一些人已经见证了PCB技术在过去四五十年的发展历程。与封装或计算机行业的技术发展相比,PCB技术的发展相当缓慢。
20世纪70年代的PCB技术
20世纪70年代,我刚毕业,就在Oslo附近的一家生产单面PCB的工厂工作。我看到了其他工厂开始加工双层镀通孔,很快有些工厂开始生产多层PCB。当时有远见的技术引领公司宣称,单面PCB将在10~15年后消亡。现在已经过去40多年了,单面PCB仍主导着PCB市场。
多年来,生产技术得到了改进和发展。在某种程度上,行业突破了传统电镀、钻孔和成像方法的限制。在过去的20年,已经看到了化学工艺是如何发展到在相同的PCB厚度上形成非常小的孔;钻孔不再只是钻孔,成像逐渐从丝网印刷过渡到其他技术,甚至不再使用胶片。
PCB小型化
尽管如此,我们还是使用铜基层、钻孔实现连接、使用焊料连接元件。本文的重点主要是表述我对PCB小型化的观点。
就在最近三四年前,除了那些涉及智能手机制造的少数工厂,60~75µm的分辨率是PCB的批量制造普遍可以达到的能力。之后,分辨率发生了变化。
我们今天看到的小型化水平始于20世纪50年代和60年代集成电路的发展。从那时起,我们在集成电路中采用的技术在某种程度上与今天一般PCB行业中发展的小型化水平相同。这说明了什么?生产更小线宽和线距PCB的技术已经存在很长时间了,只是直到最近才被PCB供应商采用。
那么,发生了什么?和往常一样,技术发展是由需求驱动的。如果没有可靠的预测或需求,很少有工厂会开发及投资未来的技术。如上所述,智能手机和相关设备已经进入了IC微型化水平。如果看设备内部,比如智能手机,会发现我们称之为类载板(substrate-like,简称SL)PCB的线宽和线距小于30µm。在BGA元件内部,可以找到与所谓的有机中介板或IC载板水平相同的基板。
制造业市场被大公司抽空
所有这些类型的SL PCB都是由少数PCB工厂制造的,其中一些几乎就是我们所说的“专属工厂”。如果试图向为苹果的供货商——AT&S工厂下订单,就会发现苹果不允许其他人进入工厂,甚至连分包商也不允许。
门关上了!那么,如果需要类载板PCB,但我们不是苹果或三星,该怎么办?虽然有一些供应商,但远远不能满足今天的需求。作为PCB供应商,我们看到需求在过去两年缓慢增长。
如今,过滤器等5G相关产品的设计师寻求类载板PCB供应商,这些供应商可以在短交付周期内承接产品开发的样品订单,并以合理的交付周期交付小批量产品进入市场。一些PCB制造商已经看到了这一点,并正在这一水平上进行投资和技术开发。客户仍然需要等待6到9个月,才能看到部分产能被释放。
类载板PCB市场预测直
到最近,我都很少看到与类载板PCB相关级别的市场报告。我是IPC超HDI任务组D-33AP的联合主席,为了能够开发指南,我们需要市场情报来支持由标准支持的指南需求。我们准备在2022年1月完成报告,在IPC APEX EXPO展会期间的超HDI会议上对其进行审核。
可靠的市场预测对于价值链所有部分的投资和发展计划至关重要。不知何故,智能手机行业之外的所有公司都忽视研究PCB技术的未来。突然间,类载板PCB的需求出现了,但几乎没有供应商做好准备。
在欧洲,有一些公司已经进入这一领域,但通常这些供应商也有传统上寻求小型化的客户,比如助听器供应商。
在2021的EIPC网络研讨会上,欧洲顶级PCB工厂之一做了关于前沿技术的演讲。欧洲有几家工厂可以生产低至25µm线宽和线距,但如果需要低于25µm的类载板PCB,目前,实际制造资源在亚洲,并且具有极端的交付周期。
欧洲类载板PCB市场的驱动因素
在政府倡议的推动下,5G的实施是欧洲市场的主要动力。平板电脑和可穿戴设备在欧洲的影响力较小,这仅仅是因为这些产品是在亚洲生产的。但我们可能会看到汽车应用对人工智能、工业机器人和半导体解决方案的需求,这些需求可能会在欧洲创造商机。
2020年,欧洲类载板PCB市场约为7200万美元,复合年增长率为11%~12%,预计2028年将达到约1.75亿美元。相对于大多数类载板PCB将在亚洲制造的假设,以及2028年全球类载板PCB市场48亿美元(复合年增长率约18%)的预测,欧洲做出的预测相当保守。同时,欧洲PCB市场的复合年增长率为2.5%~3%,其类载板PCB市场是巨大的增长。
总结及参与
随着智能手机和其他可穿戴设备的普及,PCB技术的发展达到了类载板PCB的水平。今天,我们看到,对类载板PCB的需求也在快速增长,这主要是由人工智能和5G需求驱动的。目前,类载板PCB的复合年增长率远远高于传统PCB技术,包括HDI。这将是未来几年投资的重要推动力。
为了获得更多信息并积极参与其中,在圣地亚哥举行的IPC APEX EXPO展会举办了涉及类载板PCB的超HDI技术研讨会,提供了类载板PCB的全面预测。行业强烈建议召开该研讨会并成立UHDI工作组,将讨论达到小型化水平所需的主要技术,例如纯减成法工艺和所谓的半加成法工艺差异。
更多内容可点击这里查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年2月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。