摘 要 本文主要分析了HDI PCB近期的发展趋势，主要包括未来12-18个月HDI PCB技术发展趋势的调查、统计数据，近期HDI PCB发展的技术和市场趋势分析。
关键词 PCB HDI 技术发展趋势分析 市场发展趋势分析
Analysis of the Development Trend about HDI PCB in the near Future
Yang Hongqiang Wang Hong
Abstract The paper mainly analyzes the development trend about HDI PCB in the near future, including the survey and statistics data of the technology trend about HDI PCB during the next 12-18 months, and analysis of the technology and market trend about HDI PCB.
Key words PCB HDI analysis of the technology trend analysis of the market trend
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1，2005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。
表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
板 |
IC
载板 |
常规FPC |
多层FPC和
刚-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IEK、TPCA（2006/06）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年10月-11月调查的数据表明（有效的调查者为北美244个PCB设计者、制造者和装配者，其中79.5%的调查者来自OEM，8.2%来自EMS，7.4%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% |
|
刚-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层 |
75.0% |
74.2% |
-1.1% |
|
8-10层 |
57.4% |
61.1% |
6.4% |
|
12-18层 |
38.5% |
44.3% |
15.1% |
|
18-24层 |
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Tg（170℃-200℃）的增多，精细线路（线宽/间距为3mil/3mil）的增多，薄铜箔（厚度为1/4OZ和3/8OZ）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1/4OZ和3/8OZ）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色环保化（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/3mil、2mil/2mil
孔径的微小化，孔径从目前主流的4mil过渡到将来的3mil、2mil
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阶
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 PCB，3+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1～5+N+1～5的HDI 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
表11是台湾工研院IEK（2006/04）预测的2006年～2007年国内手机年产量。
表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Multek和M-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：
信息一：2007年2月26日，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）；另一是走高端特色化（如商务通、GPS、手写、触摸屏、微电脑等技术）。因此对于HDI PCB业者而言，如果将本土手机制造商作为主要客户，那么一方面要降低制造成本；另一方面要紧紧跟随手机制造商的发展战略，并给予积极配合以支持我国的民族产业，以使得企业持续发展、壮大。
参考文献
[1]Mike Buetow. 2007: The Year of HDI. Circuits Assembly. January 2007
[2]PCB板采用多层电路板技术实现0.1mm厚度. 电子设计应用. 2004.5
[3]http://www.pcbcity.com.cn
[4]http://www.tpca.org.tw
[5]http://www.iek.itri.org.tw
[6]闫薇. 再发生产牌照 国内手机闻则生变. 经济观察报. 2007-3-5