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积层法多层板发展大记事

 更新日期: 2007-10-25 10:53:05  作者:  祝大同     来源: pcbcity



  (1998年至今)

  自1998年起,积层法多层板的发展迈入了——成熟期阶段。它标志是BUM发展,走向了成熟期、技术向高层次、高水平发展期、大生产的实用化期、以及实施标准化期。

  积层法多层板的发展迈入了成熟期阶段。实际用化的大生产的进行、标准化的纳入、BUM在新应用领域的采用(包括在IC封装基板上的应用等)、在整个多层板的采用比例的很大的提高、在世界上掌握该技术的国家、地区的范围的扩大(如亚洲其它地区的加入等)等,都表明积层法多层板已经发展到了一个新阶段。

  BUM成熟期阶段的发展特点表现在:

  在BUM兴起初期阶段中所涌现出的几十种BUM工艺法,通过几年的“大浪淘沙”,“优胜劣汰”,形成了高水平的工艺法占领了绝大量的需求市场。

  在世界上BUM的生产格局,发生了大的变化。尽管日本仍在技术、产量占居领先,但亚洲的BUM的生产能力发展高速。

  由于在1998年实现小型化封装的CSP,在世界上开始走入实用化,开拓了BUM在 IC封装上应用的新领域。

  在对BUM 性能、可靠性、成本性有更高的要求下,高层次、高水平的BUM技术的得以问世。在BUM的导通孔布设上,出现了‘直列状’的连接的形态。它是通过激光激光的孔而形成直列连接下一层导通孔的结构。这种称为迭加导通孔(也被称作“跳跃孔”)的导通孔结构上的创造,可更好地整合特性阻抗(Zo)。并由于这种迭加孔结构缩短了层间的导通距离而可达到更快的层间信号传输。它还可构成了同轴电路信号线的配线方式。伴随着迭加导通孔的出现,采用电镀法、导电膏法等进行导通孔的填充技术也得以出现,并得到较大的发展。 在BUM工艺制造上,出现了通过已有的多个BUM法工艺技术的融合,开发出新型BUM的成果。

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韩国三星电子公司曾在BUM制造技术方面与日本Ibiden公司开展过合作,并于当年在它所属的釜山工厂内投入生产。

 

美国杜邦公司,开发成功有利于激光钻孔加工的芳酰胺纤维基板的积层法多层板。

 

世界上第一部有关积层法多层板的专门标准问世(日本JPCA标准:“积层法多层

板—— 用语.试验方法.设计例”,JPCABU011998 )。它标志着BUM迈入到规范

化、标准化阶段。

 

从事BUM生产的厂家有明显的增加。以日本为例,根据日本印制电路行业协会

JPCA)的统计和预测,日本在1997年有21BUM生产厂家,产值达到278亿日

元。1998年增加到为29家,产值达到656亿日元。

 

日本发表了采用铜电镀进行孔的金属填充的BUM制造技术成果。

 

亚洲的BUM技术与生产开始初露头角。欧洲手机市场的扩大的驱动下,出现了

BUM生产的阶段性高增长(1999年— 2000年)。

 

韩国三星电子公司完成了三代BUM的开发方案。第一代称为“Sam Build A型”。工艺路线为“RCC/ 激光法”。第二代称为“Sam Build B型”。 工艺路线为“热固性树脂作绝缘层 / 激光法”。 第三代称为“Sam Build C型,工艺路线为“光致通孔(via on via通孔型)法”。前两种工艺法为三星电子公司由国外引进的采用BUM技术制造的有机基板在BGACSP封装上开始得到工业化的应用。使BUM开辟了新的应用领域。

 

台湾华通电脑公司、楠梓电路公司、欣兴电子公司、耀文电子公司、耀华电子公司开始从事BUM的研试和小批量生产。

 

1999年台湾的欣兴电子公司(WWEI)、佳鼎科技公司(Vertex)分别向日本IBM公司引进了光致成孔法的BUM——“SLC”工艺技术。

 

由中国印制电路行业协会(CPCA)组织召开的“ 98上海国际PCB报告会”上,由著名PCB市场专家中原捷雄及松下电工株式会社分别首次向中国PCB业介绍了BUM在世界上(主要是日本)的发展现状。

 

在由CPCA主办的《印制电路板信息》刊物上,首次开始连载刊登了由林金堵等

编写的“积层法多层板基础技术讲座”(共16讲),在我国PCB业中全面系统地首次

介绍了国外BUM的技术进展。

 

实现小型化封装的CSP,在世界上开始走入实用化。同时,半导体封装的有机基板的应用也开始得到了很大的扩展。在使用有机材料制作的BUM,应用于半导体芯片的裸芯片安装、倒芯片的芯片直接安装(Direct Chip Attach DCA)上,有相当广阔的前景。这一发展,开拓了BUM IC封装上应用的新领域。

 

松下电子部品公司开发出适用于CSPMCM等小型封装的裸芯片安装的ALIVH

基板,称为ALIVHB基板(ALIVH for Bare chip Mounting )。ALIVHB

ALIVH有更加微细布线(导通孔直径为120μm,焊盘直径为250μmL / S 50μm

 / 50μm)的特点。更适应于封装和模块高密度布线的需要。

 

东芝化学公司首次发表了无卤化RCCTLD152)。随后多个基板材料生产厂家

也开发出此类RCC产品,使BUM用基板材料向绿色化方面推进了一步。

 

台湾雅新电子公司(Ya Hsin)还引进了松下电子部品公司的“ALIVH”积层法多层板制造技术。

 

韩国LG电子公司、KCC有限公司、EZ COM有限公司大德电子有限公司等几家

大型PCB厂也都纷纷开始介入BUM生产,并将发展BUM作为公司产品发展的工作

重点。所生产的BUM ,主要是为移动电话、PDA配套。

 

 

在香港的美维公司、Elec & Eltek公司、OPC公司开始可规模生产BUM。所采用的是工艺路线为“RCC/ 激光法”。主要用于移动电话上(少量还用于IC封装基板上)。其中在

1999年时,OPC公司月产1000 m2   Elec & Eltek公司月产2000 m2

 

台湾工研院材料所在台湾PCB业初期上马BUM的工作中,起到十分重要的推动作用。它在1998年—2001年间,将开发出的BUM技术(主要是涂树脂铜箔/ 激光成孔类BUM),先后向台湾的不少PCB厂进行了转让。转让厂家主要包括:华通电脑、楠梓电路、欣兴电子、群策、台湾电路、佳鼎科技、南亚电路等。在涂树脂铜箔(RCC)方面还向长兴化工、南亚、台光电子等覆铜板厂家进行了技术输出。

 

台湾一些大型PCB厂家纷纷将部分的BUM生产业务转移到中国内地的台湾投资厂来生产。他们主要是:华通电脑公司在惠州投资建立的PCB 耀文在昆山投资建立的PCB厂(称为耀宁厂)、楠梓电路公司在昆山投资建立的PCB厂(称为昆山沪士厂)、耀华电子公司在上海投资建立的PCB厂(称为展华厂)、佳鼎电子公司在苏州投资建立的PCB厂(称为佳通厂)、欣兴电子公司在深圳投资建立的PCB厂、南亚电子公司在昆山投资建立的PCB厂等。

 

JPCA展览会上,日本Meiko公司展出了被称为“MVIA”的BUM新成果。

采用“MVIA”工艺的BUM,主要用于作为0.5mm节距的CSP基板。该技术成果核心内容与特点,是Meiko公司独自开发成功的积层法层中的迭加导通孔(由激光钻孔加工出孔形)的技术。并且利用迭加导通孔与内芯基板贯通孔,共同形成了“直列连接”的结构形式。这种迭加导通孔(stack via)也被称作“跳跃孔”(skiped via)。)它的结构上的创造,是在BUM在导通孔结构形式上从“曲线状”到“直线状”的一个重要发展。

 

日本在用电镀法进行导通孔填充技术上,开发出了周期性反电流(Periodical Reverse Current 简称 PRC)工艺法及电镀液中的型添加剂(如:SPSPEG4000Thiourea等)。

 

大昌电子公司开发成功最新的填充导通孔技术。这项技术可对三个线路层结构的迭

加导通孔进行金属填充。大昌电子公司运用该技术所制造的BUM,已应用在高性能的

半导体封装基板及数码摄像机主板等方面。

 

日本凸版印刷公司针对封装基板用积层法多层板的特殊要求,开发出“T PPP”(Toppan Prepreg Plating Process )工艺的BUM,并投入大生产,实现商品化。这种基板用于高性能CPU或可实现高度图像处理的LSI上它一般多为4层以上的多层板。其L / S 25μm / 25μm,通孔径/ 连接盘径为 50μm / 80μm

 

日本富士通公司采用积层法开发、制造出高多层印制电路板。它的各层间的电气连

接,是通过微细直径的金属化孔来实现的,在导通孔的制作上,采用了顺序叠层法。各层构成,表现出制作工艺的多样化。

 

在日本20021月召开的展览会上,首次公开发表了日本松下电子部品公司的

ALIVH”与VICTOR公司的“VIL”的两种积层法多层板工艺融合

的新结构BUM ——“ALIVH + VIL”。它的内芯基板采用ALIVH,外部电路层(积层

法层)采用VIL,从而弥补了各独立构造的基板结构的不足。使这种基板更能发挥其布

线自由度高、图形微细化的特性。

 

松下电子部品公司的ALIVH基板,自199610月起在移动电话中使用以来,到2002年初在移动电话应用的台数累计突破1亿台。在2002年初松下电子部品公司所生产的ALIVH,应用在日本国内移动电话的占有率为50%。并且在2.5G3G型的手机上得到采用。

 

以用蚀刻法形成凸块为技术特点的DTCT公司的“NMBI”积层法多层板技术与东芝公司的“B2 it”技术进行融合,开发成功“Club B2 it”的新结构BUM。在该板中,运用“B2 it”技术制造的基板作为内芯基板,积层法层由“NMBI”工艺法制成。这样使起到导通各层电路作用的凸块的直径缩小到70μm。并且层间电气的连接可靠性有了更大的保证,积层法层还实现了“导通孔上导通孔(via on via)”的结构。

 

日本CMK公司采用直流电镀铜的新工艺,确立了导通孔的填充技术,并实现了此种BUM的规模化生产。

 

日本Denso公司开发成功一种多层板的新工艺技术及其产品。这项技术被称为PALAPPatterned  Prepreg  Lap up  Process ), PALAP基板“继承了过去全贯通孔和积层法多层板的各种优点, 全部各层中都体现了通孔直列层间排列的结构及可再循环化、低成本的特点。”

 

2002年日本也在中国内地的投资厂开始大规模的生产(或筹备生产BUM产品。他们主要有:CMK公司在无锡投资建立的PCB厂(称为希门凯电子有限公司)、Ibiden公司在北京投资建立的PCB厂(称为楫斐电电子(北京)有限公司)、大昌电子公司在深圳投资建立的PCB厂(称为大昌微细线路有限公司)、日本IBM公司在上海投资建立的PCB厂等。

 

由于台湾的BUM 制造业的高速发展,制造BUM用激光钻孔机在台湾PCB业中

的拥有的数量方面,其近几年中增长十分惊人:在1998年,台湾只激光钻孔机18台,

1999年增加到42台,到2000年已达到150台,到2002年底突破300台。在现有的

304中,包括有37台是台商在中国大陆投资建立PCB厂所购置的台数。在304台中

291台为CO2光源型的激光钻孔机。台湾的华通电脑公司所拥有的激光钻孔机数量

最多,共有92台(有30台添置在中国大陆的投资厂中)。其次拥有较多台的厂家依次

是:南亚电子公司(65台)、欣兴电子公司(20台)、楠梓电路公司(20台)、群策公

司(15台)。

 

日本住友重机械工业公司由于采用了双电流系统的新技术,使加工产量有了飞跃性的提高。该公司的CO2激光机的钻孔加工的速度已可达到2000/ 秒,UVYAG激光机可达到700/ 秒。

 

1999年起,我国内地PCB厂(所)开始自行开发BUM技术,这些厂(所)其中包括:广东汕头超声电子公司、深南电路公司、北京15所、江南计算技术研究所等。并在近一、两年来取得了一定的成绩。但大生产的规模不大。北京15所发表了通过自行研究、试验,开发出在RCC(由东莞生益科技公司提供)基材上,取代激光钻孔加工、用浓硫酸蚀刻微细通孔的技术制造BUM的成果。这在目前业界中实属于独创。

 

松下电子部品公司又推出了吸水率低、刚性强度高、剥离强度高、制造成本降低的

ALIVHG基板。它的纤维增强材料用电子级玻纤布代替了ALIVH用的芳酰胺纤维无

纺布。

 

美国IBM 公司采用倒芯片连接的“C4”技术和积层法多层板的“SLC”技术的融

合,开发成功新型半导体封装产品。其中,“SLC 多层板的导通孔,采用了激光法加

工实现了这种封装基板的48μm的微孔径。该成果再通过美国Amkor Techology 公司, 香港ASAT公司,台湾 Advanceol Semiconductor Engineering公司三家的通力合作,推进了它实现的工业化生产。并在2002年四季度走向市场。

 

日本东芝公司发表了利用“B2 it”技术制作的内藏无源元件的积层法多层板。

 

在日本一次性层压成型多层板制造法(以下简称为:“一次层压法”)的开发十分活

跃。这是在现有积层法多层板技术基础上的又一个技术进步。它比积层法制造工艺又