手機板技術(shù)發(fā)展趨勢.doc

手機板技術(shù)發(fā)展趨勢 PCB（Printed Circuit Board；印刷電路板）是提供電子零組件在安裝與互連時的主要支撐體，其依照電路設(shè)計，將連接電路零件之電氣布線繪制成布線圖形，并利用機械加工、表面處理等方式，在絕緣體上使電氣導(dǎo)體重現(xiàn)。由于電路板質(zhì)量良窳將直接影響手機的可靠度，因此是手機上不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)零件。隨著手機功能的增加，手機的電路設(shè)計復(fù)雜度亦隨之增加，加上消費者對手機輕薄短小需求日增，也使得電路板的設(shè)計朝向如何在單位面積中布更多的線路，以達到搭載更多組件的目的。因此，隨著手機輕薄短小的需求，PCB技術(shù)層次不斷精進，臺灣手機板技術(shù)的發(fā)展歷程如(圖一)所示，從早期一次成型全板貫穿的互連做法開始，發(fā)展至應(yīng)用局部層間內(nèi)通的埋孔及外層相連之盲孔技術(shù)制造的盲埋孔板，一直到利用非機械成孔方式制造的高密度互連基板（HDI），手機板的線寬線距亦由早期的6/6（mils/mils）進步到目前HDI板的3/32/2（mils/mils）。(圖一)手機版技術(shù)發(fā)展趨勢資料來源：工研院經(jīng)資中心ITIS計劃 HDI技術(shù)簡介HDI電路板定義HDI電路板的定義是指孔徑在6mil以下，孔環(huán)之環(huán)徑（Hole Pad）在0.25mm以下者的微導(dǎo)孔（Microvia），接點密度在130點平方吋以上，布線密度于117吋平方吋以上，其線寬間距為3mil/3mil以下的印刷電路板者。一般來說以HDI電路板有以下幾項優(yōu)點：1.可降低PCB成本：當(dāng)PCB的密度增加超過八層板后，以HDI來制造，其成本將較傳統(tǒng)復(fù)雜的壓合制程來得低。2.增加線路密度：傳統(tǒng)電路板與零件的互連，必須經(jīng)由QFP四周所引出的線路與通孔導(dǎo)體作為連接的方式（扇入及扇出方式），因此這些線路需要占據(jù)一些空間。而微孔技術(shù)可以將互連所需的布線藏到下一層去，其不同層次間焊墊與引線的銜接，則以墊內(nèi)的盲孔直接連通，無須以扇入及扇出式布線。因此外層板面上可放置一些焊墊（如mini-BGA或CSP之小型球焊）以承接較多的零件，可增加電路板的密度。目前許多高功能小型無線電話的手機板，便是使用此種新式堆棧與布線法。3.有利于先進構(gòu)裝技術(shù)的使用：一般傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)因焊墊大?。ㄍ祝┘皺C械鉆孔的問題，并不能滿足新世代細線路的小型零件需求。而利用微孔技術(shù)的制程進步，設(shè)計者可以將最新的高密度IC構(gòu)裝技術(shù)，如矩陣構(gòu)裝（Array package）、CSP及DCA（Direct Chip Attach）等設(shè)計到系統(tǒng)中。4.擁有更佳的電性能及訊號正確性：利用微孔互連除可以減少訊號的反射及線路間的串訊干擾，并使電路板線路的設(shè)計可以增加更多空間外，由于微孔的物理結(jié)構(gòu)性質(zhì)是孔洞小且短，所以可減少電感及電容的效應(yīng)，也可減少訊號傳送時的交換噪聲。5.可靠度較佳：微孔因有較薄的厚度及1：1的縱橫比，在訊號傳遞時的可靠度比一般的通孔來得高。6.可改善熱性質(zhì)：HDI板的絕緣介電材料有較高的玻璃轉(zhuǎn)換溫度（Tg），因此有較佳的熱性質(zhì)。7.可改善射頻干擾/電磁波干擾/靜電釋放（RFI/EMI/ESD）：微孔技術(shù)可以讓電路板設(shè)計者縮短接地層與訊號層的距離，以減少射頻干擾及電磁波干擾；另一方面可以增加接地線的數(shù)目，避免電路中零件因靜電聚集造成瞬間放電，而發(fā)生損壞。8.增加設(shè)計效率：微孔技術(shù)可以讓線路安排在內(nèi)層，使線路設(shè)計者有較多的設(shè)計空間，因此在線路設(shè)計的效率可以更高。增層法（Build-Up）介紹為因應(yīng)電路板上組件密度增加、細線布局不斷增密、層板間互連密度增大，增層法（Build Up）的技術(shù)發(fā)展迅速，目前已成為制造HDI結(jié)構(gòu)的超薄多層線路板及載板，不可或缺的重要技術(shù)。所謂增層法就是利用傳統(tǒng)多層板逐次壓合的觀念，在以雙層或四層板為基礎(chǔ)的核心基板的板外，逐次增加絕緣層及導(dǎo)體層，在絕緣層上制造導(dǎo)體線路，并以非機械成孔之微孔做為增層間的互連，而在部分層次間連通的盲孔（Blind Hole）與埋孔（Buried Hole），可省下通孔在板面上的占用空間，使有限的外層面積可盡量用以布線和焊接零件。一般來說，增層法制程與傳統(tǒng)印刷電路板制程主要差異，是傳統(tǒng)印刷電路板使用 Prepreg為材料，將已制作線路之雙面板，依需求層數(shù)，迭合對位一次壓合而成多層結(jié)構(gòu)的電路基板；而增層法是在既定的基板上，一層一層個別制作而達到多層結(jié)構(gòu)的功能，因此，Build-Up基板的功能特性，與增層前基板材質(zhì)的特性息息相關(guān)。制程上，增層板制程的分類包括了絕緣的材料、微孔制作的方式及金屬化制程。在絕緣材料方面，有液態(tài)、膜狀及與其它材料結(jié)合之薄膜。微孔成孔方法主要有影像成孔、雷射鉆孔、干或濕式蝕刻等。在金屬化制程方面則有全加成法、半加成法、減成法及導(dǎo)電膠。目前臺灣HDI手機板的制作主要以利用背膠銅箔（RCC）加上雷射鉆孔的方式為主。以背膠銅箔材質(zhì)的制程為例：一開始以制作好的雙層板或多層板為核心基材，在將背膠銅箔壓合在基板之前，一般會有預(yù)先處理的程序，來增進背膠銅箔與基板間的表面附著力。當(dāng)背膠銅箔被固定在基板上后，隨著對銅箔的不同處理而有多樣的制造程序。我們可以利用蝕刻的方式將銅箔層的厚度減少到35m，或者完全去除銅箔層，直接以雷射鉆孔、無電鍍銅、除膠渣、全板鍍銅、完成整個表面線路的導(dǎo)線連接，或直接在厚銅上制造銅窗、以雷射法或電漿法成孔、無電鍍銅、全板鍍銅等方式，完成整個表面線路的導(dǎo)線連接，并重復(fù)以上程序來增加層板數(shù)。通常我們在核心基板的兩側(cè)以對稱的方式增層，以防止電路板變形及扭曲，只有特殊的情況下才會在基板的單側(cè)做不對稱的增層。(圖二)為各式增層法的比較。(圖二)各式增層材料制程比較手機用HDI板發(fā)展趨勢通常在一支70g左右的手機產(chǎn)品中，電池重約20g，外殼重約15g，印刷電路板（已安裝組件）重約15g，三者分別約占產(chǎn)品總重的30、20和20。在手機朝向輕量化發(fā)展的趨勢下，預(yù)計透過電路板薄型化與采用高集成化LSI減少安裝面積，可再降低3g重量。而在電路板薄型化的部分即是使用高密度電路布線的HDI電路板，以降低板的層數(shù)達到薄型化的目標(biāo)。手機用HDI板為支持產(chǎn)品設(shè)計端的發(fā)展，追求單位面積更高密度是未來不斷發(fā)展的方向。如(表一)所示，目前手機產(chǎn)品大約已有7580使用到HDI電路板，主要為141結(jié)構(gòu)的六層板，2003年起手機用HDI電路板將朝242結(jié)構(gòu)的八層板發(fā)展，線寬距則為60/60m。 臺灣手機板市場發(fā)展現(xiàn)況臺灣PCB手機板產(chǎn)業(yè)自1999年起開始蓬勃發(fā)展，HDI板更是于2000年大幅成長，比重由原本15不到，快速成長至60；由于2000年HDI板供不應(yīng)求價格因而上漲，臺灣PCB廠商紛紛大幅擴充設(shè)備增加產(chǎn)能，孰料2001年全球手機需求量迅速飽和，手機板需求量在手機庫存甚多情況下甚至下滑，因此雖然HDI板迅速成為手機板的主流，HDI板價格降幅卻高達25以上，使許多臺灣PCB廠商未蒙其利，便蒙其害損失不小。根據(jù)工研院經(jīng)資中心統(tǒng)計，2001年臺灣PCB手機板產(chǎn)值約為142.8億新臺幣，較2000年178億衰退25；手機板產(chǎn)量約為1.25億片，亦較2000年的1.3億片微幅減少3.8；2001年手機板產(chǎn)量以華通的4200萬片最多，而臺灣手機板占營收比重最高的公司，依次是耀華、楠梓電、欣興。保守估計臺灣目前手機板產(chǎn)能超過1.8億片年，根據(jù)IEK預(yù)估，2002年臺灣PCB全年手機板產(chǎn)量在手機市場景氣逐漸回春、及全球手機庫存減少帶動下，可望達到1.6億片，然而在供過于求的情況下，手機板價格回升的可能性仍不大。臺灣手機板自2002年第二季起開始明顯回春，雖然全球手機需求并未明顯成長，然而在手機庫存消化后，手機板需求已逐漸增加。手機板大廠耀華、楠梓電2002年上半年均已轉(zhuǎn)虧為盈，擺脫2001年虧損的窘境；華通雖然整體營收仍衰退而導(dǎo)致虧損，但在手機板上卻大有斬獲，2002年上半年手機板出貨量高達 2,500 萬片，除積極爭取既有手機客戶的 PCB 訂單，在拓展新客戶如華寶、新力（Sony）、易利信（Ericsson）等手機廠方面也漸具成效，已確定接獲BENQ及SonyEricsson等手機廠的訂單，并從七月起交