龔永林本刊主編

2014年印制電路新技術綜觀

龔永林
本刊主編

根據相關文獻資料，匯集2014年中印制電路技術發(fā)展熱點，包括HDI板、撓性板與剛撓結合板、IC載板、導熱板、埋置元件板、印制電子等多方面，綜觀在過去一年的印制電路技術發(fā)展趨向。

印制電路技術， 發(fā)展， 綜觀， 2014年

時光又進入了新的一年，2014年過去了。在過去的一年印制電路產業(yè)與大環(huán)境一樣，在全球范圍經濟增長緩慢，印制電路產業(yè)低速增長；中國經濟增長在世界領先，中國的印制電路產業(yè)增長也是世界領先。產業(yè)發(fā)展必須有技術發(fā)展，技術發(fā)展會推動產業(yè)發(fā)展。2014年盡管印制電路產業(yè)增長值并不高，而技術發(fā)展熱點還是不少。在此對一些技術發(fā)展趨向作歸納，以利在新的一年邁向更大發(fā)展。

1 HDI板向更高密度更輕薄發(fā)展

近幾年來，PCB市場重點從計算機轉向通信，這兩年更是轉向智能手機、平板電腦類移動終端。因此，2014年移動終端用HDI板仍然是PCB增長的主要點。以智能手機為代表的移動終端驅使HDI板更高密度更輕薄。

1.1 細線化

PCB全都向高密度細線化發(fā)展，HDI板尤為突出。在十年前IPC為HDI板下的定義是線寬/線距（L/ S）是0.1 mm/0.1 mm及以下， 現(xiàn)在行業(yè)內基本做到常規(guī)L/S為60 μm，先進的L/S為40 μm。日本的2013年版安裝技術路線圖數據是2014年HDI板常規(guī)L/S為50 μm，先進的L/S為35 μm，試制性的L/S為20 μm[1]。

PCB線路圖形形成，傳統(tǒng)的是銅箔基板上光致成像后化學蝕刻工藝（減去法），減去法精細線路的限度最小約在30 μm，并且是需要減薄銅層或用薄銅箔。這種做法工序多、控制難、成本高。當前精細線路制作趨于半加成法（SAP）或改進型半加工法（MSAP）。

導體與絕緣基材的結合力，隨著導體精細化問題就越突出。習慣做法是增加表面粗糙度以增加表面積而提高結合力，如強化去玷污處理粗化樹脂層表面，用高輪廓銅箔或氧化處理銅面。對于細導線，這種物理方法保證結合力是不行的，因粗糙的表面影響線路精度及導線傳輸性能。于是開發(fā)出平滑樹脂面上化學鍍銅高結合力銅箔，如有“分子接合技術”[1]，是對樹脂基材表面化學處理形成一種官能基團能與銅層密切結合。

除了考慮細導體與絕緣基材的結合力外，還有細線路制作過程中干膜成像圖形轉移，銅箔的表面處理是成功的關鍵因素之一。有種方法為采用表面清洗劑和微蝕刻劑的最佳組合，以提供一個干凈的表面與有足夠的面積，促進干膜的附著力[2]。首先采用化學清洗去掉銅箔的表面抗變色處理層，以及除去污垢與氧化物，依照銅箔的類型選擇適當的化學清潔劑，其次是微刻蝕銅箔表面。為使成像干膜與銅層、阻焊圖形與細線路結合可靠，也應采取非物理粗化表面的方法[3]。

蝕刻是線路形成的重要工序，需要相應的蝕刻設備。在多年前德國開發(fā)出真空蝕刻機提高了蝕刻線路精度，現(xiàn)日本公司在此基礎上開發(fā)了超級蝕刻機以真空技術解決板面上積液問題，使蝕刻速度一致和提高蝕刻因子，實現(xiàn)銅厚18 μm的L/S=20 μm/20 μm，并改善傳送滾輪能成功傳送薄板。

1.2 半加成法積層基材

半加成法技術重點之一是積層材料，也是HDI技術的開發(fā)重點。采用涂樹脂銅箔，或者半固化環(huán)氧玻璃布與銅箔層壓的積層難以達到精細線路?，F(xiàn)在半加成法熱點是采用絕緣介質膜積層，從精細線路實現(xiàn)和制作成本看完全的SAP比MSAP更有利。SAP積層用熱固化樹脂，由激光鉆孔后電鍍銅形成導通孔和電路圖形。

為符合高密度細線路要求對積層材料提出介質電氣性、絕緣性、耐熱性、結合力等要求，以及與HDI板工藝適應性。目前國際上的HDI積層材料主要是日本味之素公司的ABF/GX系列產品，以環(huán)氧樹脂搭配不同固化劑，以添加無機粉末提高材料剛性及減少CTE，也有使用玻纖布增強剛性。另有日本積水化學公司的類似薄膜積層材料，臺灣工研院也開發(fā)了此類材料[4]。ABF材料也在不斷改進發(fā)展，新一代積層材料特別要求表面低粗化度、低熱膨脹率、低介質損耗及薄型剛強化等。

1.3 鍍銅填孔

從HDI板可靠性考慮，互連孔都采取電鍍銅填孔技術，包括盲孔填銅和通孔填銅。鍍銅填孔的能力表現(xiàn)在填實性：被銅封閉的孔中是否存在有空洞；平整性：鍍銅孔口存在凹陷（Dimple）程度；厚徑比：板厚（孔深）與孔徑的比例。

從電鍍液添加劑改良和電鍍設備改進，鍍銅填孔日趨完善。目前達到孔中空洞基本不會出現(xiàn)；鍍銅孔口凹陷程度小于10 μm，甚至完全平整；盲孔的厚徑比已從小于1達到等于1，甚至大于1，并且盲孔與貫通孔同時鍍銅填塞。如有利用反向脈沖電鍍的特點，達到鍍銅60 min內完成填充厚度0.2 mm孔徑0.1 mm的貫通孔，進一步向0.3 mm板厚進展[5]。

2 倒芯片封裝IC封裝載板

全球半導體封裝中有機基板占到超過三分之一的市場份額，這主要原因是倒裝芯片的載板價值高。隨著手機和平板電腦產量增長， 驅動FC-CSP和 FCPBGA大增。[6]IC封裝載板由有機基板取代陶瓷基板，封裝載板的節(jié)距越來越小，現(xiàn)在典型的線寬/線距為15 μm，接下來會更細。有機基板主要由于成本低擊敗陶瓷和硅的競爭。未來的發(fā)展趨勢。在BGA和CSP細間距載板會繼續(xù)下去，同時無芯板與四層或更多層的載板更多應用，路線圖顯示載板的特征尺寸更小，性能重點要求低介電性、低熱膨脹系數和高耐熱性，在滿足性能目標基礎上追求低成本的基板。

IC封裝載板現(xiàn)在批量化生產已達到L/S=10 μm，L/S=5 μm試制中，基本都采用絕緣介質積層結合壓薄銅箔的MSPA工藝[7]。實現(xiàn)精細線路圖形用到表面處理技術，涉及有基材平整與結合可靠去玷污處理，干膜成像的處理，微孔的填孔處理，銅層蝕刻處理，表面鈀殘留物去除處理，細線路表面微粗化處理，把這些工藝組合搭配，以達到最適宜化。用SAP方法制造出6 μm/6 μm電路圖形。選擇恰當的樹脂和成像干膜等，有用SAP方法制造出3 μm/3 μm電路圖形[3]。

3 適應高頻高速化需求

電子通信技術從有線到無線，從低頻、低速到高頻、高速?，F(xiàn)在的手機性能已進入4G并將邁向5G，就是有更快傳輸速度、更大傳輸容量。全球云計算時代到來使數據流量成倍增加，通訊設備高頻高速化是必然趨勢。PCB為適合高頻、高速傳輸的需要，除了電路設計方面減少信號干擾與損耗，保持信號完整性，以及PCB制造保持符合設計要求外，重要的是有高性能基材。

設計工程師為解決PCB增加速度和信號完整性，主要是針對電信號損失屬性。基材選擇的關鍵因素介電常數（Dk）與介質損耗（Df ），當Dk低于4與Df 0.010以下為中Dk/Df級層壓板，當Dk低于3.7 與Df 0.005以下為低Dk/Df級層壓板，現(xiàn)在有多種基材進入市場可供選擇[8]。

現(xiàn)階段選擇最多的仍是FR-4類基板，對環(huán)氧樹脂作改性及添加填料達到提高Tg、降低Dk和Df。開發(fā)新樹脂系統(tǒng)，如一種較低Df的熱固性改性聚苯醚聚合物基新材料，具有低Dk固化劑和低Df無機填料，實現(xiàn)所需的低介電損耗特性，可以用于下一代超過20 Gpb網絡平臺。又如由聚苯醚（PPE）和偏苯三酸酐（TMA）、二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）及雙馬來酰亞胺（BMI）合成的獨特絕緣樹脂，具有優(yōu)秀的耐熱性和介電性。復合樹脂與玻璃布構成覆銅板有高Tg值（Tg＞210 ℃），好的機械強度與耐熱性，低的介電常數（Dk3.5～3.8 10 GHz），阻燃性UL94-V0，沒有無機填料和符合RoHS要求，并兼有常規(guī)PCB的加工性，此基材適用于HDI板、IC載板和服務器PCB[9]。

高速PCB中導體銅的表面粗糙度（輪廓）已成為影響信號傳輸損耗的一個重要因素，特別是對10 GHz以上范圍的信號。在10 GHz時銅箔粗糙度需要低于1 μm，使用超平面銅箔（表面粗糙度0.04 μm）效果更佳[10]。銅箔表面粗糙度還需結合適宜的氧化處理和粘合樹脂系統(tǒng)。在不久的將來，會有一種幾乎沒有輪廓的涂有樹脂的銅箔，能有更高的剝離強度并且不影響介質損耗 。

例如，松下推出的Megtron 6高頻基板使用聚苯醚（PPE）為主要樹脂，Dk=3.4，Df=0.0015 （1 GHz）。日本利昌工業(yè)也使用聚苯醚為主體樹脂的基板，推出的CS-3376CN新基板其Dk=3.1，類同于PTFE基板。三菱瓦斯新的BT樹脂基板由調整BT與環(huán)氧樹脂比例，比其原有BT基板的介電特性要低近60%。伊索拉的Tachyon-100G基材具有PTFE類同的電氣性能，及具有FR-4類同的PCB加工條件，在40 GHz下Dk3.0和Df0.002，達到傳送100千兆位以太網（100 GbE）的需要。

4 高耐熱散熱性

采用金屬基板（IMS）或金屬芯印制電路板，起到發(fā)熱組件的散熱作用，比傳統(tǒng)的散熱器、風扇冷卻縮小體積與降低成本。鋁是一種有吸引力的材料，它資源豐富、成本低、良好的導熱性能和強度，及環(huán)境友好，目前金屬基板或金屬芯多數是金屬鋁。鋁基電路板的優(yōu)點有簡易經濟、電子連接可靠、導熱和強度高、無焊接無鉛環(huán)保等，從消費品到汽車、軍品和航天都可設計應用。金屬板的導熱性和耐熱性無需置疑，關鍵在于與電路層間絕緣粘結劑之性能。

目前熱管理的驅動力重點在LED，LED的輸入功率有近80%轉換成熱，因此LED的熱管理問題深受重視，重點是LED用基板的散熱性。有四種主要的LED基板類型，適合不同的成本與應用條件。對于導熱性影響主要是絕緣介質層的導熱系數來衡量，PCB制造方面的重點考慮介質材料選擇與層壓[11]。高耐熱環(huán)保型散熱絕緣層材料的構成，為切入高亮度LED照明市場打下基礎。

5 撓性、剛撓板新趨勢

電子設備的小型化、輕薄化，必然大量使用撓性印制電路板（FPCB）和剛撓結合印制電路板（R-FPCB）。全球的FPCB市場目前估計超過130億美元，預計每年增長率超過剛性PCB。

隨著應用面的擴大，除了數量增加也會有許多新的性能要求。 就聚酰亞胺膜有無色透明、白色、黑色和黃色等不同種類，具有高耐熱與低CTE性能，以適合不同場合使用。成本效益佳的聚酯薄膜基板同樣有市場，新的性能挑戰(zhàn)有高彈性、尺寸穩(wěn)定性、膜表面品質，以及薄膜的光電耦合性和耐環(huán)境性等，以滿足最終用戶不斷變化的要求。

FPCB與剛性HDI板一樣要適應高速度和高頻率信號傳輸要求，撓性基材的介電常數和介電損耗必須關注，可利用聚四氟乙烯和先進的聚酰亞胺基板構成撓性電路[12]。在/聚酰亞胺樹脂中添加無機粉末和碳纖維填料，可產生一種三層結構的可撓曲導熱基板。選用無機填料有氮化鋁（AlN）、氧化鋁（Al2O3）和六角形氮化硼（HBN）。該基材有1.51 W/mK導熱性，可經受2.5 kV耐電壓、180度彎曲試驗[13]。

FPCB制造技術方面，在聚酰亞胺（PI）膜上直接金屬化制造雙面FPCB技術一直在發(fā)展，有一種分子接合劑水溶液新技術，并不改變PI膜表面粗糙度而可增加與化學沉銅層結合強度。采用PI膜進行分子接合處理后直接化學鍍銅，經過半加成法流程制作雙面撓性印制線路板，簡化工序及有利環(huán)保，對結合力、彎曲性和可靠性等都達到要求 。

自二十世紀我國現(xiàn)代圖書館事業(yè)發(fā)軔，社會中的知識群體逐漸從傳統(tǒng)的書齋、藏書樓走出，開始利用新式公/私型圖書館進行學術研究，圖書館也因此成為文化的載體和學術思想的集散地。新式圖書館在彰顯面向社會普遍開放的現(xiàn)代性的同時，也繼承了我國古代藏書注重版本目錄研究的文獻整理傳統(tǒng)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)知識生產方式與現(xiàn)代圖書館服務模式的有效結合。民國時期國立北平圖書館編纂委員會及編纂群體，就是致力于這類知識生產與服務的典型代表。

還有用印刷自催化電子線路技術，以成卷式生產（R2R），先在PET膜上印刷涂覆具有自催化性的油墨，然后進入化學鍍銅槽中，由于油墨具有自催化能力在油墨上沉積銅層，形成銅導體圖形，完成PET膜上的金屬細線路制作。

FPCB應用市場如智能手機、可穿戴設備、醫(yī)療設備、機器人等，對FPCB性能結構提出新要求，開發(fā)出FPCB新產品。如超薄撓性多層板，四層FPCB從常規(guī)的0.4 mm減薄至約0.2 mm；高速傳輸撓性板，采用低Dk和低Df聚酰亞胺基材，達到5 Gbps傳輸速度要求；大功率撓性板，采用100 μm以上厚導體，以適應高功率大電流電路需要；高散熱金屬基撓性板是局部使用金屬板襯底之R-FPCB；觸覺感應性撓性板，由壓力傳感膜和電極夾在兩個聚酰亞胺薄膜之間，組成撓性觸覺傳感器；可伸縮撓性板或剛撓結合板，其撓性基材為彈性體，金屬導線圖案的形狀改進成為可伸縮。

6 印制電子

印制電子歷史很早，只是近幾年勢頭興盛，預測到2020年代中期印制電子將有超3000億美元的市場。印制電子技術應用于印制電路產業(yè)，是印制電路技術的一部分，這在行業(yè)內已成共識。把控印制電子技術和印制電子市場的重要手段是掌握標準。全球都積極參與印制電子標準化組織，國際標準化組織IEC建立了印制電子技術委員會（IEC/TC119）開始印制電子國際標準制定。IPC提出了印制電子標準框架，并且IPC與JPCA合作搶先發(fā)布了印制電子基材要求、印制電子功能性導電材料要求和印制電子設計指南三份標準。

印制電子不斷發(fā)展可看到商業(yè)應用的前景非常廣闊，現(xiàn)在已有PCB制造商投入印制電子，他們從撓性板開始，用印制電子電路（PEC）替代印制電路板（PCB）。印制電子技術最接近FPCB，目前基材和油墨材料繁多，一旦性能與成本有突破就會大量應用，降低成本就會開辟更大的市場[14]。非電子行業(yè)的印刷公司也跨躍投入印制電子電路，PCB制造商更不要錯失機會。

歐洲OE-A協(xié)會對該產業(yè)景氣調查顯示，這個年輕的產業(yè)發(fā)展有一個光明的未來。有機和印制電子的混合系統(tǒng)有助于產業(yè)的成長，OE-A確定了最新版本路線圖。傳統(tǒng)的硅和印制電子組件結合的混合系統(tǒng)，這可能開辟了新的PCB產業(yè)。這些混合技術包括大面積光刻、網版印刷或噴墨打印，及撓性PCB技術[15]。

印制電子技術的重要一方面是材料，包括基材和功能性油墨。撓性基材除現(xiàn)有FPCB適用外，也開發(fā)更高性能基材，目前有陶瓷和高分子樹脂混合構成的高介電基板材料，還有高溫基材、低溫基材和無色透明基材、黃色基材等[16]。印制電子除使用一些聚合物材料外，還需功能性油墨材料，主要是導電油墨，不斷地向提高導電性、印刷適應性、低成本化發(fā)展，目前可供印制電子產品選擇的導電油墨種類已很多了。另外還有壓電、熱電、鐵電材料，在印制電子中組合使用能發(fā)揮多功能性。

印制電子技術的又一重要方面是印刷工藝與相應的印刷設備，這是傳統(tǒng)印刷技術的創(chuàng)新發(fā)展。印制電子可以應用不同的印刷方法，如凹版印刷、凸版印刷、網版印刷和噴墨打印。網版印刷已在PCB制造中應用，工藝成熟與成本低，目前是向自動化、高精細化發(fā)展，如印刷線寬/線距（S/L）的分辨率通常是100 μm/100 μm，在向L/S低于50 μm/ 50 μm邁進。噴墨打印在PCB制造中應用的范圍在擴大，從標記符號、阻焊劑到抗蝕圖形，進一步直接打印導電圖形；同時噴墨打印向圖形高精細化和快速化發(fā)展。如新的氣溶膠噴射技術明顯優(yōu)于壓電式噴印，形成導線達到細精與立體化要求，可以在平面或立體構件上直接打印電子電路及元件[17]。還有噴墨打印同時采用激光照射瞬時固化油墨的方法，導電線路厚度與寬度比1.0以上，如線寬10 μm，線高也有10 μm，實例有在PI膜上制作線路寬30 μm、線厚20 μm的FPCB。

印制電子目前重點應用是低成本的制造射頻識別（RFID）標簽，可以成卷印刷完成。潛在的是印刷顯示器、照明和有機光伏領域?？纱┐骷夹g市場是當前新興的一個有利市場。可穿戴技術各種產品，如智能服裝和智能運動眼鏡，活動監(jiān)視器，睡眠傳感器，智能表，增強逼真的耳機、導航羅盤等?？纱┐骷夹g設備少不了撓性電子電路，將帶動撓性印制電子電路的發(fā)展。

印制電子和三維(3D)打印制造已經被市場炒作，它們都被看作制造電子電路的新方法，會給PCB行業(yè)產生巨大的變化。現(xiàn)在已經出現(xiàn)3D打印機和開發(fā)的印制電子材料，制作出印制電路板和組件[18]。3D打印和印制電子采用新思維及先進的設備與材料，會進入PCB領域。

7 埋置元件PCB

埋置元件印制電路板（EDPCB）是實現(xiàn)高密度電子互連的一種產品，埋置元件技術在PCB有很大的潛力。日本和歐美的PCB制造業(yè)在衰退，而他們在從開發(fā)埋置元件PCB找產業(yè)發(fā)展出路。國外一些PCB制造商開發(fā)了埋置元件PCB制造技術，提高了PCB的功能與價值，除了在通信產品應用外，也在汽車、醫(yī)療和工業(yè)應用等領域提供了機會。在國際標準機構IEC/TC91開展的埋置元件印制板標準（IEC 62878），現(xiàn)已經過投票表決和完成最終國際標準文本，預定在2014年發(fā)布。

EDPCB的發(fā)展，從碳膏制作的印刷電阻和鎳磷合金箔制作的薄膜電阻，以及夾有高介電常數基材構成的平面電容，形成埋置無源元件印制板，到進入埋置IC芯片、埋置貼片元件，形成埋置有源與無源元件印制板。現(xiàn)在面對的課題有埋置元件復雜化及EDPCB的薄型化，以及散熱性和熱變形控制、最終檢測技術等。

元器件埋置技術現(xiàn)在已在手機等便攜終端設備中應用。EDPCB制造工藝進入實用的有B2it方法，可以實現(xiàn)高可靠性和低成本；有PALAP方法，達到高層數和低功耗，被用于汽車電子中；有埋置晶圓級封裝芯片的通信模塊，體現(xiàn)良好的高頻特性，今后會有埋置BGA芯片的eWLB出現(xiàn)[19]。隨著EDPCB設計規(guī)則的確立，這類產品會迅速發(fā)展。

埋置芯片的PCB已經邁向商品化，被用于高度小型化封裝的移動通信中、高端服務器中、汽車控制單元等。更高水平的研究是埋置高功率模塊PCB應用于電動汽車，目標是用于一個混合電動力汽車的50 kW逆變器的制造，預計埋置技術可以滿足全電動汽車的苛刻的要求[20]。埋置元件擴展到撓性印制板范疇，例如以全聚酰亞胺基材和埋置芯片與貼片元件構成的五層FPCB，厚度260 μm。

EDPCB發(fā)展的重要因素是可被埋置的元件或形成元件的材料，正在開發(fā)能直接埋置于PCB的薄小型電阻器、電容器與芯片模塊等。還有開發(fā)填充陶瓷粉末的聚合物復合材料，具有介電常數高、高頻率下介質損耗小、電介質層厚度薄，可制作PCB內層射頻電容。EDPCB逐步通過設計規(guī)則、元件制作與PCB制作的配合，以及成品檢測、缺陷返工等保證品質。把EDPCB不斷推向商品化。

8 表面涂飾

PCB表面銅層需要保護，目的是防止銅氧化和變質，在裝配時提供連接可靠的表面。PCB制造中一些通常使用的表面涂飾層，有含鉛或無鉛熱風整平焊錫、浸錫、有機可焊性保護膜、化學鍍鎳/金、電鍍鎳/金等。哪種表面涂飾層佳？這需從適合性和成本考慮，至今沒有定論。當前的發(fā)展主要是對于精細線路PCB的表面處理。

HDI板和IC封裝載板的表面涂飾層現(xiàn)從化學鍍鎳/金（ENIG）發(fā)展到化學鍍鎳/鈀/金（ENEPIG），有利于防止元件安裝后出現(xiàn)黑盤而影響可靠性?，F(xiàn)有對ENEPIG涂層中鈀層作了分析，其中鈀層結構有純鈀和鈀磷合金，它們有不同的硬度，因此用于打線接合與用于焊接需選擇不同的鈀層。經過可靠性影響評估，有微量鈀存在會增加銅錫生長厚度；而鈀含量過多會產生脆性之鈀錫合金，反而使焊點強度下降，因此需有適當鈀厚度。

從PCB精細線路的角度來說，表面處理應用化學鍍鈀/浸金（EPIG）比化學鍍鎳/鍍鈀/浸金（ENEPIG）更佳，減少對精細圖形線寬/線距的影響。EPIG鍍層更薄，不會導致線路變形；EPIG經焊錫試驗和引線鍵合試驗能達到要求[21]。有認為鎳的導電性差以及有鐵磁性，這對高頻域電磁產生不利影響，因此對于細間距高速電路的表面涂飾用鈀金層（EPIG）更適合[22]。又有新的銅上直接化學鍍鈀（EP）或直接浸金（DIG），或者銅上化學鍍鈀與自催化鍍金（EPAG）涂層，其優(yōu)點是適合金線或銅線的打壓接合，因沒有鎳層而有更好高頻特性，涂層薄而更適于細線圖形，并且減少工序和成本[23]。

對于ENIG有可能產生黑盤和脆性，鎳層被腐蝕為缺陷產生的因素。緩解減輕鎳腐蝕的對策為控制鎳鍍層的磷含量，可以緩解鎳腐蝕；同時在浸金溶液控制金含量，可以減少對鎳層侵蝕。通過改變添加劑，以及某些操作參數來恰當控制相互作用。

PCB最終涂飾層的改進，另外有推出化學鍍鎳浸銀（NiAg）涂層，銀有良好導電性、可焊性，鎳有抗腐蝕性。有機涂層OSP進行性能改良，提高耐熱性和焊接性。還有一種有機與金屬復合（OM）涂層，在PCB銅表面涂覆OM涂層有良好的性價比[25]。

9 清潔生產

“綠色”和“環(huán)境友好”現(xiàn)是PCB制造技術進步的重要標志。除了設法采用印制電子和3D打印這類革命性清潔生產技術外，現(xiàn)有PCB制造技術向清潔生產改良是在不斷進行。如尋找替代有毒有害物質的材料，減少加工步驟，和減少化學藥品的消耗，以及減少水和能源的用量，及材料的可回收利用等。具體有采用無毒害無機材料作阻燃劑，同時也改善電氣性、導熱性和熱膨脹系數等的無鹵素基材；采用激光直接成像減少作業(yè)工序和材料消耗；采用半加成法減少電鍍銅和蝕刻銅的消耗；采用直接金屬化孔工藝，及化學沉銅液中取消有毒有害物質；采用導電膏印刷使導通孔互連加工清潔簡便。

直接金屬化技術很早就存在，多年的發(fā)展趨于成熟。直接金屬化工藝有碳黑系和導電聚合物系，用碳或石墨、導電聚合物代替鈀活化，化學沉銅液中取消有毒的甲醛、氰化物和難處理的EDTA絡合劑。推出膠體石墨直接孔金屬化技術具有穩(wěn)定的分散性和與多種樹脂良好的吸附牲。膠體石墨直接金屬化工藝在剛性PCB制造應用多年，現(xiàn)可推行于有復雜的盲孔、埋孔和任意層互連的HDI板、撓性板和剛撓板，可減少工序和設備場地、廢水量，有利于環(huán)保，并提升生產效率和最終產品的高可靠性[24]。

PCB生產過程中曾經被稱為廢物甚至是危險廢物，現(xiàn)在都不再是“廢物”。如多余的銅蝕刻液，微蝕刻處理液、電鍍清洗液都趨于在線回收處理。一些新設計的生產線設備，不管是蝕刻線或垂直電鍍線與水平電鍍線，都考慮了配置在線回收再生裝置，還有如分段間氣刀合理配置，循環(huán)泵的節(jié)能，自動分析添加藥液延長藥液壽命等措施，既有利于提高品質，又有利于節(jié)能環(huán)保。

PCB生產工藝主流是減去法，即蝕刻銅箔得到導電線路，需消耗大量金屬銅和化學藥水。現(xiàn)在半加成法逐步推行，減少了物料消耗。全加成法仍然是技術發(fā)展目標，是更加清潔的生產。現(xiàn)有激光直接構件（LDS：Laser Direct Structuring）技術開發(fā)，可以用于制造電子電路和元件集成的模型互連器件，LDS工藝采用熱塑性塑料和金屬氧化物材料，由激光成型和電路金屬化。另有“eSurface”加成法技術，技術核心是一種共價結合鍵溶液，比現(xiàn)行的減去法制作PCB減少了十幾個步驟。主要步驟為赤裸基板浸入eSurface溶液形成涂膜，基板曝光、顯影（可LDI成像），進入化學鍍銅，得到線路圖形。這可以改變許多電路板包括HDI板和高性能板的制造，電路圖形不局限于二維平面，曲面也可以形成。

10 以市場為導向，催生印制電路新產品、新技術

PCB產品經久不衰，在于應用領域增加，市場不斷擴大；而PCB要適應市場的變化，也就不斷研發(fā)新技術、推出新產品。近幾年來，PCB市場重點從計算機轉向通信，這兩年更是轉向智能手機、平板電腦類移動終端。因此，這兩年PCB的增長點主要就是這些移動終端用HDI板、FPCB及R-FPCB。

2014年智能手機、平板電腦類移動終端市場增長放饅，激烈的市場競爭迫使智能手機、平板電腦設備變換花樣，如增加新功能與更薄更輕。那么，為之配套的HDI板、撓性印制板也就更密、更薄。PCB達到更密更薄則HDI板技術從含芯板積層發(fā)展為無芯板任意層互連積層（Any layer），同樣功能的任意層互連積層HDI板比含芯板積層HDI板面積和厚度可減少約25%。移動終端的輕薄化也助長FPCB 與R-FPCB的應用，它們也必需高密度化，F(xiàn)PCB的線路密度（L/S）普遍比剛性板高，而且R-FPCB多層板也采用積層式工藝，可以稱為剛撓結合HDI板（RF-HDI板）。智能手機、平板電腦類移動終端市場增長速度不如前幾年，但仍在增長，尤其是智能手機用PCB仍會是PCB的主要增長市場，是HDI板和R-FPCB板新技術發(fā)展驅動力量。

通信領域除了移動終端變化外，同步發(fā)展的是通信基站設備和傳送網絡。3G的發(fā)展熱潮約有五個年頭，現(xiàn)在被4G所替代。2014年中，許多通信基站設施就進行更新?lián)Q代，帶動了高多層板和大背板的需求和技術發(fā)展。4G特征是信號更高頻率、傳輸速度更快，適宜高速傳輸的PCB就應有適合的電氣特性，較小的信號損耗。4G通信對PCB的信號完整性提出了新的技術要求。

汽車電子提升了汽車的功能作用和產品類別，推動了汽車產業(yè)發(fā)展。汽車用PCB市場在持續(xù)上升，2013年約有45億美元。汽車用PCB種類很多，包括普通板、HDI板、撓性板和金屬基板等，應用于汽車不同部位有不同耐環(huán)境條件。汽車PCB領域將長期穩(wěn)定地發(fā)展。進入汽車行業(yè)的PCB制造商首先要得到汽車行業(yè)質量保證體系的認證，再就是PCB制造技術能力的保證。按照汽車不同部位對PCB性能有不同要求，PCB加工工藝也有特殊性。PCB制造商應積極應對才能進入汽車電子市場。

新興的穿載電子設備、醫(yī)療電子設備開始登場。穿戴式電子裝置外型輕巧，本身還具有整合、輕軟、無線、泛用這四大特點，近幾年市場快速增長。解析智能手表和谷歌眼鏡的結構，可見PCB的配置特點。穿戴式電子裝置需要埋置元器件的硬板、能彎折和伸縮的軟板、整合芯片的IC載板。為適合無線信號傳輸，PCB采用低Dk和低Df的基材。對于植入身體的醫(yī)療用PCB是有選用純貴金屬（金、鉑）為導體和生物惰性基材（PI或LCP），得到貴金屬PCB，如用于血糖傳感性、診療導管和人工耳蝸等。

物聯(lián)網智慧家庭、智慧城市提出，將是電子信息產業(yè)新的增長點，將會配置許多新的電子設備，也就會有許多新的PCB需求。現(xiàn)在僅是起點，成為熱點尚有時日，但也需早作準備，及時加入。

以上PCB技術熱點是閱看2014年印制電路行業(yè)相關資料信息，以本人認識而集成。因為綜觀，類似走馬看花，未能詳述。還有檢測技術、生產自動化等方面未能列出，認識難免有偏見或不完全之處，僅供參考。

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Looking at the PCB new technology in 2014

GONG Yong-lin

According to the relevant information, we collect the PCB technology development hot spots in 2014 including the HDI board,FPCB and R-FPCB,IC substrate, heat conducting board,embedded component board, and printed electronics etc.. We also look at the trends of PCB technology development in the past year.

PCB Technology; Development; Overview; in 2014

TN41

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1009-0096（2015）01-0008-07