印制電路技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)ppt課件

1、第19章 印制電路技術(shù)現(xiàn)狀與開(kāi)展趨勢(shì)現(xiàn)代印制電路原理和工藝 印制電路技術(shù)現(xiàn)狀與開(kāi)展趨勢(shì) PCB技術(shù)開(kāi)展進(jìn)程 1印制電路工業(yè)現(xiàn)狀與特點(diǎn) 2推進(jìn)現(xiàn)代印制電路技術(shù)開(kāi)展的主要要素 3PCB業(yè)未來(lái)幾年的開(kāi)展預(yù)測(cè) 4印制電路板制造技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì) 519.1 PCB技術(shù)開(kāi)展進(jìn)程 自PCB誕生以來(lái)，PCB不斷處于迅速開(kāi)展之中，特別是80年代家電產(chǎn)品的出現(xiàn)和90年代信息產(chǎn)業(yè)崛起，極大地推進(jìn)了PCB在其產(chǎn)品(種類與構(gòu)造)，產(chǎn)量和產(chǎn)值上的急速開(kāi)展，并構(gòu)成了以PCB工業(yè)為龍頭，促進(jìn)了與之相關(guān)的工業(yè)(如資料、化學(xué)品、設(shè)備與儀器等)迅速提高，這種相輔相成的開(kāi)展與提高，以前所未有的前提高伐，大大加速了整個(gè)PCB工業(yè)的提高與

2、開(kāi)展。自PCB誕生以來(lái)到如今，PCB已走了三個(gè)階段 (一)通孔插裝技術(shù)(THT)用PCB階段或用于以DIP(Dual in-1ine Package)器件為代表的PCB階段。它閱歷了40多年，可追溯到40年代出現(xiàn)PCB直到80年代末(實(shí)踐上，通孔插裝技術(shù)在目前和今后還會(huì)以不同程度存在或運(yùn)用著，但在PCB領(lǐng)域中或組裝技術(shù)上已不是主導(dǎo)位置)。這一階段的主要特點(diǎn)是鍍(導(dǎo))通孔起著電氣互連和支撐元件引腿的雙重作用。由于元件引腿尺寸已確定，所以提高PCB密度主要是以減小導(dǎo)線寬度間距為特征。(二)外表安裝技術(shù)(SMT)用PCB階段，或用于QFP(Quad flat package)和走向BGA(Ballg

3、rid Array)器件為代表的PCB階段。自進(jìn)入90年代以來(lái)到90年代中、后期，PCB企業(yè)已相繼完成了由通孔插裝技術(shù)用PCB走向外表安裝技術(shù)用PCB的技術(shù)改造，并進(jìn)入全盛的消費(fèi)時(shí)期。這個(gè)階段的主要特征是鍍(導(dǎo))通孔僅起著電氣互連作用，因此，提高PCB密度主要是盡量減小鍍(導(dǎo))通孔直徑尺寸和采用埋盲孔構(gòu)造為主要途徑。(三)芯片級(jí)封裝(CSP)用PCB階段，或用于以SCMBGA與MCMBGA為代表的MCML及其母板。這一階段的典型產(chǎn)品是新一代的積層式多層板(BUM)為代表，其主要特征是從線寬/間距(0.1mm)、孔徑( 0.1mm)到介質(zhì)厚度(0.1mm)等全方位地進(jìn)一步減小尺寸，使PCB到達(dá)更

4、高的互連密度，來(lái)滿足CSP(ChipScale Package)的要求。BUM(Buildup Multilayer板自90年代初萌芽以來(lái)，目前已進(jìn)入可消費(fèi)階段。雖然如今的BUM產(chǎn)品產(chǎn)值占PCB總產(chǎn)值的比率還很小。但是它將具有最大生命力和最有開(kāi)展出路的新一代PCB產(chǎn)品，這新一代PCB產(chǎn)品將會(huì)像SMT用PCB一樣，必將迅速推進(jìn)與之相關(guān)的工業(yè)開(kāi)展與提高!19.2 印制電路工業(yè)現(xiàn)狀與特點(diǎn)19.2.1 全球PCB銷售概略自從90年代以來(lái)，從總的情勢(shì)看，全世界PCB工業(yè)開(kāi)展是好的，而且是迅速的。今后依然持樂(lè)觀態(tài)度。由于電子工業(yè)依然會(huì)繼續(xù)而迅速開(kāi)展下去。作為電子工業(yè)的三大支柱之一的PCB產(chǎn)品，理所當(dāng)然地會(huì)

5、得到相應(yīng)的開(kāi)展。從近幾年來(lái)對(duì)PCB工業(yè)產(chǎn)值的統(tǒng)計(jì)和今后開(kāi)展的預(yù)測(cè)(見(jiàn)表191)可看到PCB工業(yè)的現(xiàn)狀和未來(lái)。1995年1996年1997年1998年2000年2006年$270.1億元$291.9億元$320.3億元$341.2億元$380億元$580億元19.2.2 世界PCB產(chǎn)品市場(chǎng)特點(diǎn) (1)外表安裝技術(shù)用PCB(或SMB)已處于成熟和全盛的量化消費(fèi)時(shí)期，并進(jìn)展著猛烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。但是，由于電子元件已由QFP向BGA迅速轉(zhuǎn)移和提高，因此，外表安裝印制板(SMB)將朝著更高密度(微小孔徑、精細(xì)節(jié)距和埋盲孔、焊盤(pán)中設(shè)置導(dǎo)通孔等)方向開(kāi)展。 (2)多層板和高性能板(含金屬芯印制板等)的產(chǎn)量和產(chǎn)值

6、將比其它類型的印制板以更大速度開(kāi)展著，其中多層板的產(chǎn)值(或銷售額)已占PCB總產(chǎn)值的50左右，多層板層數(shù)將由46層為主向更高層數(shù)(如610層等)為主開(kāi)展著。各種類型PCB(單面、雙面、多層)產(chǎn)品還會(huì)共存下去，并以不同程度(速率)繼續(xù)開(kāi)展著，但是它們之間的比率將會(huì)不斷改動(dòng)著，多層板和高性能印制板所占的比率會(huì)越來(lái)越大，高性能印制板將處于更顯著位置而開(kāi)展起來(lái)。撓性印制扳和剛撓性印制板將會(huì)遭到PCB業(yè)界普遍注重而迅速提高著。 (3)新一代的PCB產(chǎn)品HDI的積層多層極(BUM)，已由萌芽期進(jìn)入開(kāi)展期。主要用于CSP(Chipscale package)或FC(flipchip)封裝的BUM板(含B2i

7、t和ALIVH等)等產(chǎn)品已處于不斷開(kāi)發(fā)和完善之中。并開(kāi)場(chǎng)走上了量化消費(fèi)階段。 (4)集團(tuán)式或兼并“風(fēng)將會(huì)在全球范圍內(nèi)風(fēng)行起來(lái)，以加強(qiáng)新品開(kāi)發(fā)才干和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，大多采取添加投資擴(kuò)產(chǎn)或提高自動(dòng)化程度，改善管理體系(CIMS等措施)或者收買公司或公司合并，或建立PCB與相關(guān)工業(yè)的配套消費(fèi)體系等集團(tuán)或大型企業(yè)。提高PCB產(chǎn)量，質(zhì)量和降低本錢，同時(shí)添加新品開(kāi)發(fā)投入和力量，搶占市場(chǎng)，順應(yīng)電子產(chǎn)品加速更新?lián)Q代特點(diǎn)，從而全面提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才干和減小市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn)! (5)通訊(含電信)設(shè)備和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品用PCB的產(chǎn)值達(dá)60左右。信息時(shí)代或進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)年代依然離不開(kāi)以通訊設(shè)備(含電信等)和計(jì)算機(jī)為根底的電子工

8、業(yè)。因此，在今后很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，通訊(含電信)設(shè)備和計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品依然是構(gòu)成電子工業(yè)的主體和熱點(diǎn)，所以通訊設(shè)備和計(jì)算機(jī)等用的PCB依然是PCB產(chǎn)品市場(chǎng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。 (6)結(jié)合設(shè)計(jì)或可制造性設(shè)計(jì)(即可消費(fèi)性、可檢測(cè)性、可靠性和可維修性等)將受世界的注重。采用由PCB產(chǎn)品的用戶(或設(shè)計(jì)者)、消費(fèi)者和組裝者等組成結(jié)合小組進(jìn)展的設(shè)計(jì)，將可到達(dá)更好的科學(xué)性，提高產(chǎn)品的可靠性，縮短周期、節(jié)省本錢等諸多方面獲得益處。 (7)科技要素作用及其所占比例將越來(lái)越多 當(dāng)今的PCB產(chǎn)品已進(jìn)入“一代設(shè)備、一代產(chǎn)品的時(shí)代，或者說(shuō)是“七分設(shè)備，三分技術(shù)的時(shí)代。大家很清楚，當(dāng)今的PCB工業(yè)是大量資本密集型行業(yè)。一個(gè)月產(chǎn)一萬(wàn)平米

9、的PCB廠所需投資至少要1500萬(wàn)美圓。目前，PCB工業(yè)面臨的問(wèn)題是訓(xùn)練有素的技術(shù)人員，加上PCB技術(shù)的急速開(kāi)展，因此人員的培訓(xùn)和提高對(duì)PCB產(chǎn)品消費(fèi)質(zhì)量和開(kāi)發(fā)已占重要位置。這些要素綜合起來(lái)的本質(zhì)是科技提高要素在起作用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)闡明，每個(gè)勞動(dòng)力在不同科技條件下勞動(dòng)發(fā)明的價(jià)值差別很大，如表182所示，從中可以看出科技提高的突出作用。從全世界看，本世紀(jì)初，工業(yè)興隆國(guó)家的國(guó)民消費(fèi)總增長(zhǎng)，科技要素提高作用所占的比重為520，到了60年代為50，而到了80年代以來(lái)，科技提高要素所占的比例那么上升到6080。自50年代以來(lái)，由于科技提高的差別，使南北國(guó)家經(jīng)濟(jì)的差別越來(lái)越大，或者說(shuō)，窮國(guó)和富國(guó)差別不斷擴(kuò)展的

10、根本緣由。勞動(dòng)方式手工勞動(dòng)操作機(jī)械化勞動(dòng)操作高科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造價(jià)值（元/年）一千幾千元一萬(wàn)幾萬(wàn)元十萬(wàn)幾十萬(wàn)元比例110100192 每個(gè)勞動(dòng)者在不同科技條件下發(fā)明的價(jià)值 所以我們?cè)赑CB消費(fèi)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，要充分注重科技提高(或科技要素)的作用。PCB產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是個(gè)“公開(kāi)的競(jìng)爭(zhēng)，而科技要素卻是“隱蔽的競(jìng)爭(zhēng)。因此，PCB企業(yè)(或集團(tuán))要加強(qiáng)科技資金的投入，建立相應(yīng)的科技提高中心等，加速有關(guān)技術(shù)和新品的開(kāi)發(fā)研討和運(yùn)用研討。只需掌握和具備高、新和先進(jìn)的科技要素，才干制造出質(zhì)量可靠而可賣的先進(jìn)產(chǎn)品，只需這樣，使PCB產(chǎn)品的制造永遠(yuǎn)處于良性循環(huán)和不斷創(chuàng)新的形狀下，才干占領(lǐng)市場(chǎng)和參與競(jìng)爭(zhēng)。18.3推進(jìn)現(xiàn)代印

11、制電路技術(shù)開(kāi)展的主要要素推進(jìn)PCB工業(yè)開(kāi)展是人類社會(huì)整體科學(xué)技術(shù)提高的結(jié)果，但是其主要的直接要素是集成電路(IC)集成度的繼續(xù)急速提高、電子電路組裝技術(shù)的提高和電子信號(hào)傳輸?shù)母哳l化與高速數(shù)字化的開(kāi)展結(jié)果。19.3.1 集成電路高集成度化1 IC器件集成度的提高自1984年以來(lái)，IC器件集成度有著驚人的提高。以DRAM器件為例示于表18-3中。從表18-1中可看出，從1984年到1993年，IC集成度提高了255倍，而1997年日本的NEC實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了容量為4GB的器件，其集成度比1993年提高了近15倍，比1984年提高了約4000倍。全世界1999年IC器件產(chǎn)值為1500億美圓，而2000年

12、的IC器件產(chǎn)值到達(dá)3000億美圓，2000年比1999年，IC器件產(chǎn)值添加l倍。這些數(shù)字意味著IC器件的高密度化技術(shù)、產(chǎn)量和產(chǎn)值都得到迅速的開(kāi)展。 表19-3 DRAM技術(shù)的提高 總之，20世紀(jì)90年代的LSI工藝開(kāi)展依然按照摩爾定律所提示的開(kāi)展速度增長(zhǎng)著，即每三年器件尺寸減少23，芯片面積添加1.5倍和芯片中集成晶體管數(shù)目添加4倍。這十年來(lái)，其精微細(xì)加工技術(shù)已由80年代的0.6m提高到0.18 m的程度，并進(jìn)入了量產(chǎn)階段，研討成果甚至到達(dá)了0.15m(1998年)和0.13m(1999年)以及0.10m(2000年)的程度。這些成果給人類、世界軍事、經(jīng)濟(jì)和民生等各個(gè)方面帶來(lái)了翻天覆地的變化，

13、今后仍將繼續(xù)開(kāi)展下去。可以預(yù)言，2l世紀(jì)的集成電路將會(huì)沖破精微工藝技術(shù)和物理要素等方面的限制，繼續(xù)以高速度向著高頻、插入高速、高集成度、低功耗和低本錢等方向邁進(jìn)。2 IC器件的I/O數(shù)的添加由于IC器件集成度的迅速提高必然帶來(lái)傳輸信號(hào)I/O數(shù)的添加。近幾年來(lái)IC器件I/O數(shù)的開(kāi)展現(xiàn)于圖18-1中。大家知道插裝的器件其I/O數(shù)大多在100個(gè)以內(nèi)，采用外表安裝技術(shù)的QFP器件使其I/O數(shù)上升到100500之間。要進(jìn)一步提高QFP的I/O數(shù)，由于節(jié)距太小，其缺點(diǎn)和本錢已無(wú)法接受。而B(niǎo)GA器件安裝，由于檢測(cè)和返修的困難，因此在1996年以前，IC器件的I/O數(shù)大多停留在500個(gè)以下。自1996年由于B

14、GA安裝技術(shù)的處理，器件的I/O數(shù)迅速上升，1997年器件I/O數(shù)已達(dá)1500個(gè)以上并已市場(chǎng)化了，這闡明器件的I/O數(shù)的提高比圖18-1中估計(jì)得還要快。圖181 器件I/O數(shù)的開(kāi)展但是，PCB導(dǎo)線寬度的減少速度還是落后于IC中線寬的減少速度，如18-4所示。從表19-4中可以看出PCB的L/S(線寬/間距)開(kāi)展的趨勢(shì)。PCB的L/S還得加速減少化，以便與IC線寬減少相匹配。因此，PCB的L/S減少化還是任重道遠(yuǎn)的。表194 PCB的L/S縮小化年代上世紀(jì)70年代上世紀(jì)90年代2010年IC線寬（經(jīng)）3m0.18m0.10.005mPCB線寬300m100m2510m差距100倍560倍2502

15、00倍19.3.2 安裝技術(shù)的提高 隨著IC器件集成度化的提高，安裝技術(shù)曾經(jīng)由插裝技術(shù)(DIP或THT)走到外表安裝技術(shù)(SMT)上來(lái)了。目前和今后勢(shì)將走向芯片級(jí)封裝(CSP或SMT)技術(shù)，其中心問(wèn)題是高密度化。各種元器件的集成化提高程度及其安裝技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)或方向如圖19-2的(A)和(B)所示。組裝技術(shù)的提高如表19-5所示。組裝類型通孔插裝技（THT）表面安裝技術(shù)（SMT）芯片級(jí)封裝（CSP）面積比較（組裝面積/芯片面積）80：17.8：1 1000圖192 電路組裝技術(shù)的開(kāi)展自80年代中期出現(xiàn)SMT以來(lái)，雖遭到人們的注重，但進(jìn)入90年代以來(lái)才真正得到了開(kāi)展，特別是1993年以來(lái)，SMT

16、趨于成熟，用于外表安裝的元器件和SMB已在全世界范圍內(nèi)得到迅速推行和廣泛運(yùn)用。如1993年美國(guó)所消費(fèi)的PCB(雙面、多層)已100為SMB(實(shí)踐上是THT和SMT的混裝技術(shù))。近幾年來(lái)，經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)用，比較、挑選和開(kāi)展的提高，SMT己相對(duì)集中于QFP和BGA技術(shù)上，其構(gòu)造示于圖19-3中。圖193 QFP和BGA組裝表示圖1 QFP技術(shù)從1997年來(lái)看，QFP技術(shù)已在SMT中占主導(dǎo)位置。有人估算，1997年QFP技術(shù)占90左右，BGA技術(shù)占10左右。但由于IC器件集成度的提高或IC器件封裝技術(shù)的提高，使IC器件I0數(shù)迅速提高(1997年，BGA器件的I0數(shù)己超越1500個(gè)并商品化了)，精細(xì)節(jié)距減

17、小，如0.635mm一0.50mm一0.40mm一0.3mm的要求，QFP技術(shù)便遭到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，其缺點(diǎn)或失效率，本錢和消費(fèi)管理等明顯添加，可靠性便成問(wèn)題(見(jiàn)圖18-4)。因此有人主張：QFP技術(shù)順應(yīng)范圍500個(gè)I/O數(shù)，或精細(xì)節(jié)距0.50mm(或0.3mm)，而對(duì)于更多的I/O數(shù)和更小的節(jié)距是不能勝任的，或者說(shuō)由于缺點(diǎn)返修，可靠性和本錢與管理等方面也是人們難于接受的。因此，自1997年以后，QFP元件在SMT中的比例越來(lái)越少了，特別是I/O數(shù)目大的器件或需小面積安裝的器件，采用BGA構(gòu)造越來(lái)越多了。BGA構(gòu)造是目前和今后電子銜接中最有出路和根本的方法之一。2 BGA技術(shù) 有點(diǎn)像接力賽跑那樣，

18、BGA正是為了銜接QFP技術(shù)而開(kāi)展起來(lái)并推進(jìn)安裝技術(shù)繼續(xù)提高。因此，BGA技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是處理添加I0數(shù)和精細(xì)節(jié)距帶來(lái)的本錢與可靠性問(wèn)題。同時(shí)，其最大益處還在于可采用目前SMT常規(guī)設(shè)備和方法來(lái)消費(fèi)并能保證質(zhì)量和消費(fèi)率，特別是檢測(cè)技術(shù)(如采用斷層剖面式X射線技術(shù)等)的處理，使BGA技術(shù)得到了迅速的推行和運(yùn)用，目前正處方興未艾之勢(shì)，極大地推進(jìn)著安裝技術(shù)以及印制板與IC器件的開(kāi)展?，F(xiàn)實(shí)證明從1998年起，BGA器件和BGA技術(shù)將會(huì)迅速添加其比重，到2000年已成為安裝技術(shù)的主流。由于 (1)BGA技術(shù)能順應(yīng)更高I/O數(shù)器件開(kāi)展的要求。特別是在大面積尺寸的器件上，在一樣節(jié)距下，BGA的I/O數(shù)比起QF

19、P的I/O數(shù)要高得多。表19-6列出了各種安裝技術(shù)I/O數(shù)的比較情況。 節(jié)距（密爾）QFP之I/O數(shù)BGA之I/O數(shù)BGA/QFP1003264250642564251249617.752015615219.7516196240412.2510312608419.5表196 封裝尺寸為0.8英寸2時(shí)，QFP和BGA的I/O數(shù)比較(2)BGA技術(shù)比起QFP技術(shù)可添加I/O數(shù)和節(jié)距。表19-7列出PQFP和CQFP與BGA(含PBGA，TBGA等)的比較情況。很明顯，采用BGA技術(shù)可獲得更大的節(jié)距和添加I/O數(shù)，從而有利于降低本錢和消費(fèi)管理以及更高的可靠性。類型PQFPCQFPBGA基（殼）體材料

20、塑料陶瓷陶瓷、塑料基（殼）體尺寸12mm30mm20mm40mm12mm44mm節(jié)距0.3mm、0.4mm、0.5mm0.4mm、0.5mm1.27mm、1.50mmI/O80370144376721089表197 QFP和BGA技術(shù)比較(3)BGA技術(shù)具有更低的缺點(diǎn)失效率。與QFP技術(shù)比較起來(lái)，BGA具有明顯低的缺點(diǎn)失效率(見(jiàn)表198和圖19-5)，因此有更好的可靠性，并可降低本錢。類型QFPBGA節(jié)距0.5mm0.4mm0.3mm1.27mm工業(yè)生產(chǎn)200ppm600ppmSepeculative0.5ppm-3ppmIBM生產(chǎn)75ppm600ppmN/A0.5ppm-3ppmIBM AP

21、D Lab 10ppm 25ppm 30ppm 1ppm表198 QFP和BGA缺點(diǎn)失效率比較(4)BGA技術(shù)具有更小的封裝尺寸。普通可減少到4倍以上，如表199所示。 節(jié)距（密爾）QFP封裝（平方英寸）BGA封裝（平方英寸）1007.5001.800503.7500.900251.8750.450201.5000.360161.2000.288100.7500.180表199 I0數(shù)300的QFP與BGA封裝尺寸比較(5)BGA技術(shù)不僅適用于SMT上，而且也順應(yīng)于CSP(或CMT)上。也就是說(shuō)，BGA技術(shù)不僅適用于目前封裝的BGA器件上，而且也適宜于MCM和FC(倒裝芯片或裸芯片安裝)上(如

22、圖195所示)。 (6)BGA技術(shù)可以充分利用現(xiàn)有安裝技術(shù)安裝。同時(shí)，比起QFP技術(shù)來(lái)說(shuō)，不僅不會(huì)添加其難度，而且更易于掌握，并具有更高的消費(fèi)率。這也是90年代中期以來(lái)BGA技術(shù)能得到迅速推行和運(yùn)用的重要緣由。3 MCM、CSP和3D組裝技術(shù)(1). MCM技術(shù)的開(kāi)展與提高由于多芯片模塊(MCM)的出現(xiàn)、開(kāi)展和提高，推進(jìn)了微組裝技術(shù)開(kāi)展。由于信號(hào)傳輸高頻化和高速數(shù)字化的要求以及裸芯片封裝的需求，因此要求有比起SMT組裝密度更高的基板和母板(參見(jiàn)圖19-6所示)。圖196 三級(jí)基板或PCB (1)MCM現(xiàn)狀與未來(lái) MCM(multichip module)是從混合集成電路(HIC)開(kāi)展起來(lái)的一種

23、高級(jí)混合集成電路。這是指在一塊高密度互連多層基板上集成組裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上的裸芯片(IC)和其他微型分立元件，并經(jīng)封裝后構(gòu)成的高密度微電子組件。這樣的封裝堅(jiān)持著HIC(hybrid integrated circuit)的一些特點(diǎn)，把一切元件都集成在一個(gè)平面(X-Y)上，故稱為二維MCM(2-DMCM)。2-DMCM的出現(xiàn)，明顯地改善了封裝對(duì)微電子技術(shù)的限制，比起HIC有如下優(yōu)點(diǎn)：(一)具有更高的組裝密度和更優(yōu)良的電氣性能；(二)具有更大的集成規(guī)模(尺寸)；(三)從功能看，MCM是一種具有部件的系統(tǒng)或子系統(tǒng)，甚至是系統(tǒng)功能的高級(jí)混合集成組件；(四)從外形上看，MCM比HIC(hybrid IC

24、)有更多的I0引腳數(shù)目。 但是隨著微電子技術(shù)的提高，芯片集成度迅速提高，對(duì)封裝要求更為嚴(yán)厲，2DMCM已不能滿足要求，其缺陷已暴顯露來(lái)。如計(jì)算機(jī)中的CPU的時(shí)鐘頻率已達(dá)500MHz，而高端微處置器的時(shí)鐘頻率已達(dá)數(shù)千兆赫。這樣的信號(hào)傳送頻率，即使在真空中以光速傳輸，每個(gè)時(shí)鐘周期的傳輸間隔只需10厘米左右。在這種情況下，傳輸線呵斥信號(hào)延遲將占用時(shí)鐘周期中很大比例，同時(shí)傳輸線的特性阻抗等要素呵斥信號(hào)失真，這兩方面都會(huì)使封裝后芯片的性能變壞，甚至到達(dá)不得不降低芯片性能來(lái)順應(yīng)封裝的地步。但是要進(jìn)一步提高2-DMCM組裝密度已非常困難，由于2-DMCM的封裝效率已到達(dá)其組裝實(shí)際密度的85，為了改動(dòng)這種情況

25、，三維的MCM便被提出來(lái)了。(2)MCM基板 正由于MCM的優(yōu)點(diǎn)很多，所以MCM得到了很大的開(kāi)展。MCM制造技術(shù)主要包括五個(gè)方面：設(shè)計(jì)和測(cè)試技術(shù)；確認(rèn)良品芯片KGD(known good die)；HDI工(高密度互連)基板；組裝技術(shù)和封裝外殼。但關(guān)鍵是確認(rèn)良品芯片KGD、HDI基板和封裝技術(shù)。 MCM用的HDI基板主要是陶瓷型MCM-C、淀積型MCM-D、層壓板型MCM-L和混合型的MCM-DC等四種。由于多層印制電路層壓板MCM-L比起多層陶瓷型MCM-C來(lái)具有更低的r和低本錢等優(yōu)點(diǎn)，因此20世紀(jì)90年代中期以來(lái)得到了迅速的開(kāi)展。而MCM-C近幾年來(lái)已朝低溫共燒陶瓷(LTCC)開(kāi)展。表19

26、-10示出各種MCM用基板的根本特性。(2). CSP技術(shù)的開(kāi)展與提高 雖然SMT中BGA(ball grid array)的興起和開(kāi)展，處理了QFP面臨的問(wèn)題，但是依然不能滿足電子產(chǎn)品日益加速向便攜型、更多功能、更高性能和更高可靠性之開(kāi)展要求，特別是不能滿足硅集成技術(shù)開(kāi)展對(duì)更高封裝效率或接近硅片本征信號(hào)傳輸速率之要求。所以90年代中期開(kāi)發(fā)勝利超小型BGA，叫BGA。這種BGA的銜接盤(pán)節(jié)距為0.5mm左右，接近于芯片尺寸的超小型封裝，為了區(qū)別SMT中的BGA，而把接近芯片尺寸的BGA封裝亦稱為芯片級(jí)封裝CSP(chip scale package)。CSP一出現(xiàn)便遭到人們極大的關(guān)注，是由于它能

27、提供比BGA(指銜接盤(pán)節(jié)距0.8mm)更高的組裝密度。雖比采用倒裝芯片(FC)級(jí)組裝密度低，但其組裝工藝較簡(jiǎn)單，而且沒(méi)有FC(flip chip)的裸芯片處置問(wèn)題，根本上與SMT的組裝工藝相一致，并且可以像SMT那樣進(jìn)展預(yù)測(cè)試和返工。同時(shí)，CSP的I0數(shù)、熱性能和電氣性能都與FC相近，加上沒(méi)有KGD問(wèn)題，只是封裝尺寸稍大一點(diǎn)，正由于這些無(wú)可比較的優(yōu)點(diǎn)，才使CSP得以迅速的開(kāi)展，并已有明顯的跡象將成為21世紀(jì)IC封裝的主流。 CSP是在倒裝片、BGA和高可靠塑封技術(shù)根底上開(kāi)展起來(lái)的，它使芯片封裝后的尺寸接近或等于裸芯片尺寸，因此，CSP一問(wèn)世便得到全世界電子界的注重。目前至少有30多家世界著名的

28、公司推出各種不同工藝的CSP商品。如美國(guó)的GE、Tessera、Motorola、Texas、National、Amkor等，日本的富士通、NEC、三菱、松下、夏普、日立、東芝等，以色列的Shallease，韓國(guó)的LC等。如有48個(gè)I0，節(jié)距為0.8mm的X1link之X9536的CSP，其尺寸只需7mm7mm大小，比起現(xiàn)行的BGA、QFP等要小很多倍。所以，CSP將會(huì)像SMT取代THT一樣，CSP也會(huì)逐漸取代SMT，這是一種的必然趨勢(shì)。目前CSP的開(kāi)展態(tài)勢(shì)非?？?，每年都以超越100的速度增長(zhǎng)著。估計(jì)2021年將會(huì)成為主導(dǎo)產(chǎn)品。 18.4 PCB業(yè)未來(lái)幾年的開(kāi)展預(yù)測(cè) 根據(jù)日本印制電路行業(yè)協(xié)會(huì)(

29、JPCA)近期對(duì)世界PCB市場(chǎng)的預(yù)測(cè)，世界PCB市場(chǎng)的需求量，在2004年將到達(dá)422.24億美圓，在從2000年到2005年的五年間，年平均增長(zhǎng)率會(huì)到達(dá)5.5左右。而從另一方面所得到的預(yù)測(cè)(據(jù)TMRI的預(yù)測(cè)資料)，在2001年為388.15億美圓，到2004年將添加到449.15億美圓，2000年到2005年間的年平均增長(zhǎng)率約為5.0。從印制電路板業(yè)的開(kāi)展趨勢(shì)上看，會(huì)有寬廣的市場(chǎng)前景。這是由于PCB曾經(jīng)成為電子系統(tǒng)的主要產(chǎn)品。它幾乎在一切的電子產(chǎn)品中得到運(yùn)用。如今，由于電子信息化的數(shù)據(jù)處置以及通訊系統(tǒng)等都在迅速的添加，使得印制電路板的需求量也隨之?dāng)U展。其中，下一代的電子系統(tǒng)對(duì)PCB的要求，突

30、出表如今更加高密度化。隨著電子整機(jī)產(chǎn)品的多功能化、小型化、輕量化的開(kāi)展，多層板、撓性印制電路板、HDI/BUM基板、IC封裝基板(BGA、CSP)等 PCB種類成為了擴(kuò)展需求量的中心產(chǎn)品。 世界印制電路板市場(chǎng)的需求量添加，主要依賴于通訊產(chǎn)品和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品部分的添加。添加的PCB需求量，主要是HDIBUM基板和IC封裝基板。根據(jù)Prismark的市場(chǎng)分析，1999年世界HDI/BUM印制電路基板的消費(fèi)值，到達(dá)了32.1億美圓，為世界PCB市場(chǎng)份額的9。預(yù)測(cè)在2004年，這類高性能PCB的產(chǎn)值約能實(shí)現(xiàn)122.6億美圓，它占整個(gè)世界PCB市場(chǎng)的22.5。預(yù)測(cè)HDIBUM基板的消費(fèi)值，在1999年200

31、4年五年間的年平均增長(zhǎng)率可超越30。 在19962000年期間，中國(guó)內(nèi)地PCB產(chǎn)值年平均增長(zhǎng)率在25.8。其年產(chǎn)值由1996年的90億元擴(kuò)展到2000年的313億元人民幣，2001年P(guān)CB的產(chǎn)值又提高到360億元人民幣，初次在產(chǎn)值上超越中國(guó)臺(tái)灣，僅次于日本、美國(guó)，成為居第三位的世界PCB消費(fèi)地。到了2004年，我國(guó)PCB的產(chǎn)量產(chǎn)值已超越美國(guó)，成為近次于日本的世界第二大PCB強(qiáng)國(guó).2006年我國(guó)PCB的產(chǎn)量產(chǎn)值到達(dá)128億美圓，已超越日本，成為世界最大的PCB消費(fèi)大國(guó)。 在中國(guó)內(nèi)地的PCB消費(fèi)企業(yè)現(xiàn)有約600家。加之與PCB業(yè)相關(guān)的設(shè)備、資料消費(fèi)廠家的數(shù)量，消費(fèi)廠家已超越1000家。在廠家的規(guī)模

32、上,中小型企業(yè)的數(shù)量占90以上。在中國(guó)內(nèi)地，中外合資企業(yè)和海外獨(dú)資企業(yè)占有相當(dāng)高的數(shù)量比例。在投資規(guī)模、消費(fèi)技術(shù)、消費(fèi)量方面，外資企業(yè)也占有很大的比例。PCB消費(fèi)企業(yè)多集中在中國(guó)東南部的沿海地域，并以長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲為最多。如今,分布在長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲的PCB廠家的數(shù)量比約在l：2。從開(kāi)展角度看，長(zhǎng)江三角洲在數(shù)年后，其企業(yè)數(shù)量和消費(fèi)規(guī)模將有更大的擴(kuò)展。 中國(guó)內(nèi)地低層數(shù)PCB產(chǎn)品(單面板、雙面板)的消費(fèi)技術(shù)，現(xiàn)曾經(jīng)到達(dá)國(guó)際程度。此方面的消費(fèi)技術(shù)已趨于成熟，并在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上具有優(yōu)勢(shì)。在20世紀(jì)90年代中期興起的“高密度互連基板(HDIBUM基板)，和IC封裝基板的消費(fèi)方面，中國(guó)內(nèi)地曾經(jīng)有

33、數(shù)十家消費(fèi)廠具備有消費(fèi)這種基板的先進(jìn)設(shè)備。中國(guó)內(nèi)地HDIBUM基板的消費(fèi)量，近年也在迅速添加。 印制電路板用的主體資料覆銅板，在中國(guó)內(nèi)地曾經(jīng)可以進(jìn)展大量的消費(fèi)，其產(chǎn)品的質(zhì)量也根本可以滿足要求，而高質(zhì)量的覆銅板和順應(yīng)于環(huán)境維護(hù)要求的綠色型覆銅板現(xiàn)還正處于研討實(shí)驗(yàn)階段。PCB基板資料用的浸漬纖維紙、玻璃纖維布、樹(shù)脂和銅箔，大部分還是依賴進(jìn)口。消費(fèi)規(guī)模大、自動(dòng)化程度高、精細(xì)性和可靠性要求高的PCB設(shè)備，在中國(guó)內(nèi)地仍需求由海外的PCB設(shè)備消費(fèi)廠家提供。印制電路板制造中產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境影響的問(wèn)題,曾經(jīng)在中國(guó)內(nèi)地PCB業(yè)界開(kāi)場(chǎng)得到注重。雖然對(duì)這類廢液的處置任務(wù)曾經(jīng)開(kāi)展起來(lái)，但處置的程度還有待提高。對(duì)于防止

34、廢液處置中的二次污染問(wèn)題，目前大多數(shù)的PCB企業(yè)仍未有足夠的注重。水資源的綜合利用還未提到議事日程。預(yù)測(cè)今后幾年內(nèi)，中國(guó)內(nèi)地的PCB消費(fèi)量還會(huì)由于國(guó)內(nèi)需求量的繼續(xù)增長(zhǎng)而擴(kuò)展，且在出口量上也會(huì)有更進(jìn)一步的提高。由于海外的電子整機(jī)產(chǎn)品大量的移入到中國(guó)內(nèi)地進(jìn)展消費(fèi)，而世界電子工業(yè)整體上尚處于低增長(zhǎng)的趨勢(shì)，因此中國(guó)內(nèi)地的PCB業(yè)在“十五規(guī)劃期間(2001年2005年)，其年均增長(zhǎng)率會(huì)堅(jiān)持在22左右。19.5 印制電路板制造技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)19.5.1 前言 近年來(lái)，印制電路板在電子安裝業(yè)界中越來(lái)越占據(jù)重要位置。印制電路板的運(yùn)用市場(chǎng)，也由原來(lái)傳統(tǒng)的搭載半導(dǎo)體元器件和電子元件的“母板,“派生出作為半導(dǎo)體封裝

35、的“載板，使印制電路板產(chǎn)品在運(yùn)用領(lǐng)域上分出兩大類有很大區(qū)別的種類。 印制電路板作為半導(dǎo)體元器件和電子元件的“母板，它的制造技術(shù)，與所組裝的整機(jī)電子產(chǎn)品的電氣性能、可靠性以及本錢有很大的關(guān)聯(lián)。而印制電路板作為半導(dǎo)體封裝的“載板，它的制造技術(shù)，對(duì)于半導(dǎo)體的運(yùn)作頻率、能源耗費(fèi)、銜接性、可靠性以及本錢也都會(huì)帶來(lái)很大的影響。對(duì)于印制電路板技術(shù)在電子安裝業(yè)開(kāi)展中的重要位置，應(yīng)該提高到上述重要影響的方面去加以認(rèn)識(shí)。所提及的這些影響也是印制電路板技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的重要要素： 當(dāng)前，無(wú)論是整機(jī)電子產(chǎn)品還是半導(dǎo)體封裝，它們對(duì)印制電路板制造技術(shù)的要求，主要表如今以下六個(gè)方面。一是順應(yīng)高密度化、高頻化；二是順應(yīng)綠色化；三是順

36、應(yīng)復(fù)合安裝化；四是順應(yīng)新功能元件搭載；五是順應(yīng)低本錢化；六是順應(yīng)短交貨期化下面對(duì)印制電路業(yè)根據(jù)上述的六方面的要求，在工藝技術(shù)、設(shè)備與基板資料、消費(fèi)體制的變革等方面的開(kāi)展未來(lái)作預(yù)測(cè)和展望。 19.5.2 順應(yīng)高密度化、高頻化要求的開(kāi)展預(yù)測(cè) 1. 實(shí)現(xiàn)高密度化、高頻化的中、長(zhǎng)期目的在國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)開(kāi)展指南委員會(huì)(ITRS)在所發(fā)布的2001年版“指南報(bào)告書(shū)中，出于半導(dǎo)體芯片所能到達(dá)的散熱設(shè)計(jì)界限的思索，將未來(lái)的半導(dǎo)體芯片的最大尺寸限定在310mm2以內(nèi)，這就給原來(lái)半導(dǎo)體芯片的大型化趨勢(shì)劃上了一個(gè)“句號(hào)。但是，半導(dǎo)體IC的IO數(shù)依然有添加的趨勢(shì)。由于“指南報(bào)告書(shū)中對(duì)半導(dǎo)體芯片尺寸的選取作了最大尺寸限

37、定，這樣就促進(jìn)了半導(dǎo)體IC載板上的芯片一側(cè)端子間距的微細(xì)程度會(huì)進(jìn)一步添加。這也引起在IC載板的端子及信號(hào)線間距方面，有著向極端微細(xì)化開(kāi)展的趨向、今后在尖端的電子產(chǎn)品中，將會(huì)出現(xiàn)信號(hào)線間距在20m的配線要求。圖19-9表示了未來(lái)在IC載板方面最小信號(hào)線間距的開(kāi)展趨向。圖199 未來(lái)在IC載板方面最小信號(hào)線間距的開(kāi)展在BGA載板高密度安裝要求方面，預(yù)測(cè)未來(lái)實(shí)現(xiàn)最小信號(hào)線間距的數(shù)值是：在倒裝芯片(FC)安裝方式所用載板的端子設(shè)置上，將超越現(xiàn)有的微細(xì)限制，出現(xiàn)“3導(dǎo)線4焊球凸點(diǎn)(3Line4Row)的設(shè)計(jì)制造，即這種的配線尺寸使線寬間距實(shí)現(xiàn)11.4m11.4m。2. 在實(shí)現(xiàn)高密度化、高頻化進(jìn)程中，制造

38、工藝與基板資料的開(kāi)展有機(jī)樹(shù)脂的IC載板的制造，傳統(tǒng)的工藝法是采用全加成法，它與銅箔的銅鍍層厚度減薄開(kāi)展關(guān)系趨向相順應(yīng)。而采用這種加成法，當(dāng)線條間距蝕刻作到30m時(shí)，由于導(dǎo)線橫剖面已構(gòu)成梯外形，對(duì)于傳輸線路來(lái)說(shuō)曾經(jīng)不順應(yīng)。而容易制造出導(dǎo)線橫剖面呈矩形的工藝法是半加成法，此種工藝法在今后將成為主流。圖19-10所示了這兩種電路制造工藝法，所制出的導(dǎo)線橫剖面的情況。圖1910 制造方法的比較30 m線寬采用半加成法去處理微細(xì)電路圖形的制造問(wèn)題是有較大難度的。它在構(gòu)成電路圖形時(shí)，要構(gòu)成必要的根底層(seed)，在其上進(jìn)展高本錢的噴鍍(sputtering)加工等來(lái)構(gòu)成電路圖形。這樣在設(shè)備投資和要求絕緣

39、層外表的清潔度等方面部遭到制約。為了實(shí)現(xiàn)電路圖形的超高密度化，假設(shè)設(shè)定導(dǎo)通孔與最小線路寬幅是一同構(gòu)成的，那么如今最小孔徑的要求值為lOm，而到2021年將開(kāi)展到5m。 如今主流的孔加工技術(shù)是采用C02激光鉆孔方式。它在加工75m以下的孔徑時(shí)，就會(huì)在光學(xué)特性才干上表現(xiàn)惡劣。尖端印制電路板的制造者，是采用YAG激光鉆孔機(jī)去完成。但用此類的激光機(jī)加工5m 孔徑時(shí)，也會(huì)發(fā)生困難。在這項(xiàng)課題面前，等離子體(plasma)蝕刻加工超微小孔，成為了一種處理的途徑。Dyconex公司在此方面曾經(jīng)獲得了工業(yè)化的閱歷。由此可以看出，為理處理超微小通孔加工中，所用的新型基材和孔加工新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，將起著非常重要的推進(jìn)

40、作用。 在超微細(xì)電路圖形的制造中，還存在著其它諸多的難題。從前傳統(tǒng)方法是采用干膜感光構(gòu)成電路圖形。有的印制電路板制造者為了實(shí)現(xiàn)微細(xì)電路圖形制造，而采用了構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路用的平版印刷(1ithography)的逐級(jí)減少投影型曝光安裝(stepper)工藝法。它在高解像度成像方面顯示出其優(yōu)勢(shì)，但這種工藝的采用，要求絕緣基材在外表平坦度，以及在與高頻順應(yīng)性上，提出了更高的要求。 眾所周知，在超越1.8GHz高頻下所進(jìn)展的信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)線中，會(huì)由于“表皮效應(yīng)而出現(xiàn)傳輸信號(hào)衰減的景象，為此覆銅板上的銅箔粗糙度假設(shè)是過(guò)大，會(huì)對(duì)它的傳輸信號(hào)衰減有更大的影響。例如銅箔平均粗糙度(Rz)在35m范圍條件下，由

41、于“表皮效應(yīng)而呵斥傳輸信號(hào)衰減較大，使這樣的銅箔無(wú)法在高頻電路配線的印制電路板中運(yùn)用，過(guò)低的銅箔粗糙度，又會(huì)影響銅箔的剝離強(qiáng)度。另外，IC載板還需求處理與半導(dǎo)體芯片在熱膨脹系數(shù)上不一致的問(wèn)題。即使是適于微細(xì)電路制造的積層法多層板，也是存在絕緣基板在熱膨脹系數(shù)上普遍過(guò)大(普通熱膨脹系數(shù)在60ppm)的問(wèn)題。而基板的熱膨脹系數(shù)到達(dá)與半導(dǎo)體芯片接近的6ppm左右，確實(shí)對(duì)基板的制造技術(shù)是個(gè)“困難的挑戰(zhàn)。 基板的介電特性為了順應(yīng)高速化的開(kāi)展，需求它的介電常數(shù)可以實(shí)現(xiàn)2.0，介質(zhì)損失因數(shù)可以接近0.001。 為此，超越傳統(tǒng)的基板資料及傳統(tǒng)的制造工藝界限的新一代印制電路板，預(yù)測(cè)在2005年左右會(huì)在世界上出現(xiàn)

42、。3 圍繞著高密度化、高頻化開(kāi)展，在印制電路板設(shè)備方面的開(kāi)展預(yù)測(cè) (1).孔加工設(shè)備方面。 在積層法多層板的導(dǎo)通孔加工技術(shù)上，運(yùn)用激光沒(méi)備進(jìn)展加工，曾經(jīng)積累了大約7年的實(shí)際期。在2000年時(shí)，勝利發(fā)明了雙束光的C02激光鉆孔設(shè)備。這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，使激光加工孔的速度到達(dá)了1000孔秒，要比最初出現(xiàn)的激光鉆孔機(jī)的成孔速度提高了約10倍。目前新型激光鉆孔機(jī)開(kāi)發(fā)，仍繼續(xù)向著更高速度加工的方向邁進(jìn)。 采用C02激光鉆孔進(jìn)展孔加工的孔徑限制，是在30-40 m。隨著印制電路板更加微細(xì)化的開(kāi)展，預(yù)測(cè)在2005年以后，順應(yīng)于20-50m孔徑加工的UV激光設(shè)備將會(huì)擴(kuò)展其運(yùn)用的范圍。在需求3040m范圍孔徑加工的

43、印制電路板中制造中，會(huì)在激光機(jī)的選擇上出現(xiàn)C02激光鉆孔機(jī)為第一位，UV激光鉆孔機(jī)為第二位的情況。(2).電鍍?cè)O(shè)備方面。 電子產(chǎn)品電氣信號(hào)高速化、高頻化的開(kāi)展，使得印制電路板的導(dǎo)線寬幅要求更加高精度。而高精度主要表如今均一性、平滑性、上下部位尺寸偏向小(即側(cè)蝕小)、析出的銅厚度的偏向小等方面，提高導(dǎo)線的精度應(yīng)是以此為目的。 假設(shè)使所制出的2030m的導(dǎo)線寬幅實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的精度，就必需在電鍍上采用與傳統(tǒng)電鍍不同的新工藝技術(shù)。在此方面，鍍膜厚的均一化技術(shù)是非常重要的。在30m導(dǎo)線寬幅的電路圖形制造中，更加傾向于采用半加成法。在采用此工藝過(guò)程中，為了降低圖形銅電鍍的厚度分散問(wèn)題，曾作了各種的工藝實(shí)驗(yàn)，進(jìn)

44、展了技術(shù)上的攻關(guān)。而在電鍍?cè)O(shè)備方面PPR整流器的采用和搖動(dòng)安裝和電機(jī)間距的改善，都對(duì)這方面的技術(shù)突破起到推進(jìn)作用。 (3). 曝光設(shè)備方面。 無(wú)論是上述的減成法工藝還是加成法工藝制造微細(xì)導(dǎo)線，今后其寬幅都要到達(dá)30m，對(duì)于曝光技術(shù)來(lái)說(shuō)，就需求在設(shè)備要求方面進(jìn)展相應(yīng)的改善，曝光時(shí)的對(duì)位精度需求比過(guò)去有更高的程度。在曝光方式上，將會(huì)更多采用激光直接成像方式。特別在積層法多層板的制造上，經(jīng)過(guò)曝光設(shè)備的高直線性去實(shí)現(xiàn)更高精度化，已成為重點(diǎn)研討對(duì)象。許多曝光設(shè)備制造廠在多方面開(kāi)展了研討。例如：采用X光的照射。以下層的標(biāo)志(mars)為目的，對(duì)貫穿孔進(jìn)展直射。在銅外表“開(kāi)窗口，越過(guò)絕緣樹(shù)脂層對(duì)下層的標(biāo)志進(jìn)

45、展丈量。利用反射照明方式對(duì)電鍍加工后的導(dǎo)通孔進(jìn)展丈量。上述的方法，存在著各自的優(yōu)缺陷，它們的開(kāi)展前景主要取決于如何抑制其短處。19.5.3 滿足IC封裝對(duì)基板的特別要求的開(kāi)展預(yù)測(cè) IC封裝載板(又稱為IC封裝基板)一切用的基板資料，除了要采用無(wú)鹵、無(wú)銻的阻燃資料外，還需求隨著IC封裝的高頻化、低耗費(fèi)電能化的開(kāi)展，在低介電常數(shù)、低介質(zhì)損失因子、高熱傳導(dǎo)率等重要性能上得到提高。今后研討開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要課題，就是熱銜接技術(shù)熱散出等的有效熱協(xié)調(diào)整合。 預(yù)測(cè)根據(jù)IC封裝設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的開(kāi)展，對(duì)它所用的基板資料有更嚴(yán)厲的要求：這主要表如今以下諸方面：與無(wú)鉛焊料采用所對(duì)應(yīng)的高Tg性；到達(dá)與特性阻抗匹配的低介質(zhì)

46、損失因子性：與高速化所對(duì)應(yīng)的低介電常數(shù)性(應(yīng)接近2)；低的翹曲度性，對(duì)基板外表的平坦性的改善；低吸濕率性；低熱膨脹系數(shù)性，使熱膨脹系數(shù)接近6ppm；IC封裝載板的低本錢性；低本錢性的內(nèi)藏元器件的基板資料；為了提高耐熱沖擊性，而在根本的機(jī)械強(qiáng)度上的進(jìn)展改善，適于溫度由高到低的變化循環(huán)下而不降低性能的基板資料；到達(dá)低本錢性、適于高再流焊溫度的無(wú)鹵、無(wú)銻的綠色型基板資料。19.5.4 滿足綠色化要求的開(kāi)展預(yù)測(cè)1. 以歐洲為中心的環(huán)境維護(hù)法規(guī)的發(fā)布與實(shí)施以環(huán)境維護(hù)為本質(zhì)內(nèi)容的綠色化問(wèn)題(日本稱為“環(huán)境調(diào)和問(wèn)題)實(shí)踐上既是個(gè)技術(shù)問(wèn)題，也是個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、社會(huì)問(wèn)題。近年來(lái)，在電子安裝業(yè)界及印制電路板業(yè)界中，在

47、此問(wèn)題上主要不斷圍繞著“何時(shí)徹底實(shí)施(時(shí)間軸)和“資料開(kāi)發(fā)的方向性兩個(gè)詳細(xì)問(wèn)題開(kāi)展?fàn)幾h。 在對(duì)待開(kāi)展電子產(chǎn)品的“綠色化態(tài)度的積極性上(或者說(shuō)程度上)，目前世界上各個(gè)國(guó)家、地域已有差別。對(duì)此問(wèn)題分析，日本印制電路及基板資料的著名專家青木正光先生講的較為深化。他近期提出：在美國(guó)，以為21世紀(jì)的“關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)是“IT業(yè)。而在歐洲，以為2l世紀(jì)的“關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)是“環(huán)境。 歐洲是電子產(chǎn)品綠色化的“發(fā)源地。他們?cè)谟≈齐娐钒宸矫嬷饕獓@著三個(gè)方面去開(kāi)展綠色化的進(jìn)程。這三個(gè)方面是“無(wú)鉛化、“無(wú)鹵化、“產(chǎn)品的循環(huán)再利用化。這是今后要堅(jiān)持的方針，并且經(jīng)過(guò)法規(guī)的建立和實(shí)施，去推進(jìn)這項(xiàng)任務(wù)。與印制電路板相關(guān)的環(huán)境維護(hù)的法規(guī)，

48、在歐洲主要有兩件。這就是：“電氣、電子產(chǎn)品廢棄物指令(EU Directive On Waste from Electrical and Electronic Equipment，簡(jiǎn)稱：WEEE)和“特定有害物質(zhì)運(yùn)用限制令(Restriction Of Hazardous Substances，簡(jiǎn)稱：RoHS)。在這兩份法規(guī)中部明確的提到了要制止運(yùn)用鉛和鹵化物的問(wèn)題。它已于2002年10月11日在歐盟會(huì)議上經(jīng)過(guò)，并且要在2006年了月1日起正式全面的實(shí)施。這兩個(gè)“歐洲指令的發(fā)布和未來(lái)的實(shí)施，必然對(duì)世界各國(guó)的PCB的綠色化任務(wù)帶來(lái)了深化的影響。表1911 印制電路綠色化的開(kāi)展指南分 類采用技術(shù)實(shí)

49、施進(jìn)程印制電路板基板材料無(wú)鹵化基板材料在2005年至20lO年采用率達(dá)到5080熱塑性基板材料2004年以后液晶聚合物(LCP)采用將得到增加接合技術(shù)無(wú)鉛焊料2003年后將全面正式采用導(dǎo)電性粘接劑2010年時(shí)在移動(dòng)電話中使用將成為主流直接接合2005年以后將可能擴(kuò)大采用印制電路板的制造技術(shù)微線技術(shù)在開(kāi)始研究之中直接描繪由電路到阻焊圖形進(jìn)行開(kāi)展不含甲醛的化學(xué)鍍銅2004年開(kāi)始實(shí)用化PCB上的金屬材料的再循環(huán)通過(guò)再循環(huán)加工設(shè)備進(jìn)行回收印制電路板的再循環(huán)、再利用技術(shù)PCB上的塑料的再循環(huán)2007年可能會(huì)成為正規(guī)化再利用部品的使用2002年在復(fù)印機(jī)在的采用率達(dá)到50以上產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)模件型設(shè)計(jì)2002年

50、在電子產(chǎn)品的高頻部分得到擴(kuò)大采用模擬設(shè)計(jì)首先在復(fù)印機(jī)、電腦中完成應(yīng)用工作可降解性塑料的利用白2002年起在一部分整機(jī)廠的電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)材料上開(kāi)始使用，在2005年以后要全面正式采用鎂合金作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體2002年起以電腦為中心，在應(yīng)用方面開(kāi)始得到擴(kuò)大19.5.5 順應(yīng)于復(fù)合安裝化方面的開(kāi)展預(yù)測(cè)1. 埋入無(wú)源元件技術(shù)采用基板埋入無(wú)源元件技術(shù)可以到達(dá)：節(jié)約封裝安裝的面積；由于信號(hào)線長(zhǎng)度的縮短，使傳送性能得到提高；元件在組裝本錢上會(huì)降低；可靠性得到提高。 埋入電阻、電容、電感的研討開(kāi)發(fā)，是以歐美為中心所開(kāi)展的。在這項(xiàng)研討中，對(duì)于埋入無(wú)源元件的設(shè)計(jì)工程、一致的封裝設(shè)計(jì)工具、模擬實(shí)驗(yàn)、檢查方法等都是很重要

51、的。今后等待于利用與積層法多層板的組合，去發(fā)揚(yáng)其潛在的性能。預(yù)測(cè)在埋入元件的基板制造的“據(jù)點(diǎn)的全球競(jìng)爭(zhēng)上，日本和中國(guó)臺(tái)灣都有著得勝的優(yōu)勢(shì)。埋入元件的基板的資料特性提高、加工特性的提高及低本錢化，對(duì)于今后埋入元件的基板的運(yùn)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，起著很重要的推進(jìn)作用。2. 埋入有源器件技術(shù) 近期，在世界和日本的PCB銷售額排名(2002年)都為第一位的日本Ibiden公司，發(fā)表了以BBUL(bumpless build-up layer)為代表的有源器件埋入的印制電路板。這可以看作基板埋入元件技術(shù)向半導(dǎo)體IC封裝浸透的開(kāi)場(chǎng)。埋入有源器件化的優(yōu)點(diǎn)有：可實(shí)現(xiàn)高性能和低功率化。由于銜接間隔的縮短，削減了電感。由

52、于電容就在芯片旁配置，促進(jìn)了電源傳輸加快。由于驅(qū)動(dòng)電壓的下降，減少了雜波的發(fā)生；安裝密度的提高。由于與芯片的銜接面積提高，可實(shí)現(xiàn)芯片的高I/O化；可實(shí)現(xiàn)薄型化、輕量化；可實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)的芯片的搭載，使實(shí)現(xiàn)SiP(system in a package)成為能夠。 埋入有源器件化現(xiàn)有的缺陷有由于有埋入有源器件，所供應(yīng)的基板資料的性能需求有更嚴(yán)厲的限制；要在印制電路板制造中，建立更多的檢查工程，以防止出現(xiàn)有源器件的不合格品即漏檢。要確立新的芯片供應(yīng)體制。在產(chǎn)業(yè)構(gòu)造上，要處理諸多的課題。3. SiP技術(shù) SiP(system in a package)是一種不同半導(dǎo)體元器件和不同技術(shù)混合在“一個(gè)整體封裝中

53、的模塊。它的定義是這樣的描畫(huà)的“在單個(gè)芯片的封裝中，參與無(wú)源元件或者是在單個(gè)封裝中設(shè)置有多個(gè)芯片或積層芯片及無(wú)源元件等，它起到給電子整機(jī)產(chǎn)品提供功能集合的輔助系統(tǒng)。SiP比SoC(system on a chip)要具有開(kāi)發(fā)費(fèi)用低、開(kāi)發(fā)周期短的優(yōu)點(diǎn)。 SiP的銜接技術(shù)，可以采用金屬絲的連結(jié)，也可以是TAB、倒裝芯片等的連結(jié)方式。所用的載板，可以是有機(jī)樹(shù)脂基板，也可以是陶瓷基板、金屬基板等。普通采用銜接盤(pán)方式到達(dá)與載板的銜接，有的SiP在載板中還有埋入芯片。 19.5.6 順應(yīng)于搭載新功能電子元件要求的開(kāi)展預(yù)測(cè)1. EMS要求 預(yù)測(cè)MEMS技術(shù)在今后十年間，在汽車、醫(yī)療器械、通訊、民用電子產(chǎn)品運(yùn)用領(lǐng)域中得到擴(kuò)展，并將是推進(jìn)封裝技術(shù)提高的動(dòng)力之一。 MEMS與規(guī)范的半導(dǎo)體元器件一樣，在環(huán)境維護(hù)對(duì)策、電氣信號(hào)的完好性、機(jī)械支撐、熱分發(fā)管理