主轴转速6∽8万转/分→10∽12万转/分→16∽18万  　　　　　转/分→25万转/分。
（B）提高数控钻床的稳定性。
㈠整个主轴转动→夹钻头部分转动。↓m，降低动能1/2 mv2
18磅—→16盎司。
㈡台面移动：由丝杆传动（慢且磨损）→线性马达移动（特稳定）。
（C）改进微小钻头
㈠改进微小钻头组成：Ｃo和WC比例改变。↑韧性。
㈡减小WC的粒度，由２―３μm→０.２∽０.３μm→０.０5μm.→
(D)常规E—玻纤布基材→扁平(MS或LD)E--玻纤布基材.
㈠采用单丝排列原理形成的扁平E--玻纤布.
㈡共有均匀玻纤密度和树脂密度的介质层基材.
(E)降低孔壁粗造度:孔密度化和CAF等要求.
常规孔壁粗造度40∽50μm→20∽25μm→10∽15μm.→
激光钻孔技术.
激光成孔技术的出现
㈠机械钻孔面临挑战.
*钻孔能力≥φ100μm.  *生产率低
*成本高(特别是钻孔).
㈡激光波长与被吸收
*光波分布
*铜、玻纤布和树脂对波长的吸收.
㈢激光成孔类型.
* CO2激光成孔.     φ200μm→φ100μm→φ50μm→φ30μm→
* UV激光成孔       ←—CO2 激光成孔—★—UV激光成孔—→
* 混合激光成孔     ←——————混合激光成孔————→
（B）CO2激光成孔
㈠连接机械钻孔，φ100∽φ200μm孔为最佳加工范围。
㈡成孔原理：*波长为10.6μm  9.4μm  红外波长。
*热效率、烧蚀之、热加工
㈢优缺点：  *功率大、生产率高。
*易存残留物和引起下面连接盘分离，不能加工铜金属                        等
*光束直径大，适宜加工大孔径（φ100∽φ200μm）。
（C）UV激光成孔
㈠适于连接CO2激光成微孔（<φ100μm）
㈡成孔原理 *波长 355nm  266nm
*破坏结合键（金属键、公价键、离子键）冷加工。
㈢优缺点： *适宜于更小的微孔如<φ100μm的孔和任何PCB基材。
*不存任何残留物、可加工金属。
*对于>φ100μm孔，成本高，效率低
（D）CO2激光和UV激光的优缺点（表3所示）
表3
项   目 CO2激光成孔 UV激光成孔
蚀孔机理 热加工(烧蚀,需O2气) 冷加工(破坏结构键)
敷开窗口 是 不要
蚀孔功率 大 小
发射波长 长(10.6 、9.4μm) 短(0.355或0.266μm)
加工微小孔尺寸 大(Ф>80μm) 小(Ф<100μm)
加工厚径比 小C<0.5 大C∽1.0
加工铜箔 需氧化处理后的薄铜箔 是
加工玻纤布 扁平E—玻纤布 是
去钻污处理 是 可不要
生产率  孔径≥Ф100μm 高 低
孔径<Ф100μm 低 高
生产成本  孔径≥Ф100μm 低 高
孔径<Ф100μm 高 低
(E)混合激光成孔.充分发挥各自特长来加工.
㈠先由UV激光开”窗口”→CO2激光加工介质层,(RCC或扁平E—玻纤基材)
㈡”清道夫”作用(由UV激光清除残留外物或检修)
㈢提高孔位精度
㈣提高生产效率
(5)微小孔(含微盲孔)的孔金属化和电镀.
常规的孔金属化和直流电镀.
直接电镀.
脉冲电镀.
2.2 导体精细化技术与发展.
导体精细化是IC集成度化、组装高密度化和信息处理高速化的迫切要求.
2.3.1 导体精细化的发展趋势.
目前和今后导线的线宽/间距(L/S)发展趋势(μm为单位):
100/100→80/80→50/60→40/50→30/40→20/25→15/20→┄8/10.
2.3.2 导体精细化的实质是导体精细化的制作要求:
导体精细化内容是导线宽度微细化和导线宽度的精度(尺寸偏差)化两个方面.   其中导线宽度精度是核心问题,即在相同误差要求下,随着导线精细化发展,线宽的偏差绝对值越来越小,精度要求越来越高.如表所示
表4  标称线宽允许误差±20%时不同线宽的精度要求
标称线宽(μm) 合格线宽尺寸(μm) 偏差尺寸(μm) 最大偏差值(μm)
100 80∽120 ±20 △=40
80 64∽96 ±16 △=32
50 40∽60 ±10 △=20
30 24∽36 ±6 △=12
随着线宽尺寸偏差的减小(如±10%),精度化将提高.
2.3.3 导体精细化的制造技术
2.3.3.1薄铜箔或超薄铜箔层压板基材.
提高导线精度.
①↓侧蚀
②↑整个线宽均匀性
铜箔的薄型化将随导线精细化而发展.
导线精细化发展  100μm→80μm→50μm→30μm┄
铜箔厚度发展     18μm→12μm→9μm→5μm→┄
薄铜箔表面处理.
保存条件的重要性.
图形转移前表面处理:
机械檫板→磨板(Al2O3)→电化学或化学处理→免处理(双面已处理)铜箔.
2.3,3,2 图象转移技术.
光致抗蚀剂
干膜光致抗蚀剂
厚度大≥25μm
需载体膜，≥15μm，曝光时折射等
湿膜光致抗蚀剂
★厚度     8∽12μm。
无载体。但加工过程多
正性湿膜光致抗蚀剂
厚度可很薄。
可在常规光F操作。
成本高。
⑵照相底片曝光
点光源曝光，带来线宽的尺寸偏差。
威胁导线精度（光入射角的差别）。
光致抗蚀剂厚度与类型引起偏差。
平行光曝光。
能较好的解决问题。
投资昂贵，成本高
⑶显影
①显影均匀性，中心区域与四周边区域的均匀。
②显影干净无余胶（精细间隙）。
⑷蚀刻
常规蚀刻受到挑战。
蚀刻不均匀性—抗蚀剂厚度；区域效应；扩散层厚度。
摆动
真空蚀刻：
原理—防止布丁效应。
精度：精细线可达±2μm（限超薄铜箔）。
碱性蚀刻优于酸性蚀刻。
2.3.3.3激光直接成像（LDI）。
⑴激光直接成像的提出
照相底片成像技术受到严重挑战；特别是高密度HDI/BUM板或L/S≤80μmS
时。
导线的尺寸精度达不到要求（特别是Z0控制时）。
尺寸变化大。
层间对位度要求越来越小时。
简化了加工步骤。
消除了照相底片成像引起的各种缺陷。
缩短了生产周期，特别是多品种，少批量的产品。
降低了成本。
⑵激光直接成像的类型。
涂覆光致抗蚀剂的激光直接成像。
在制板上涂覆（湿膜或干膜）光致抗蚀剂。
要求低的感光能量（高光敏性材料）：如表5所示。
表5
光敏抗蚀剂类型 液态阻焊（油墨）膜 光致抗蚀膜（干膜） LDI光致抗蚀膜 →
感光能量 200∽250mj/cm2 80∽120 mj/cm2 8∽12 mj/cm2 →5∽6 mj/cm2
激光直接成像（UV光）。LDI设备从CAD或已存储的图形数据于在制板上扫描曝光成像。目前最快速度可达24”×24”/分钟。
（C）显影：相当于平行光得到的图像。
（D）蚀刻：最好采用真空蚀刻。
（E）去膜
涂锡层抗蚀剂的激光直接成像。
于在制板涂（镀）锡层。厚度为0.8∽1.2μm。
UV激光直接成（刻）像：蚀刻去锡层厚度，并继续蚀刻去3∽5μm 铜
厚度
碱性蚀刻。
退除Sn层。
直接于覆铜板上的激光直接成像。
UV激光直接成（刻）像。蚀刻去铜厚度到离底面铜3∽5μm停止。
控制（或快速）蚀刻铜，从蚀刻去余下铜厚度（3∽5μm），同时表面也会蚀刻去相应（或稍多）的铜厚度。
各种激光直接成像的比较。
表6
项目  光致抗蚀剂的LDI 化学镀薄锡的  直接在覆铜箔上的
负  性 正 性
抗蚀剂 高光敏性 高光敏性 非光敏镀锡层 不要求
激光光源 UV光源 红外激光 较高能量UV激光 高能量UV激光
蚀刻 要求 要求 碱性蚀刻 要求（快速控制）
退除 抗蚀剂 抗蚀剂 镀锡层 不要求
线宽精度 差 中等 中等 最好
加工步骤 多 多 多 少
成本 低 高 高 中等
2.4.  PCB多层化技术与发展。
2.4.1 PCB多层化现状与未来。
常规多层板→埋/盲孔多层埋→HDI/BUM板→集成元件多层板。
由于PCB不断扩大应用领域，可派生出各种各样特殊功能的多层板，如导热功能，高频特性，（微波等）等多层板和复合多层板
2.4.2 常规多层板。
开始出现于20世纪60年代，到了80年代，竟高达60多层。主要用于当时大型计算机的母（底）板上。目前还用于移动电讯总台上的背板。尺寸很大如610×1200（mm2），厚度4∽10mm层数为18∽24层，今后还会发展下去。
2.4.3 埋/盲孔（含盘内孔）多层板。
SMT的采用，诞生和推动了埋/盲和微小孔化多层板的发展。
多层板采用埋/盲孔结构将带来很多好处：提高了密度（>1/3）；缩小板的尺寸或层数；改善了电气性能和可靠性等。
一般采用多次钻孔，孔化电镀和层压等的顺序层压法来制造埋/盲孔多层板：其次是注意或采用填充埋孔问题（充值度应>75%）。
2.4.4 HDI/BUM板。
20世纪90年代初出现并发展起来的HDI/BUM板，现已成熟并量产化生产阶段。已占PCB总产值12.7%(2001年)。2006年约占40%之多。
⑴ 有芯板的HDI∕BUM——芯板上积层
以RCC来形成
①以MS布来形成
以AGSP方法来形成
以ALIVH方法来形成
⑵无芯板的HDI/BUM板―—目前有三种类型：
ALIVH技术（无需孔化、电镀）
B2It技术（无需钻孔、孔化、电镀）
PALAP（patterned prepreg lay up process）方法（热塑性属环保型）
特点：工艺过程缩短，但互连电阻大。非万能型的产品。
2.4.5 集成元件印制板
目前仅埋入无源元件，又称埋入无源元件印制板，或“埋入什么就称谓什么”。如埋入平面电容印制板……等。
⑴无源元件使用量急剧的增加。
⑵埋入无源元件的优点。
⑶集成无源元件PCB类型与结构。
2.4.6 多层板层间对位度
⑴层间对位度误差的来源。
底片方面
基板方面
定位方面
⑵层间对位度的改进
①消除底片带来的偏差
A玻璃底片
B激光直接成像
②减小基材引起的尺寸偏差
A解决基材内的残面应力和充分固化
B SPC统计，尺寸变化分档应用
CHJ 附加定位槽定来限制基材尺寸变化
③改进定位系统，光与机械定位相结合。
⑶层间电器互连
高厚径比（≥8:1）和微盲孔等应采用脉冲电镀
2.4.7 高频信号和高速数字化信号的传输用高密度多层板方面
应注意解决三个主要问题：
⑴特性阻抗值控制问题
除了材料介电常数外，应控制好介质层厚度、导线宽度和厚度。甚至阻焊厚度和镀Ni层厚度的影响。
⑵注意PCB在制板加工过程引起CAF问题。
除了材料会引起CAF问题，高密度化加工引起CAF将越来越严重。特别是孔—孔之间的CAF问题，钻孔的质量和粗糙度已经突出起来。
⑶走向集成元件多层板是下一步出路。
2.5 连接（焊）盘表面涂覆技术与发展
表面涂覆可分为非电气连接的阻焊膜涂覆和电气连接用涂覆两大类。前者属于表
面保护性涂覆。如起阻焊（防止导线之间、盘间和线盘之间搭焊）和三防（防潮、防腐蚀和防霉）为主的作用，后者属于连接盘上的可焊性（或粘结性）的表面涂覆，如焊盘铜表面防氧化，可焊性等的涂覆。下面内容仅限于后者。
2.5.1热风整平
HAL或HASL具有优良的可焊性，其组成（Sn/Pb=63/37）和厚度（5∽7μm→3∽5μm）可控，因而在可焊性焊盘上涂覆占有绝对地位（90%于是以上）。但是，由于THT走向SMT后，加上高密度化发展，特别是焊盘（垫）迅速走向精细化便受到了挑战，其占有率迅速下降下来，目前约占50%左右。
⑴HASL会形成龟背现象，威胁着焊接可靠性。因为熔融的焊料具有大的表面张力。
⑵薄的Sn/Pb层会形成不可焊层（≤2μm时，会形成Cu3Sn）。只有形成Cu6Sn5或Sn/Pb才是可焊性的
2.5.2有机可焊性保护剂（OSP）
⑴机理。新鲜Cu表面与烷基苯咪唑（ABI）络合成0.3∽0.5um厚度的牢固化合物，并具有很高的热分解温度（≥300℃）。
⑵工艺流程（略）
⑶优缺点
优点：很好的薄而平的平整度；工艺简便、易于操作与维护、且环境友好；成本低廉。
缺点：容易损伤；多次可焊性差；存储周期较短
2.5.3 化学镀钯
化学镀上0.3~0.6μm的Pd层，其优点：
⑴高温焊接稳定性好。不与焊料接触时，，可经过多次焊接温度。
⑵在焊接时，焊料中熔解度仅为金的1/65。同时，熔入焊料中的Pd不与焊料作用而漂浮在焊料表面上而保护焊料。而金会熔入焊料中形成脆性的AuSn4合金，影响焊接可靠性。
⑶起着阻档层作用。
2.5.4  镀覆Ni/Au层
PCB连接盘（垫）涂覆Ni/Au层功用有三种类型
2.5.4.1 插件板插接部位镀Ni/Au（金手指）
一般采用电镀Ni/Au。属耐磨硬金。
⑴先电镀5∽7μm（现为3∽5μm）Ni层。再镀上1.5∽3μm现为0.1 ∽1.3μm的 硬         金
⑵特点 ①Ni层为阻挡层（隔离开Cu与Au），
②Au层为电气互连外，具有耐磨特性，属硬金和低应力之特点。
2.5.4.2高温焊接用焊盘上的Ni/ Au。
目前大多采用化学镀Ni/沉Au（EN/IG）。
⑴化学镀Ni层为3∽6μm厚度，沉Au厚度为0.O5∽0.15μm（目前大多数为0.02∽0.05μm）。
⑵特点：①Ni除作阻档层外，还用来与焊料起焊接作用；
Au层仅起保护Ni层表面不氧化作用。焊接时Au会熔入焊料中，并会形成脆性的AuSn4化合物，应控制Au含量，Au在焊点中超过3%重量会影响焊点可靠性
2.5.4.3 金属丝搭接（Wire bonding）用焊盘上镀Ni/Au
⑴镀Ni层3∽5μm厚度，镀Au层0.5∽2.0μm厚度。
⑵金属丝（金丝或 Al丝）搭接（WB）是在Au层上形成焊接的。
2.5.5 化学镀银
少量Au和Sn可形成低共熔点化合物：即重量比Ag/Sn=3.5/96.5,熔化温度为221℃，所以化学镀Ag有利于无Pb焊接。
⑴化学镀≥0.13μm（目前大多数为0.05μm）Aɡ厚度，既能很好保护铜表面，又具有好的可靠性。
⑵化学镀Ag溶液中加入添加剂，使沉积Ag层中也含有1∽3%的添加剂，可防止氧化和离子迁移问题。
⑶避免与硫（或硫化物，会发黑），与卤素（或卤化物，会发黄）接触。
⑷从速处理（少与空气接触）用无硫纸包装。
2.5.6 化学镀锡
Sn与Cu可形成低共熔点化合物，即重量比Uc/Sn=0.8/99.2,熔点为227°C化学镀锡有利于无铅焊接。
⑴化学镀锡前焊盘上经过新的调整剂处理
清洁Cu表面
使Cu表面形成能量均匀的等级，从而可形成同质而致密的镀Su层，为Sn厚度≥0.85μm,可大大延缓Cu3Sn、Cu6Sn等IMC和SnOx（SnO、SnO2）的形成过程，可以多次通过高温焊接（<3次）。
⑵ 加入有机添加剂，使Sn析出为颗粒状结构而非树枝状结构，消除“锡丝”的 隐
患
⑶ 工艺较简单，易于维护，成本较低。
2.5.7  电镀Ni/Pd/Au层。
又可称为“万能”镀层
⑴镀层厚度要求Ni层为3∽6μm,Pd为0.3∽0.8μm,Au为0.08∽0.20μm。
⑵既可用于焊接，又可用于搭接（WB）等。
2.6 CCL（覆铜板）材料技术与发展。
随着PCB高密度化高性能化的发展，CCL也相应朝着高性能化的发展。
2.6.1 向高Tg材料发展  130°C→150°C→170°C→200°C→220°C→250°C
⑴抗焊接温度F变形能力。
①表面安装技术要求。
②无铅化焊接温度还得提高30°C∽50°C
⑵工作温度提高，要求提高耐热性。
①高密度化发展，单位体积（面积）发热量↑
②高功率化发展，单位面积功率增加了（或电流量增加了）。
2.6.2   向低CTE材料发展。高Tg大多拌有低CTE，但概念与含义不同。
高密度化要求低CTE化  12∽14ppm→10∽12ppm→8∽10ppm→6∽8ppm
⑴低CTE意味着低焊接应力，↑可靠性
⑵高密度化要求
①对位度（层间）
②焊点面积缩小，粘结力减小，要求热机残留应力减小。
2.6.2 介电常数材料多样化发展。
⑴低介电常数  5.0→4.0→3.5→3.0→2.6→2.2→……→1.15.
用于高频化信号和高速数字化信号的传输。
⑵中介电常数  10∽100
用于特种场合，如Gps（汽车、士兵、等…）
⑶高介电常数  >100∽1000以上。（已有2000产品了）。
用于埋入电容上，今后数量会大量增加。
2.6.3 耐CAF或耐离子迁移之。
产生CAF是两大方面：（一）CCL本身；（二）CCL的加工，随着PCB高密度化，
这个问题越来越突出了，（孔与孔，线与线…）
⑴基材方法改进：
新型结构玻纤布，常规E-玻纤布→开纤布→扁平布
耐CAF，弱←—————→强
提高树脂浸润性
减小树脂中的离子含量HHˉ4 和Clˉ为主
⑵CCL加工方面。
①改进钻孔质量：粗糙度由50μm→30μm→20μm→
②改进去钻污条件与方法：重量损失控制在 0.2∽0.3mg/cm2
或金相剖析来确定。
2.6.4 介质层厚度均匀性和表面平整度。
⑴介质层厚度均匀性
①介质层厚度尺寸均匀性，尺寸（厚度）偏差要小。±10%→±5%→
②介质层内部结构（厚度）均匀性即增强材料和树脂分布均匀性，
常规玻纤布→开纤布→扁平布。
⑵介质层表面平整度。
常规E—玻纤布会造成“结点”和“空格子”现象，充填树脂固化后会形成不平的表面，影响精细导线的生产与制造。
2.6.6  特种CCL材料
⑴高导热性CCL材料
①金属基CCL材料：铜；铝；殷钢；钼板；炭素板等。
②在介质中加入导热性绝缘材料，正在开发中。
⑵平面无源元件用CCL材料
①平面电容用CCL材料
②平面电阻用CCL材料
③平面电感用CCL材料（很少应用）
2.6.7 扁平（MS）E—玻纤布材料。
⑴扁平E—玻纤布结构与特点。
①结构
②特点
项     目 常规E—玻纤布材料 开纤布材料 扁平布材料
介质层内部均匀性     差——————————————————————好
图 形 隆 起     大——————————————————————小
树 脂 裂 纹     可能————————————————————不会
激光加工性     差——————————————————————好
尺寸稳定性     差——————————————————————好
积层
项    目 RCC材料 常规E—玻纤布材料 扁平布材料
介质层内部均匀性 好 差 好
图 形 隆 起 大 中 小
树 脂 裂 纹 可能 不多 不会
激光加工性 好 可用 优
尺寸稳定性 差 好 优
积层层数 1—2层 中 多
⑵扁平E—玻纤布的优点。
适用于微小化孔的加工。
机械加工。
激光加工
精细导线的加工。
表面有好的平整度。
好的精细导线陡直度。
增加表面积层层数。
消除了图形隆起（printed through）形成平滑的表面.
易于控制积层的介质层厚度，改进了Z0 控制范围，抬高了电气性能。
④改善了耐CAF性能
CAF的成因。CAF的形成是指在电场作用下跨越绝缘介质材料而迁移的导电性金属盐类的电化学迁移行为。即：
有金属盐类存在；
有潮湿/蒸汽压存在；
绝缘介质材料有缺陷；
施加电场（电压/偏压）。
CAF可发生在孔与孔 孔与线 线与线 层与层等等之间，但最常见的是在孔与孔之间发生CAF问题。
⑶CCL材料方面的改进
采用新型玻纤布（MS布或扁平布）。改善树脂与玻纤布（丝）间均匀分布与树脂的渗透，从而增加树脂与玻纤布间结合力和减少树脂与玻纤布间的残留应力。同时可改善钻孔质量（如减低孔壁粗糙度等），改进CCL平整度（铜箔与树脂间均匀结合）。
提高树脂对玻纤布的浸润性。选用低表面张力的偶联剂（硅烷类）来提高浸润性。
减少树脂中的离子含量。多种离子会促进铜离子迁移作用，CCL中会存在Cl+和NH4+等。Cl+ 来自树脂中固化剂，NH4+来自树脂合成时残留的水解Cl.
降低基材吸水率。
⑶PCB在制板加工的改。
改进钻孔质量。改进钻孔掺数，消除或减少撕裂现象，并使粗糙度从40μm上下减少到20μm以下。
改进去钻污条件和方法。保证去污的重量损失在0.2∽0.3μm/cm2之间，易于清洗并形成干净的孔壁。
改进清洗方法。随着高密度化发展线条间隙减小和精细化，清洁困难。应采用去离子水清洗和离子污染度测试。
采用新型玻纤布的CCL和半固化片。当介质层越来越薄时，应采用均匀分布的介质层。
专家分析：手机PCB线距发展趋势
（时间:2007-7-30 共有 446 人次浏览） [信息来源:SMT网]
PCB与下游终端需求息息相关，技术发展趋势乃因应下游主流产品趋势而开发进展。手机用电路板(简称手机板)是组装手机零组件之前的基板，主要功用在于电气连接及承载组件，以发挥整体零组件的功能。手机PCB随手机设计发展而配合发展，相较于IC的高主动性，PCB在手机各组件中被动配合性质较显著。另一方面，虽然PCB制程繁复，但制造商仍在逐年减价的成本压力下生存。综观手机PCB发展，细线化与HDI制程是技术瓶颈与关键，成本是决定PCB发展驱动力。
观察手机朝向轻薄化、小型化、高频高速、多功能化等特性发展，手机PCB为配合需求而大量采用HDI技术，目前90%以上手机采用HDI设计。手机如果继续朝薄或小发展，则线距(Line width)必需不断缩小，图1为2004~2010年手机线路变化趋势。

图1 TAB / COF数量变化趋势
手机PCB对应手机发展，因应Mass production及High-end机种分别对应不同技术等级PCB产品，在此分为Mass production与High两类PCB讨论，并列出”Limit”作参考，代表目前最高技术等级，但并非量产品所用。
在PCB所有特性中，Line width是最重要的技术指标，由图中看出，Line width逐年下降，2007年Mass production约在100μm等级，而High-end手机约在75μm技术等级，差距颇大，对应Mass production及High-end机种，两者间差距约为25μm，但由于手机细线化影响，两者差距有逐渐减小趋势。Mass production指一般市面常见且数量分布最广的手机所用的PCB，High-end指整合功能最多或较强大、单价较高属于技术等级较高的手机所用的PCB。
台湾主板产业现况
（时间:2007-11-8 共有 499 人次浏览） [信息来源:互联网]
主板(MB)以印刷电路板(PCB)承载各种电子零组件如：CPU、芯片组(chipset)、内存、主被动组件，并外接各种外围装置，控制计算机的内部运算、输出入、扩充，使计算机发挥最佳效能，为计算机中重要的组件。主板其应用市场主在个人桌面计算机(DT)，余如：工业计算机(IPC)、工作站(WS)、销售点系统(POS)、博奕机等亦为应用市场所在。桌面计算机主板以出货型式可分为：整机(full system)、空机(barebone)、单板，并以单板为大宗。主板厂业务型态可分为：受委托代工(OEM/ODM)出货予品牌计算机系统厂，及经营自有品牌(brand)出货至通路市场售予自行组装计算机(clone)之消费者。
主板制造流程为先行表面黏着(进料检验→备料→发料→整料→锡膏印刷→插件装着→回焊→收板→电测总检)，再进行插件作业(插件→锡焊→锡面剪稞零件面检视→锡面检视→上螺丝/电池/BIOS→功能测试→PCBA加工→包装→入库)。主板厂商在原物料取得上对成熟之印刷电路板及被动组件等零组件议价空间大，但对CPU议价能力较弱。主板支持之CPU主要就是 Intel及AMD，芯片组则以 Intel、VIA、nVidia、SiS占多数。主板厂商针对不同CPU与芯片组设计其规格，出货时通常不含CPU与内存。
代工为主之主板厂商经营上着重经济规模，以增加出货量、提高市占率、拉高营收成长为目的。其目标客户为能给予大订单之国际计算机品牌大厂或系统组装厂商，而取得大单之先决条件即为：低廉的生产成本、稳定的产能、全球运筹管理的能力。厂商会将公司资源多数配置在提升生产技术以及与计算机大厂维持关系上。自有品牌主板业者之客户锁定在零售市场的消费大众，消费者购买的决定因子即为品牌形象与产品定位，因此业者强调产品设计之差异化、研发之时效性与创新性等。业者之经营着重于产品创新、产品差异、品牌营销，以追求营收增加、提升毛利为目的。
2007年先进PCB行业研究报告
报告摘要
本报告所研究的先进PCB（印刷线路板）主要指手机板、光电板等非传统型PCB，只研究硬板，不牵涉软板。大陆和台湾是全球PCB最主要的生产基地，两地的PCB产值占了全球PCB产值的40%以上。
2006年全球各地区PCB产值分布

日本以IC载板、柔性板等高端产品为主，韩国以IC载板、内存模块、手机板为主。台湾近些年IC载板成长迅速，南亚已经超过IBIDEN成为全球第一，IC载板整体产值目前已经超过韩国。台湾也是全球最大的手机板产地，全球占有率超过60%。大陆则有1200多家PCB企业，但是大部分都是从事技术含量低的单面板、多层板，下游产品通常是电脑主板、低档消费类电子产品。北美只只保留了少数军事、航天领域的PCB企业，欧洲则逐渐萎缩，欧洲对环保要求严格，工人不愿意加班，毫无竞争力可言，未来全面退出PCB领域，或全部转移到大陆生产。
传统PCB领域门槛低，竞争激烈，厂家都纷纷寻找新的利润点，呈现几大方向：
方向之一是IC载板，IC载板是资本密集型投资，其横跨半导体封装产业和PCB产业，厂家要具备两个领域的技术。门槛最高，也是利润最高的领域。最顶级的PCB厂家都对IC载板青睐有加，这之中包括全球第一大PCB企业的IBIDEN，全球第二大PCB企业新光电气。台湾第一大PCB企业南亚电路板，台湾第二大PCB企业欣兴。
方向之二是特殊领域，这些领域包括手机板、光电板、笔记本电脑PCB板、内存模块板等领域。手机板领域，台湾是全球最大的手机板供应地区，全球超过65%的手机板出自台湾厂家。
2007年全球主要手机PCB板厂家市场占有率预测

光电板领域，水平电镀设备昂贵，且光电板要求层间对准精度更高，电镀更平整，因此虽然是4-6层板，但是却具备比较高的进入门槛。台湾厂家健鼎和楠梓电是此领域的两巨头，后起之秀则是定颖和志超，统盟和金像电也有所斩获，统盟的垂直电镀技术突破值得一提。笔记本电脑PCB领域，瀚宇博德和金像电两家占据60%以上市场，华通、健鼎、佳鼎和祥裕也有部分市场，尤其华通，试图在此领域取得更多的市场空间。内存模块领域，虽然同样都是PCB板，但内存条PCB板所需的电测、成型等设备皆有专属的机台，不能泛用于其他PCB用板的生产，这部分就需要专有的投资。同时，内存模块利润低，要赚钱必须有足够的规模。此领域主要有健鼎、SIMMTECH、大德电机、韩国电路和欣强科技投资的诠脑电子。韩国是内存基地，韩国企业也是内存模块PCB基地。不过台湾的健鼎也有独到之处，目前处于全球第二，三星和奇梦达都是其客户。
方向之三是朝EMS厂家方向发展。PCB厂家和EMS厂家最关键的地方都是成本控制这些厂家通常是做LCD-TV、DVD、PDP-TV线路板，后来干脆组装这些产品。如雅新，而日本的名幸电子也有此意，北美最大的PCB厂家惠亚集团也自称是EMS厂家。