# r' @9 ]5 W9 Y7 b. @- i 智能手机及平板电脑加温Any Layer HDI需求
6 ^" o1 k) F, o& U& Z8 G# A 一般功能型手机内部PCB板采用1+2+1的HDI设计,中阶和高阶的智能型手机采用2+2+2和3+2+3设计,分别使用4层和6层HDI。另外,iPad1是1+8+1,iPad2是3+4+3,一共使用6层HDI,即Any-Layer HDI,将厚度降到仅有0.88公分,iPad1厚度为1.34公分。新款iPad能够较上一代薄型化1/3,最主要原因是HDI由原先传统多阶板进化为Any-Layer,且Any-Layer上钻孔密度更高,然因孔径过小,在进行全通孔必须以雷钻取代机钻。未来的iPhone5会仿效iPad2再轻薄化,全雷钻制程将持续发展。苹果智慧型手机及平板电脑产品带动HDI板需求增加。苹果iPhone4 和iPad2采用的Any Layer HDI将引发行业热潮,预计未来Any Layer HDI将在越来越多的高端手机、平板电脑中得到应用。现在Any-Layer HDI在智能型手机的渗透率已经逐渐提高,而今年将独领风骚的平板电脑,估计有将近80%以上的机种都采用HDI设计。
1 o; f# O2 L. r 近日市场咨询公司Gartner指出,在平板计算机操作系统占有率上,苹果去年的市场占有率是84%,受google的Android系统平台影响,预估今年其占有率将下滑至69%。尽管在未来几年内iPad市场占有率将持续下滑,明年还是将以63%的市占率居冠,2015年也将以47%的占有率领先其它厂商。根据Gartner评估,撇开市占率不谈的话,iPad的销售数量将会持续攀升,从去年的1470万台成长到今年的4790万台,2015年更将达到1.38亿台。
7 m; k. E* m% f3 { iPad2全球主要供货商有四家,健鼎为台湾HDI主板唯一供货商,其余三家为美国的TTM、日本的IBIDEN、MEIKO。备选供应商全部为台湾厂家,分别是南电、金像电、华通、欣兴。
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技术比拼,一线大厂热衷HDI
& F0 H% n0 d4 ]" q T6 B1 z0 r 任意层高密度连接板(Any-layer HDI)为高阶HDI制程与一般差别在于,一般HDI是由钻孔制程中的机钻直接贯穿PCB层与层之间的板层,而Any-layer HDI以雷射钻孔打通层与层之间的连通,中间的基材可省略使用铜箔基板,可以让产品的厚度变更轻薄,从HDI一阶改使用Any-layer HDI,可减少近四成左右的体积。
/ b. i$ L! [1 [( p. X 在Any layer HDI的需求大增下,其PCB厂不仅制造难度大为提高,良率普遍不高,同时也将明显消耗产能,一时之间,一线HDI厂成为抢手货。从今年HDI的需求面来看,毋庸置疑将是难得一见的荣景,但是到底有哪一家业者才可以先驰得点,掌握商机?
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欣兴:目前已经身为全球第一手机大厂的欣兴除了拥有诺基亚、苹果等一线客户之外,Any-Layer HDI的良率表现也属业界前段班,虽然这次的iPad 2并未纳入供应链之列,不过iPhone 5应该是胜券在握。另外,欣兴今年的扩产重点也放在HDI上面,资本支出60亿-70亿元,与去年相当,而目前HDI月产能为220万平方呎,接下来将在芦竹厂新增产能。
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华通:则在去年就开始积极转型,提高高阶HDI比重,现已获得成效。公司今年营运极具转机性,同时在苹果光环簇拥之下,法人认为,华通今年3阶以上的HDI营收比重可望达30%。据华通介绍,今年计划资本支出约7亿-10亿元,用以汰旧换新以及扩增HDI生产设备。
' |) J% s5 W8 [6 Q4 a* u 耀华:目前耀华也积极投入HDI生产,且其最早拥有Any-Layer HDI的量产技术。于此同时,耀华还与宏达电(2498)维持长期的合作关系,并且公司今年将在宜兰增设新厂以扩大HDI高阶制程的生产需求,预计耀华今年的竞争力将会大大提高。
4 ^# {7 K) s! o% K+ D# [ 健鼎:而作为HDI产业的后起之秀健鼎,则在2年前挖角华通研发主管之后,便开始加速进入HDI市场,且其连续接获iPad第一代与第二代的订单。健鼎去年底陆续完成扩产之后,目前其HDI的月产能约100万平方呎, 占整体营收比重约15%~20%,预计今年也将持续扩充HDI产能。
) I5 ?* C3 T) _/ N: q4 x; q 楠梓电: 高雄厂目前PCB月产能约80万平方呎,其中HDI占70%,今年公司将力企稳步成长,并针对HDI制程扩增产能汰旧换新和添购新设备,预估公司届时可增加10-20%的产能。
- b' K0 [+ j" v0 @) J 主流的层间堆叠技术
- J/ o# a u* d Z5 v 目前90%的微导孔是以雷射钻孔的方式成孔,而感光成孔目前也只有日本在使用,而且逐年在减少当中。电浆蚀孔法虽然在数年前曾经风靡过一段时间,但是因为专利的问题,目前只有开发技术的瑞士Dyconex公司在使用;另外,拥有ALIVH技术专利的Matsushita Electric Industry’s,以及拥有B2it技术专利的Toshiba,虽然仍有一定的市场占有率,但是这些基于特定市场需求所开发的制程,尚无法成为微孔板的主要技术;。雷射钻孔已成为非机钻式微孔的主流技术。以下介绍部分层间互连技术。
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1. ALIVH 任意层内互连孔技术
5 k6 q5 y! N* v/ d$ h ALIVH,全称为Any Layer Inner Via Hole,即任意层内互连孔技术。此技术为日本“松下电子部品”(Matsushita Electric Component)的专利制程,是采杜邦公司之“聚硫胺”(poly-Aramid)商品Thermount之短纤纸材,含浸高功能环氧树脂类树脂而胶片,再以雷射成孔与塞入铜膏,并双面压覆铜皮以及线后,即成可导通互连的双面板。这项技术由于没有电镀铜层,仅仅由铜箔构成导体,导体厚度就一样高,有利于形成更精细的导线。松下电子与奥特斯科技与系统技术股份公司今日就授权AT&S使用松下ALIVH技术——任意层内导通孔多层印制电路板一事签订授权许可协议。
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其具体流程如下图所示。
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2. FVSS 任意叠孔互连技术
1 |* \9 [( p0 G" ^" ] 日本揖斐电自行研制的任意叠孔互连技术(FVSS)技术用镀层将钻孔填满,再使得钻孔堆叠起来。其流程如下图所示:
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8 ^% g6 I* `. t 3. B2it 嵌入凸块互连技术
9 J6 u% u9 ^- c6 x3 l B2it技术是’1997年6月由日本东芝开发的。B2it(Buried Bump Imterconnection Technology)是一种嵌入凸块而形成的高密度互连技术(HDI),与传统的印制板工艺最大区别是,印制板层间电气互连不是通过“孔”来形成的,而是通过一种导电胶凸块穿透半固化片连接两个面铜箔来完成的,因而不需钻孔、化学镀铜和电镀铜等生产过程。
" t2 O9 d; u Z( T! U" } 首先将导电胶(含银或铜等)印制于铜箔上,烘干后形成导电凸块。在压制互连过程中,加压和加热使导电凸块穿透半固化片树脂层,经过层压互连后的板进行传统的图像转移工艺来形成双面板。依此类推,在此双面板上叠上半固化片和带有凸块的铜箔,经过压制,图像转移便可形成4层板、6 层板等。
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; @/ E1 X: D" d4 }1 W; Z3 K 4. NMBI 铜凸块导通互连
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此项技术由日本North公司开发。其主要方法为:使用长在铜箔上的铜凸块来作各层间线路的导通,如此可以省去传统导通孔制作时所需的钻孔(机械钻孔或是雷射钻孔)以及电镀两个制程。更好的是,可以避免因电镀造成的镀铜不均,以致在蚀刻时线路宽度不易控制,以及造成阻抗难以掌控。生产工艺如下图所示。
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+ H. J9 P. q, L: _" P 5. PALAP
: N1 n7 Z& s- s# Y 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PALAP(Patterned 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。”其生产流程如下图所示:
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Any Layer HDI,技术为王
5 G$ C% f$ E1 z) m9 R 针对Any Layer HDI制程,目前厂家良率普遍不高。为了回避专利困扰,PCB大厂目前仍主要采用镭射钻孔后镀满孔的方式来进行层间连接。然而,针对部分应用,不少一线PCB厂仍然纷纷寻求其主要技术所有人的授权。
0 O9 S/ M8 d6 }7 @, Y5 e 松下电器授权欧洲最大PCB制造商奥特斯ALIVH技术。
P9 E4 W9 c$ Q. V; ~ 三星,UD Alliance获得大日本印刷DNP关于 技术的授权。
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韩国LG、台湾Unimicron Technology等近10家企业获得日本North公司的NMBI专利授权。
Any layer HDI已经来临,你准备好了么?