未来覆铜板技术发展趋势的探讨_下_(精)

2019-04-01 21:49

覆铜板资讯2011No. 1(接上期) 2. HDI 发展对覆铜板技术进步的推动 2.1HDI 多层板技术的特点

20世纪90年代初,世界PCB 业出现了新一代的高密度互连印制电路板。因为HDI 多层板在工艺上多采用积层的工艺法制造导通孔、

电路层与绝缘层,因此又称为它为“积层法多层板”(Build —Up Multiplayer ,简称为BUM )。积层法多层板是最早一代HDI 多层板开发的典型成果。到现在为止,仍然是HDI 多层板制造工艺中的主流。HDI 多层板已经历了十几年的发展历程,但它在技术上仍充满着朝气蓬勃的活力,在市场上仍有着广阔的发展空间。

HDI 多层板的出现,对传统PCB 技术及其基板材料技术是一个严峻挑战,同时也改变着CCL 产品结构、研发思路、发展方向。它作为当今CCL 技术创新的主要“源动力”之一,引领当今CCL 技术发展的方向。

研究HDI 多层板近二十年的技术发展,它有着创新性、多样化、时效性、与材料技术进步关系密切等特点。

HDI 多层板技术有着创新性的特点。在一个产业领域中的技术飞跃,只有在该产业的市场大背景发生重大变化,以及在本行业中的技术开发思想表现异常非常活跃的情

况下,才得以发生。信息电子产品的薄、轻、小型化、高功能化、高速化的快速发展,“激活”了新一代PCB —HDI 多层板的创新思想。它打破了传统多层板在开发思维、产品形式、工艺方法、设备及材料运用等各种束缚,创造了崭新的设计思想、

产品组成结构。HDI 多层板工艺法具有多样化的特点。它一方面继承、发展了原有PCB 的一些技术,另一方面又借鉴了其他领域的先进技术,特别是借鉴了半导体集成电路许多技术。它在产品结构上有着区别于常规多层板的三大突出特

征,即“微孔、细线、薄层化”。其中“微孔”是它的结构特点中核心与灵魂(因此,现又将这类HDI 多层板称作为“微孔板”)。围绕着实现“微孔”,而在不断创造出多样结构的HDI 多层板。HDI 多层板的工艺法至今仍有十几种工艺法在并存。应用领域面广的客观事实,造就了HDI 多层板各工艺法对应于各种应用领域、各自形成产业链的下游厂家产品,各自发展所对应的整机产品的市场。HDI 多层板的新工艺法,至今仍在不断推陈出新,推动着HDI 多层板用新型基板材料的不断涌现。

HDI 多层板技术有着很强的实用性、时效性。这种新型PCB 技术之所以能够很快地“立住脚、普及快”,其中一个重要原因就是它具有很好的生产性。在“产品特性—生产

对未来覆铜板技术发展趋势的探讨(下) 中国电子材料行业协会经济技术管理部祝大同 摘 要

电子安装、印制电路板、覆铜板的高性价比是驱动世界覆铜板技术发展的三个重要驱动力。本文从此三方面加以阐述、分析,探讨未来世界覆铜板技术的发展趋势。关键词

覆铜板印制电路板电子安装技术发展 覆铜板印制板技术

性—成本性”三者要求上达到了很好的统一。HDI 多层板应用中,有相当大比例的市场是携带型电子产品。因此,

在HDI 多层板上即使是运用了很高水平的技术,也必须脱离不了追求其低成本性。

HDI 多层板对材料依赖性强。它与基板材料在技术上的发展,总是相辅相成、共同并进的。无论是各种HDI 多层板工艺法、结构形式的问世,还是它的品质、水平的提升,无不与它所用的基板材料在技术上的支持密切相关。甚至有时,它的基板材料技术进步起到了十分关键的推动重要作用。2. 2HDI 多层板技术发展对高性能基板材料技术推进的影响

HDI 多层板技术发展的特点,对它所用的高性能覆铜板技术发展带来很大的影响。它主要表现在以下几方面:(1)驱动覆铜板性能的均衡化发展

纵观HDI 多层板的发展历史,总是把那些在基板材料性能均衡化方面表现不佳的产品形式或品种淘汰出局(或者逐渐淡出市场)。这种“大浪淘沙”的态势,在HDI 多层板配套的基板材料上也是同样表现突出。例如,环氧—玻纤布基覆铜板及其半固化片,在HDI 多层板创立初期,

被拒之HDI 多层板用基板材料的“门外”(因它不适宜CO 2激光微孔加工性、 不适应HDI 多层板薄型化的需求等 。经过业界多年的对这种基板材料在性能上的改进,同时它原有的低成本性、生产工艺性好、改性自由度大等优势,使得高性能、薄型化的环氧-玻纤布基基板材料又成为了当前HDI 多层板用基板材料发展的主流品种。

追求CCL 性能的均衡性是CCL 开发中的“永恒主题”。它在不同的发展时期有不同的内容和要求。世间事物的发展总是在打破原有的平衡,去创造一个新平衡的过程。每次创造了一个比较完美的新平衡,实际上就

是技术上的一个进步。这一道理同样适于在CCL 技术发展的规律。 CCL 产品的特性均衡性,体现在产品标准所规定的主要基本性能、加工应用性能与成本性能三者所必须达到的完美均衡。它们是主要实现均衡性的三个不可缺少的“支撑点”。而达到优异的加工应用性能,是产品工艺性开发技术的更深层次的表现。近年来,在世界CCL 开发技术组成中,比以往更加注重对加工应用性能的

研究。因此随之出现了许多对基板材料进行应用特性的模拟测试的方法与标准,出现了许多此方面的理论研究成果等。

达到CCL 产品特性均衡性的内涵,还包括要达到它的低成本性。一个新开发的CCL 产品如果没有优异的成本性,也不可能在市场竞争中立足与发展。

在实现HDI 多层板用CCL 产品均衡化中,围绕着不同应用领域、不同性能需求的侧面,开发出了多种多样的HDI 多层板用基板材料,促进了CCL 多样化的快速发展。(2)驱动覆铜板的薄型化发展

HDI 多层板不断追求薄型化,使得薄型刚性基板材料的开发、应用,成为了近些年的一大热门课题。由于安装技术、IC 封装制造技术、

HDI 多层板工艺技术仍在不断地向前推进,因此基板材料薄型化的开发,不同于过去有些基板材料品种可形成短期“热点”那样,它的技术开发和应用的“热点”,预测在今后将要持续多年。

CCL 薄型化的提出与发展,主要得利于HDI 多层板。HDI 多层板的发展始终有三大技术作为支撑和推动:

“微孔、细线、薄层”。它的高密度互连的实现,主要就是通过从基板的面方向和厚度方向上缩小尺寸。基板面方向上外形尺寸的缩小,主要靠的是采用“微孔”、“细线”,而它的厚度方向上尺寸的减小(变薄),主要依赖于薄型基板材料(即“薄层”)来实现。从HDI 多层板加工工艺方

面讲,HDI 多层板采用薄型基板材料主要出于两个具体原因:其一,为满足整机产品的“薄、轻、小”的发展,需要多层板的板厚度要做得更薄、更高密度的配线;其二,HDI 多层板的微孔加工越来越多的采用了CO 2激光钻孔方式。而为了这种钻孔方式的加工性提高,更需要薄型基板材料作配合。由此薄型化基板材料与HDI 多层板“同生存、同发展”,具有旺盛的“生命力”,有着它未来的新制造技术发展的空间。

尽管预计未来在基板材料越来越薄厚度的开发上是会遇到极限的,但是应该认识到,薄型基板材料的研发并非因此而终止,而相反的是它的开发道路仍是很长、期待解决的新课题仍有很多。这是因为,此类基板材料的先进技术不仅仅只体现在它的厚度做得相当极薄上,更重要的是还表现在诸项性能上的进一步提高,以及它在不同应用领域中有不同性能要求还需进一步的去实现。

当前,薄型基板材料主要有三大应用市场:携带型电子产品应用市场,IC 封装基板应用市场以及替代部分原有挠性覆铜板的市场。整机电子产品的厚度薄形化、轻量化的发展,使得HDI 多层板的厚度向着更加薄层的方向发展。2006年携带型电子产品(例如移动电话、

数码相机等)等出现了较为突出的对基板薄型化的需求。当时它们所用的积层法多层板内芯层,已开始采用了60μm厚的有玻纤布补强的半固化片。到了2007年以后,用于IC 封装基板(采用积层法多层板)的积层法层及内芯层的半固化片(有玻纤布补强)已采用了厚度在40μm以下的品种。在携带型电子产品市场需求下,此时期内基板材料生产厂家在基板材料薄型化技术开发工作获得很大的进展。发展PCB 及其基板材料的薄型化的实际意义在于,一方面是为了适应薄型电子终端产品、IC 封装的需求,另一方面也是为了刚性基板在与多层挠性PCB 在市场竞争上取得更大的优势。

大功率LED 散热基板技术与市场在近年得到迅速的发展,这也给刚性薄型化有机树脂类基板材料提供了一个未来广阔的新应用市场。当前,LED 散热基板采用有机树脂类高导热性基板材料,在不断追求其散热基板高导热性、低热阻性过程中,散热基板绝缘层选用更薄的基板材料,将是一个很有效的实现途径。薄型基板材料(特别是薄型环氧-玻纤布基板材料)在个别特性上,不仅与一般同类型的基板材料在性能上有很大的差异,同时由于它的应用领域的各异,对其性能的要求及其侧重面也有所不同。因此开发刚性基板材料的薄型化新技术,首先要搞清此点,区分差异,不同应用领域一一对应地进行。


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