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PCB加成法和半加成法工艺的发展未来

五月 23, 2019 | I-Connect007
PCB加成法和半加成法工艺的发展未来

近日,Averatek公司总裁兼首席运营官Mike Vinson接受了本刊采访。Mike Vinson和Barry Matties讨论了工厂车间采用加成法和半加成法工艺的优点,也谈到了很多制造商现在面临的挑战和制约,这也导致他们在决定是否要采用这项技术时犹豫不决。

Barry Matties:可以简要介绍一下Averatek公司吗?

Mike Vinson:Averatek原先是SRI International的子公司,现在已经从母公司独立了出来。Averatek约成立于12年前。在过去的7年里,我们一直以各种方式专注于印制电路行业。其中一种方式就是半加成法工艺。我们有一种特殊油墨可以打印出非常薄的铜层,在这种铜层上我们可以采用半加成法进行后续生产。我们可以在最初形成的超薄铜层上进行蚀刻,留下的走线几乎不会产生任何变形。所以可以生产出具有非常精细线宽和线距的电路。

Matties:加成法工艺具有快速发展的趋势。推动这项工艺不断发展的主要因素是什么?

Vinson:没错,很多人对加成法和半加成法工艺都非常感兴趣,主要是因为这类工艺可采用更少的工艺步骤制造出更精细的走线。有了加成法工艺,你不需要进行很多蚀刻操作,也不需要在蚀刻过程中浪费很多化学品或材料。你也可以减少这些步骤、缩短加工时间,并且能够最大程度地减轻这些加工步骤导致的电路损伤。

Matties:我们看到有些公司完全使用加成法工艺来印制电路板。这项技术对于快速制造样品非常有利。如果你想要生产某个产品,你早上把它设计好,到了中午就可以生产出来。这是我们前进的方向吗?

Vinson:很多这样的印制工艺都存在一些薄弱环节,他们想让电路具备足够的导电性,以便在大多数电子系统中能够使用。对于那些导电性较低的产品,这项技术有很好的市场。但是除了快速制造样品之外,只有少数应用可以真正利用这项技术。也许对于一些军事领域或航天飞行领域,这项技术是十分有优势的,因为这些领域需要对产品进行快速维修。但是,我们看到人们对不是通过印制技术生产的含有超细走线、具有更强导电性的电路也有需求。

Matties:对于那些想采用加成法工艺的人而言,他们面临的挑战是什么?

Vinson:是有一些挑战的,这要取决于你的终端产品是什么。如果你生产的是更传统的产品,那么就会在设备和购买加成法工艺所需物料方面遇到难题。采用我们的工艺,只需较少的设备,采用更先进的光刻技术即可生产出更精细的电路。

Matties:你可以为我们介绍一下你们的工艺流程和及其工作原理吗?

Vinson:我们先铺一层极薄的催化油墨——厚度只有1纳米到2纳米——然后上面沉积致密的化学镀金属层。我们可以采用各种化学镀金属层——与钯催化剂反应良好的金属层。之后,我们通常用光刻方法生成电镀电路。还有一些其他方法尚在开发当中,我无法透露太多细节,但这些方法应该可以使我们能够制造出5微米的电路。

Matties:你预计这个市场分支的发展情况会是怎样的?

Vinson:目前来看发展速度稍有放缓,因为这个市场不仅要求我们逐步增强生产能力,还要求升级其他的基础设施。人们很犹豫要不要投资这项技术,因为目前的基础设施无法为我们提供全面的支持。但有很多前沿行业在关注我们的技术,而且我们看到很多移动通讯市场在调整他们的发展路线图,其中就要求采用我们的技术或者采用基于此而实现的新技术。

Matties:针对这项技术,是否已经出台了相关标准或者亟须制定相关的标准?

Vinson:其中最严重的一个问题就是很多标准都是围绕着附着力而展开的,这些标准是专为带有层压金属箔的层压线路板而制定的,并不适用于加成法工艺。所以我们要研究出如何用最简单的形式去评估加成法工艺。只要我们有了成品并完成了热循环等操作,很多其他要求就制定出来了,这是非常不错的。

Matties:关于可靠性,你谈到了产品测试。传统工艺和加成法工艺在可靠性方面的对比情况如何?

Vinson:在传统PCB中,他们会进行一种剥离测试,也就是覆上一层厚厚的铜然后将铜层剥离,看看铜层和基板之间的附着强度如何。在我们的技术中通常使用很薄的铜,所以就不会产生相同类型的力,因为铜无法承受这种力。因此,我们认为有必要研究出其他方法在进行热循环之前测试附着力。

Matties:当买家、OEM或其他水平的制造商考虑对工艺做出改变时,他们这样做的动力是什么?只是为了得到更精细的走线吗?还是说在经济方面有优势?

Vinson:使用的材料减少,所以带来了经济优势。从这个角度来看,这项技术是非常有吸引力的。但是在采用这项技术时要应对走线和加工技术的改变,这通常是他们要面临的最大困难。

Matties:你刚才提到了移动电话,这就说得通了。需要什么样的认证过程,这个过程大概需要持续多长时间?

Vinson:我们并不是很清楚下一代技术在资格认证方面会面临什么样的情况,但我们发现像微导通孔这样的结构现在接受的测试要比之前严格很多;他们在研究更严格的测试。因为我们的技术可以从根源上消除很多这样的问题,能够更好地为那些市场提供服务。我们一直在进行多次回流焊等测试,确保微通孔结构不会出现开裂。在不久的将来,这些产品上会应用更多这类技术。

Matties:接着测试继续说,预计良率可达多少?这项工艺属于高良率工艺吗?

Vinson:相对来说这个工艺是高良率工艺,但就像所有的新技术一样,人们需要经历一个学习曲线才能将良率提高到一个可以接受的程度。另一个问题在于如果以每块电路的价值,而不是每平方英寸或每层的价值来衡量良率,随着电路的数量会增多,未来遇到的挑战就会更严峻。我今天才和一个人聊过这个话题,他们希望一个器件能达到10000个I/O,而且他们正在做这种器件的电路。那这种产品的良率不会和洗碗机等白色家电用电路板的良率一样。

Matties:市场上已经有多少家制造商采用了这种技术?

Vinson:现在有几家制造商正在对这项技术进行质量认证。我们还在为一些公司生产一些产品,正处于早期生产阶段。至于真正的批量生产,现在还为时尚早。

Matties:我们会持续关注你们的产品动态更新。你还有什么想要和大家分享的吗?

Vinson:我们发现了一个问题——当我们采用的电路尺寸越来越小,那些制造16层或10层电路板的厂家实际上可以把板层减少到10层、8层或6层,因为他们现在制造的线宽和线距更精细,也就不需要那么多层来布线总线了。我们认为这种技术趋势可以为不那么复杂的产品制造出更精细的电路,同时对于更复杂的产品也是一项更可行的技术。

 

Mike Vinson,Averatek 总裁兼首席运营官

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标签:
#制造工艺  #加成法  #半加成法 

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