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HDI覆铜板技术创新主要源动力


http://www.sina.com.cn 2006年11月20日 08:10 北京娱乐信报

  -中国电子材料行业协会经济技术管理部 祝大同

  20世纪90年代初,出现新一代高密度互连(High Density Interconnection,简称为 HDI)印制电路板。HDI多层板的出现,是对传统的PCB技术及其基板材料技术的一个严峻挑战,同时也改变着覆铜板(CCL)产品研发的思路。它引领着当今CCL技术发展的方向,作为当今CCL技术创新的主要“源动力”,推动着CCL技术的快速发展。

  基板材料产品形式多样化

  十几年前,最早问世的HDI多层板就是以打破了多层板用基板材料传统产品形式为鲜明特点的。从此,HDI多层板用基板材料,就不再是传统的“树脂+玻纤布”产品形式“一统天下”。产品形式的多种多样,赋予了基板材料技术创造的更大空间。像液态树脂充当绝缘层技术、绝缘薄膜形成技术、其他增强纤维(非玻璃纤维)复合技术、填充料应用技术、涂树脂铜箔技术、半固化片上附铜凸块技术、覆铜板薄型化技术等等都不断地涌现出来,并得到不断发展。

  从基板材料生产、研发者角度出发,更关注的是基板材料今后有哪些产品形式更适应HDI多层板技术发展?

  讨论此问题,应该首先抓住HDI多层板技术发展中最核心的东西——微孔加工技术发展规律。

  微孔加工技术在众多PCB技术所构成的HDI多层板技术中,是发展演变最活跃、最能带动整体技术向前推进的一项技术。各种工艺法的HDI多层板开发在选择所用各种基板材料时,都大有“顺微孔者昌,逆微孔者亡”的劲头。例如,HDI多层板创立初期,传统的环氧-玻纤布基的基板材料,是典型的“逆微孔者”(不适宜CO2激光微孔加工性)而被多年拒之HDI多层板用基板材料的“门外”。只是它以后改造成顺应HDI多层板的微孔加工时,才在HDI多层板用基板材料“圈中”得到应用和发展。也正因为有“顺微孔者昌,逆微孔者亡”的“门槛”,覆铜板及其原材料(包括铜箔、玻纤布、本体树脂)在“力图解脱拒之门外的困境”之中,取得了相当多的技术进步。

  未来多年内,在HDI多层板电路形成工艺中若在减成法始终占主流的情况下,薄型环氧—玻纤布基覆铜板及其半固化片,将是HDI多层板用基板材料的主要产品形式。近几年它在HDI多层板中得到越来越广泛的应用,在2000年时,它只占整个HDI多层板用基板材料市场总量的4%,而到2005年已迅速发展到占40.4%。

  薄型环氧—玻纤布基覆铜板及其半固化片之所以被预测为会成为HDI多层板用基板材料发展的主流,是由于它具有制造成本低、生产工艺性好、性能均衡性好、它改性自由度大等优点。

  HDI多层板的应用领域广泛,使不同的整机电子产品应用领域对所用的基板材料性能要求有着不同的侧重面。这就造成在一类CCL产品中,根据对应的应用领域不同,而衍生出在性能上略有突出重点差异的多个品种。世界一些著名大型CCL生产厂家,在一类高性能覆铜板中形成一个产品系列。在这个系列中有许多的品种,每个品种突出一两个性能项目的指标值,以此来一一对应于所需的各种HDI多层板。例如,三菱瓦斯化学公司自上世纪90年代中期到2005年间一共推向市场三代7种封装基板用BT树脂-玻纤布基CCL品种。

  CCL厂商产品特色化

  HDI多层板用基板材料具有高技术含量、应用加工性突出的特点。这就更加适合于基板材料生产厂家发展本企业的特色化产品。打特色化产品的“王牌”,去争夺、坚守高性能CCL市场,已在近年成为一种潮流。

  高性能CCL产品厂家特色化的发展,给世界高性能CCL的技术与市场带来以下几方面的变化:世界高性能CCL市场的“势力范围”划分得更加清晰明确。一些特色性CCL由于在技术上,长期被一两个厂家所垄断,他们突出重点、不断对其进行深入研究,不断推进其技术水平,这样就形成了牢固的上、下游产业合作“联盟”,这些都使“后来”的竞争对手抗衡它、替代它的市场变得更加困难。

  日本多家大型CCL生产厂家在近一两年间对本公司未来几年的CCL产品研发重点、突出生产发展的主导品种、新市场开拓的“主战场”,都做了新的具有战略意义的调整和规划。研究各厂家在此方面的新动向我们可以发现:各厂家都是根据自身公司在技术、品种、市场等方面的优势,实施发展本公司未来几年高性能CCL品牌产品的战略。

  追求CCL性能均衡化

  纵观HDI多层板的发展历史,总是把那些在它的性能均衡化方面表现不佳者淘汰出局(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同样表现突出。追求CCL性能的均衡性是CCL开发中的“永恒主题”,只不过在不同的发展时期有不同的内容和要求。

  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。它们是实现均衡性的三个不可缺少的“支撑点”。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。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。HDI多层板近年的市场销售价格,在1997年为2000美元/m2。到2002年,渡过了它的应用普及的初级期,它的市场价格已是1999年的一半。而到2004年,又大幅下降到接近500美元/m2。这也给我们基板材料行业这样的启发:搞低成本性的HDI多层板用基板材料,是当前非常重要的任务。它对于开发新产品、开发新市场起到决定作用。

  把握CCL市场不同层次的需求,准确控制CCL应实现哪些重点项目及指标,应提高哪些项目指标;认识对其主要性能要求所包含的范围;更深了解在应用加工上与对这些标准所要求的主要性能之间的关系——解决上述问题,对于CCL新产品开发中达到三大“支撑点”的性能平衡,会起到很重要的影响。

  CCL新产品问世速度加快

  近年,整机电子产品在更新换代、开辟新功能、新市场等方面的步伐都在加快。HDI多层板在适应这一新趋势上,也需要为它提供基板材料的CCL厂家加快新产品的研发速度。这使得近年世界高性能CCL产品投入市场的速度在明显加快。而开展特色化产品、发展系列化产品,有利于CCL新产品开发速度的提升。

  从移动电话用HDI多层板技术发展现状和未来预测,可以看出HDI多层板技术在未来几年内的发展重点是:导电电路宽度/间距更加微细化、导通孔更加微小化、基板的绝缘层更加薄型化。这一发展趋势,给基板材料制造业提出了以下两大方面的重要课题:

  其一,如何在HDI多层板的窄间距、微孔化不断深入发展的情况下,保证它的基板绝缘可靠性、通孔可靠性。

  其二,如何实现高性能CCL的更加薄型化。

  第一方面课题,应归结为基板材料的可靠性问题。它是CCL的基本性能(包括耐热性、耐离子迁移性、耐湿性、耐PCT性、介电性等)与基板加工性(微孔加工性、电镀加工性)两方面性能的综合体现。

  HDI多层板在现今发展对基板材料的诸项性能要求中,基板的薄型化是近年最热门的课题。在HDI多层板实现薄型化中,对它所用的基板材料性能有着更高的依赖性。应该看到,CCL的薄型化制造技术,近年在日本、我国台湾地区等有了突破性的进展,未来在许多PCB的应用领域中,薄型化基板材料产品将有着更大的市场潜力。

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