***HDI手機(jī)板技術(shù)詳細(xì)介紹
在手機(jī)產(chǎn)品功能越來(lái)越多、體積越來(lái)越輕薄短小的趨勢(shì)發(fā)展之下，手機(jī)PCB在電路設(shè)計(jì)與制程技術(shù)上也日益復(fù)雜精進(jìn)；***是全球手機(jī)板的生產(chǎn)重地，未來(lái)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展亦頗受矚目，本文將深入介紹目前手機(jī)PCB技術(shù)的發(fā)展情況，并剖析***PCB產(chǎn)業(yè)在全球市場(chǎng)中面臨的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)。
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手機(jī)板技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
PCB（Printed Circuit Board；印刷電路板）是提供電子零組件在安裝與互連時(shí)的主要支撐體，其依照電路設(shè)計(jì)，將連接電路零件之電氣布線繪制成布線圖形，并利用機(jī)械加工、表面處理等方式，在絕緣體上使電氣導(dǎo)體重現(xiàn)。由于電路板質(zhì)量良窳將直接影響手機(jī)的可靠度，因此是手機(jī)上不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)零件。隨著手機(jī)功能的增加，手機(jī)的電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度亦隨之增加，加上消費(fèi)者對(duì)手機(jī)輕薄短小需求日增，也使得電路板的設(shè)計(jì)朝向如何在單位面積中布更多的線路，以達(dá)到搭載更多組件的目的。
因此，隨著手機(jī)輕薄短小的需求，PCB技術(shù)層次不斷精進(jìn)，***手機(jī)板技術(shù)的發(fā)展歷程如(圖一)所示，從早期一次成型全板貫穿的互連做法開(kāi)始，發(fā)展至應(yīng)用局部層間內(nèi)通的埋孔及外層相連之盲孔技術(shù)制造的盲／埋孔板，一直到利用非機(jī)械成孔方式制造的高密度互連基板（HDI），手機(jī)板的線寬／線距亦由早期的6/6（mils/mils）進(jìn)步到目前HDI板的3/3～2/2（mils/mils）。
(圖一) 手機(jī)版技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)〈資料來(lái)源：工研院經(jīng)資中心ITIS計(jì)劃〉
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HDI技術(shù)簡(jiǎn)介
HDI電路板定義
HDI電路板的定義是指孔徑在6mil以下，孔環(huán)之環(huán)徑（Hole Pad）在0.25mm以下者的微導(dǎo)孔（Microvia），接點(diǎn)密度在130點(diǎn)／平方吋以上，布線密度于117吋／平方吋以上，其線寬／間距為3mil/3mil以下的印刷電路板者。一般來(lái)說(shuō)以HDI電路板有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：
1.可降低PCB成本：當(dāng)PCB的密度增加超過(guò)八層板后，以HDI來(lái)制造，其成本將較傳統(tǒng)復(fù)雜的壓合制程來(lái)得低。
2.增加線路密度：傳統(tǒng)電路板與零件的互連，必須經(jīng)由QFP四周所引出的線路與通孔導(dǎo)體作為連接的方式（扇入及扇出方式），因此這些線路需要占據(jù)一些空間。而微孔技術(shù)可以將互連所需的布線藏到下一層去，其不同層次間焊墊與引線的銜接，則以墊內(nèi)的盲孔直接連通，無(wú)須以扇入及扇出式布線。因此外層板面上可放置一些焊墊（如mini-BGA或CSP之小型球焊）以承接較多的零件，可增加電路板的密度。目前許多高功能小型無(wú)線電話(huà)的手機(jī)板，便是使用此種新式堆棧與布線法。
3.有利于先進(jìn)構(gòu)裝技術(shù)的使用：一般傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)因焊墊大小（通孔）及機(jī)械鉆孔的問(wèn)題，并不能滿(mǎn)足新世代細(xì)線路的小型零件需求。而利用微孔技術(shù)的制程進(jìn)步，設(shè)計(jì)者可以將最新的高密度IC構(gòu)裝技術(shù)，如矩陣構(gòu)裝（Array package）、CSP及DCA（Direct Chip Attach）等設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中。
4.擁有更佳的電性能及訊號(hào)正確性：利用微孔互連除可以減少訊號(hào)的反射及線路間的串訊干擾，并使電路板線路的設(shè)計(jì)可以增加更多空間外，由于微孔的物理結(jié)構(gòu)性質(zhì)是孔洞小且短，所以可減少電感及電容的效應(yīng)，也可減少訊號(hào)傳送時(shí)的交換噪聲。
5.可靠度較佳：微孔因有較薄的厚度及1：1的縱橫比，在訊號(hào)傳遞時(shí)的可靠度比一般的通孔來(lái)得高。
6.可改善熱性質(zhì)：HDI板的絕緣介電材料有較高的玻璃轉(zhuǎn)換溫度（Tg），因此有較佳的熱性質(zhì)。
7.可改善射頻干擾/電磁波干擾/靜電釋放（RFI/EMI/ESD）：微孔技術(shù)可以讓電路板設(shè)計(jì)者縮短接地層與訊號(hào)層的距離，以減少射頻干擾及電磁波干擾；另一方面可以增加接地線的數(shù)目，避免電路中零件因靜電聚集造成瞬間放電，而發(fā)生損壞。
8.增加設(shè)計(jì)效率：微孔技術(shù)可以讓線路安排在內(nèi)層，使線路設(shè)計(jì)者有較多的設(shè)計(jì)空間，因此在線路設(shè)計(jì)的效率可以更高。
增層法（Build-Up）介紹
為因應(yīng)電路板上組件密度增加、細(xì)線布局不斷增密、層板間互連密度增大，增層法（Build Up）的技術(shù)發(fā)展迅速，目前已成為制造HDI結(jié)構(gòu)的超薄多層線路板及載板，不可或缺的重要技術(shù)。
所謂增層法就是利用傳統(tǒng)多層板逐次壓合的觀念，在以雙層或四層板為基礎(chǔ)的核心基板的板外，逐次增加絕緣層及導(dǎo)體層，在絕緣層上制造導(dǎo)體線路，并以非機(jī)械成孔之微孔做為增層間的互連，而在部分層次間連通的盲孔（Blind Hole）與埋孔（Buried Hole），可省下通孔在板面上的占用空間，使有限的外層面積可盡量用以布線和焊接零件。
一般來(lái)說(shuō)，增層法制程與傳統(tǒng)印刷電路板制程主要差異，是傳統(tǒng)印刷電路板使用 Prepreg為材料，將已制作線路之雙面板，依需求層數(shù)，迭合對(duì)位一次壓合而成多層結(jié)構(gòu)的電路基板；而增層法是在既定的基板上，一層一層個(gè)別制作而達(dá)到多層結(jié)構(gòu)的功能，因此，Build-Up基板的功能特性，與增層前基板材質(zhì)的特性息息相關(guān)。
制程上，增層板制程的分類(lèi)包括了絕緣的材料、微孔制作的方式及金屬化制程。在絕緣材料方面，有液態(tài)、膜狀及與其它材料結(jié)合之薄膜。微孔成孔方法主要有影像成孔、雷射鉆孔、干或濕式蝕刻等。在金屬化制程方面則有全加成法、半加成法、減成法及導(dǎo)電膠。目前***HDI手機(jī)板的制作主要以利用背膠銅箔（RCC）加上雷射鉆孔的方式為主。
以背膠銅箔材質(zhì)的制程為例：一開(kāi)始以制作好的雙層板或多層板為核心基材，在將背膠銅箔壓合在基板之前，一般會(huì)有預(yù)先處理的程序，來(lái)增進(jìn)背膠銅箔與基板間的表面附著力。當(dāng)背膠銅箔被固定在基板上后，隨著對(duì)銅箔的不同處理而有多樣的制造程序。我們可以利用蝕刻的方式將銅箔層的厚度減少到3～5μm，或者完全去除銅箔層，直接以雷射鉆孔、無(wú)電鍍銅、除膠渣、全板鍍銅、完成整個(gè)表面線路的導(dǎo)線連接，或直接在厚銅上制造銅窗、以雷射法或電漿法成孔、無(wú)電鍍銅、全板鍍銅等方式，完成整個(gè)表面線路的導(dǎo)線連接，并重復(fù)以上程序來(lái)增加層板數(shù)。通常我們?cè)诤诵幕宓膬蓚?cè)以對(duì)稱(chēng)的方式增層，以防止電路板變形及扭曲，只有特殊的情況下才會(huì)在基板的單側(cè)做不對(duì)稱(chēng)的增層。(圖二)為各式增層法的比較。
(圖二) 各式增層材料制程比較
手機(jī)用HDI板發(fā)展趨勢(shì)
通常在一支70g左右的手機(jī)產(chǎn)品中，電池重約20g，外殼重約15g，印刷電路板（已安裝組件）重約15g，三者分別約占產(chǎn)品總重的30％、20％和20％。在手機(jī)朝向輕量化發(fā)展的趨勢(shì)下，預(yù)計(jì)透過(guò)電路板薄型化與采用高集成化LSI減少安裝面積，可再降低3g重量。而在電路板薄型化的部分即是使用高密度電路布線的HDI電路板，以降低板的層數(shù)達(dá)到薄型化的目標(biāo)。手機(jī)用HDI板為支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)端的發(fā)展，追求單位面積更高密度是未來(lái)不斷發(fā)展的方向。如(表一)所示，目前手機(jī)產(chǎn)品大約已有75～80％使用到HDI電路板，主要為1＋4＋1結(jié)構(gòu)的六層板，2003年起手機(jī)用HDI電路板將朝2＋4＋2結(jié)構(gòu)的八層板發(fā)展，線寬／距則為60/60μm。
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***手機(jī)板市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)況
***PCB手機(jī)板產(chǎn)業(yè)自1999年起開(kāi)始蓬勃發(fā)展，HDI板更是于2000年大幅成長(zhǎng)，比重由原本15％不到，快速成長(zhǎng)至60％；由于2000年HDI板供不應(yīng)求價(jià)格因而上漲，***PCB廠商紛紛大幅擴(kuò)充設(shè)備增加產(chǎn)能，孰料2001年全球手機(jī)需求量迅速飽和，手機(jī)板需求量在手機(jī)庫(kù)存甚多情況下甚至下滑，因此雖然HDI板迅速成為手機(jī)板的主流，HDI板價(jià)格降幅卻高達(dá)25％以上，使許多***PCB廠商未蒙其利，便蒙其害損失不小。
根據(jù)工研院經(jīng)資中心統(tǒng)計(jì)，2001年***PCB手機(jī)板產(chǎn)值約為142.8億新臺(tái)幣，較2000年178億衰退25％；手機(jī)板產(chǎn)量約為1.25億片，亦較2000年的1.3億片微幅減少3.8％；2001年手機(jī)板產(chǎn)量以華通的4200萬(wàn)片最多，而***手機(jī)板占營(yíng)收比重最高的公司，依次是耀華、楠梓電、欣興。保守估計(jì)***目前手機(jī)板產(chǎn)能超過(guò)1.8億片／年，根據(jù)IEK預(yù)估，2002年***PCB全年手機(jī)板產(chǎn)量在手機(jī)市場(chǎng)景氣逐漸回春、及全球手機(jī)庫(kù)存減少帶動(dòng)下，可望達(dá)到1.6億片，然而在供過(guò)于求的情況下，手機(jī)板價(jià)格回升的可能性仍不大。
***手機(jī)板自2002年第二季起開(kāi)始明顯回春，雖然全球手機(jī)需求并未明顯成長(zhǎng)，然而在手機(jī)庫(kù)存消化后，手機(jī)板需求已逐漸增加。手機(jī)板大廠耀華、楠梓電2002年上半年均已轉(zhuǎn)虧為盈，擺脫2001年虧損的窘境；華通雖然整體營(yíng)收仍衰退而導(dǎo)致虧損，但在手機(jī)板上卻大有斬獲，2002年上半年手機(jī)板出貨量高達(dá) 2,500 萬(wàn)片，除積極爭(zhēng)取既有手機(jī)客戶(hù)的 PCB 訂單，在拓展新客戶(hù)如華寶、新力（Sony）、易利信（Ericsson）等手機(jī)廠方面也漸具成效，已確定接獲BENQ及SonyEricsson等手機(jī)廠的訂單，并從七月起交貨，估計(jì)全年手機(jī)板產(chǎn)量將可達(dá)5,500 萬(wàn)片，幾占全球手機(jī) PCB 市場(chǎng)的15％。2002年***主要PCB手機(jī)板廠商手機(jī)板出貨量及與國(guó)際大廠的關(guān)系整理如(表二)、(表三)。
(表二) 2002年***手機(jī)板廠商出貨現(xiàn)況〈資料來(lái)源：工研院經(jīng)資中心ITIS計(jì)劃（2002/10）〉
(表三) 手機(jī)板廠生產(chǎn)狀況與國(guó)際大廠關(guān)系整理〈資料來(lái)源：工研院經(jīng)資中心（2002/07）〉
***業(yè)者的發(fā)展優(yōu)勢(shì)與未來(lái)展望
手機(jī)用HDI板已成為成為手機(jī)板的主流，2000年全球HDI電路板市場(chǎng)需求為270萬(wàn)平方公尺，2001年盡管全球經(jīng)濟(jì)不景氣，其市場(chǎng)依然呈現(xiàn)7.4％的成長(zhǎng)率達(dá)290萬(wàn)平方公尺。預(yù)估2002年在手機(jī)市場(chǎng)復(fù)蘇帶動(dòng)下，加上NB取代DT效應(yīng)、DSC及PDA等產(chǎn)品持續(xù)成長(zhǎng)下，全球HDI電路板可望成長(zhǎng)13.8％，達(dá)330萬(wàn)平方公尺。
另外，根據(jù)工研院預(yù)估，2002年全球手機(jī)用HDI板之需求量將達(dá)196.6萬(wàn)平方公尺，總產(chǎn)值達(dá)新臺(tái)幣354.9億元，預(yù)估2003手機(jī)用HDI板需求量將達(dá)259.5萬(wàn)平方公尺，產(chǎn)值也可望達(dá)到新臺(tái)幣441億元。而2002年***手機(jī)板產(chǎn)值可望達(dá)180億臺(tái)幣，較2001年的142.8億元臺(tái)幣成長(zhǎng)25%，其中HDI板所占比重高達(dá)九成。
雖然未來(lái)全球手機(jī)市場(chǎng)大幅成長(zhǎng)的可能性不高，但隨著國(guó)際手機(jī)大廠陸續(xù)釋出代工訂單，未來(lái)***手機(jī)業(yè)者手機(jī)出貨情況將可望逐年成長(zhǎng)。目前***主已有明電、大霸、泓越、致福、仁寶、華寶、華冠及廣達(dá)等業(yè)者開(kāi)始量產(chǎn)出貨，由于未來(lái)***手機(jī)制造仍將有很大的成長(zhǎng)空間，因此對(duì)***PCB廠商來(lái)說(shuō)仍然有一些新的商機(jī)可搶?zhuān)瑢?duì)***PCB廠商來(lái)說(shuō)，如何從上述***國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商中取得訂單，則將是各PCB廠商的重要課題。
發(fā)展中的大陸市場(chǎng)
2001年以來(lái)，歐美手機(jī)大廠及制造手機(jī)最多的EMS廠在歐美地區(qū)大量裁員、關(guān)廠，紛紛將制造重心放到大陸，可望在大陸釋出不少手機(jī)PCB板的量，為此***也已有不少?gòu)S商將HDI設(shè)備移至大陸，準(zhǔn)備就近搶單，而華通在上海、華北設(shè)立服務(wù)中心其用意便是如此，而近來(lái)鴻海接下Nokia手機(jī)代工訂單，并由欣興負(fù)責(zé)其PCB產(chǎn)品便是成功的例子。未來(lái)大陸將成為手機(jī)制造基地，相信未來(lái)這樣的機(jī)會(huì)將越來(lái)越多。
另外大陸國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商的動(dòng)向亦值得觀察，在大陸政府政策大力扶持下，2002年大陸國(guó)產(chǎn)手機(jī)發(fā)展迅速，預(yù)估2002年大陸國(guó)產(chǎn)手機(jī)的銷(xiāo)售量高達(dá)2000萬(wàn)臺(tái)，目前***已有手機(jī)廠商為大陸廠商代工，比重也有逐步提高的趨勢(shì)，因此未來(lái)大陸手機(jī)廠商發(fā)展趨勢(shì)值得***PCB廠商多加留意。
目前HDI電路板主要生產(chǎn)國(guó)是日本，***與韓國(guó)發(fā)展亦被看好；***雖然在技術(shù)層次與外圍產(chǎn)業(yè)支持仍不及日本，但不論在交期、價(jià)格與制程彈性上卻是最具競(jìng)爭(zhēng)力的。而中國(guó)大陸則因擁有廣大內(nèi)需市場(chǎng)而備受矚目，未來(lái)大陸HDI電路板之生產(chǎn)能力可望在外商（尤其是臺(tái)商）的領(lǐng)導(dǎo)下逐步成長(zhǎng)。
由于***廠商在HDI的布局早，已較其它國(guó)家廠商具有優(yōu)勢(shì)，加上***廠商仍在積極開(kāi)拓手機(jī)板市場(chǎng)，因此在***廠商積極努力下，2003年***HDI手機(jī)板產(chǎn)值全球市占率將可望超過(guò)五成，成為全球最重要的手機(jī)用PCB制造王國(guó)，而HDI板也將成為***電路板未來(lái)發(fā)展最重要的電路板產(chǎn)品。