HDI PCB發展趨勢

2019-07-14 10:43发布

   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12005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。
1 2005年全球PCB产出状况(按产品类型统计)
单位:亿美元   普通单 面板 FR-4 双面板 FR-4 多层板 高性能双 面/多层板 HDI IC 载板 常规FPC 多层FPC -挠性板 合计 年增 长率 全球 30.0 44.2 159.0 12.7 51.6 54.3 56.6 15.9 424.3  7.7% 中国大陆 8.9 14.2 52.4 1.0 11.6 0.85 10.2 1.5 100.6 23.2% 备注:根据台湾工研院IEKTPCA2006/06)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
10-11月调查的数据表明(有效的调查者为北美244PCB设计者、制造者和装配者,其中79.5%的调查者来自OEM8.2%来自EMS7.4%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。
表2 板材   目前 未来12-18个月 变化率 刚性板(FR-4) 87.3% 84.8% -2.9% 普通多层板 67.2% 65.2% -3.0% CEM 8.6% 9.0% 4.7% 高性能多层板 50.4% 58.2% 15.5% 纸基 2.0% 1.6% -20.0% 挠性(聚酰亚胺或聚酯) 28.7% 30.3% 5.6% -挠性(含多层刚-挠性板) 25.0% 27.0% 8.0% 表3 Tg   目前 未来12-18个月 变化率 Tg<150 14.8% 9.0% -39.2% Tg 150℃-170℃ 33.6% 22.5% -33.0% Tg 170℃-200℃ 27.9% 40.2% 44.1% Tg>200 9.0% 11.5% 27.8%   表4 线宽/间距   目前 未来12-18个月 变化率 1mil/1mil 2.9% 3.3% 13.8% 2mil/2mil 4.9% 9.4% 91.8% 3mil/3mil 18.4% 29.9% 62.5% 4mil/4mil-6mil/6mil 57.0% 60.7% 6.5% 6mil/6mil-8mil/8mil 50.0% 46.3% -7.4% 8mil/8mil及以上 45.1% 40.6% -10.0% 表5铜箔厚度   目前 未来12-18个月 变化率 半加成用铜箔 1.2% 3.3% 175.0% 1/8OZ 5.7% 6.1% 7.0% 1/4OZ 14.3% 18.9% 32.2% 3/8OZ 10.7% 13.1% 22.4% 1/2OZ 70.5% 70.1% -0.6% 1OZ 69.3% 66.8% -3.6% 1-5OZ 43.9% 43.4% -1.1% 5OZ以上 4.1% 6.1% 48.8% 表6 板层数   目前 未来12-18个月 变化率 单面 20.9% 20.1% -3.8% 双面 59.8% 57.4% -4.0% 4-6 75.0% 74.2% -1.1% 8-10 57.4% 61.1% 6.4% 12-18 38.5% 44.3% 15.1% 18-24 17.2% 21.3% 23.8% 24层以上 8.6% 9.8% 14.0% 表7 先进制造技术   目前 未来12-18个月 变化率 芯片载板 21.3% 21.7% 1.9% 微孔(5mil及以下) 34.0% 52.5% 54.4% 盲孔(任何形式的做法) 47.5% 56.6% 19.2% 埋孔(填孔或不填孔) 40.6% 48.4% 19.2% 阻抗控制板 66.8% 70.9% 6.1% 背钻 13.5% 17.6% 30.4% 嵌入无源电路 11.1% 24.6% 121.6% 不包含以上技术 19.3% 13.1% -32.1%   表8 表面处理工艺   目前 未来12-18个月 变化率 OSP 22.5% 23.0% 2.2% 热风整平 55.3% 40.6% -26.6% 无铅热风整平 23.0% 37.3% 62.2% 电镀锡铅 18.9% 12.3% -34.9% 浸锡 18.0% 18.9% 5.0% 电镀镍金 29.5% 31.6% 7.1% 化学镀镍/浸金 59.0% 59.4% 0.7% 浸银 27.5% 34.4% 25.1% 其他 0.8% 2.0% 150.0% 表9 组装元件最小尺寸   目前 未来12-18个月 变化率 01005 0% 2.9% / 0201 15.2% 27.9% 83.6% 0402 56.1% 51.2% -8.7% 0603 23.4% 10.2% -56.4% 0804 1.6% 1.6% 0.0% 1206 1.6% 1.6% 0.0% 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Tg170℃-200℃)的增多,精细线路(线宽/间距为3mil/3mil)的增多,薄铜箔(厚度为1/4OZ3/8OZ)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1/4OZ3/8OZ)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 {MOD}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/3mil2mil/2mil
 孔径的微小化,孔径从目前主流的4mil过渡到将来的3mil2mil
 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
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 PCB3+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15+N+15HDI 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(Any Layer 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:
表10 常见的PCB增层技术
  传统增层法 ALIVH B2it (Hyper B2it) FVSS NMBI 工艺流程 特点 薄型化 轻型化 设计的难易度 线路的精细化 孔径的微小化 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
11是台湾工研院IEK2006/04)预测的2006年~2007年国内手机年产量。
11 2005年~2007年国内手机年产量 年份 2005 2006(估) 2007(估) 产量(亿支) 2.98 3.62 4.85 增长率 15.7% 21.5% 34.0% 全球市场占有率 37% 40% 50% 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MultekM-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
最近出现的两条信息值得我们关注:
信息一:2007226,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 {MOD}化(如商务通、