祝大同

（中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)管理部，北京 100028）

若以SLC成果發(fā)表時(shí)間作為HDI多層板發(fā)展的起始點(diǎn)，那么到今年為止世界HDI多層已經(jīng)走過了整整二十年的發(fā)展歷程。HDI多層板的出現(xiàn)及發(fā)展，不僅給世界PCB技術(shù)帶來了革命性的變化，也推動(dòng)了PCB及其基板材料技術(shù)創(chuàng)新的巨大進(jìn)步。在紀(jì)念它之過了二十周年歷程之際，筆者撰寫此文對(duì)HDI多層板及其基板材料的發(fā)展過程、特點(diǎn)、創(chuàng)新規(guī)律、發(fā)展趨勢(shì)等作以回顧與探討。

1 二十年前HDI多層板技術(shù)的創(chuàng)立與啟示

1991年，以日本人塚田裕屬名的、以“表層加層電路板（Surface Laminar Circuit ，SLC）”為內(nèi)容的研究論文，在日本《表面安裝技術(shù)》（1991年第一期）和《電子材料》（1991年第四期）發(fā)表。[1][2]這是在日本首次發(fā)表的積層法多層板（此后世界PCB業(yè)界將這類PCB稱為HDI多層板）的技術(shù)成果，它揭開了日本乃至全世界的積層法制造技術(shù)一個(gè)嶄新篇章。塚田裕創(chuàng)造出的SLC，對(duì)世界印制電路板具有劃時(shí)代性意義。在現(xiàn)今許多編撰世界PCB發(fā)展歷程的文獻(xiàn)中，一般將SLC成果發(fā)表的1991年，稱為HDI多層板發(fā)展的元年。

SLC技術(shù)創(chuàng)新的核心，是創(chuàng)造了一種新型的多層板薄型絕緣層及由它構(gòu)成PCB的微孔制作法。正是由于作為日本IBM公司（IBM野洲工廠）課題負(fù)責(zé)人的塚田裕先生在SLC和倒芯片貼裝（FCA）的技術(shù)開發(fā)上有突出的貢獻(xiàn)，在1996年5月，他榮獲美國(guó)IBM集團(tuán)授予的“IBM研究員”的技術(shù)職銜。在整個(gè)IBM集團(tuán)發(fā)展史上，獲得IBM內(nèi)最高級(jí)技術(shù)職銜者共有143名（至1996年止）。幾十年來，在整個(gè)亞太地區(qū)的IBM公司中獲此殊榮者唯有塚田裕先生一人[3]。

在SLC成果確立之前，世界半導(dǎo)體業(yè)與PCB業(yè)已出現(xiàn)了類似SLC工藝的先期技術(shù)探索的成果[4]。例如1967年，Beadles.R.L（美）提出了“Integrated Silicon Device Technology ”的發(fā)明文獻(xiàn)。他提出了在絕緣樹脂層上逐次、交替地疊加成導(dǎo)體層（銅電鍍層）的多層板制造工藝。為采用積層法工藝生產(chǎn)多層板的一個(gè)雛型；1984年，NTT公司提出的含有薄膜電路的Copper Polyimide工藝法，其絕緣層就是由感光性樹脂所構(gòu)成、導(dǎo)通孔是通過對(duì)感光樹脂的曝光、顯影加工而獲得；在20世紀(jì)80年代，在世界半導(dǎo)體業(yè)的厚膜電路制造技術(shù)上，創(chuàng)新出以導(dǎo)電膏與絕緣樹脂涂層為原材料，通過絲網(wǎng)印刷交替制作、重疊積層導(dǎo)電層和絕緣層的工藝法；1984年，F(xiàn)instrate最早嘗試在多層板上采用了盲孔結(jié)構(gòu)加工，即在聚四氟乙烯樹脂基材上采用CO2激光機(jī)進(jìn)行微孔加工而成盲孔等。上述所列的研究成果，盡管大多數(shù)成果并未轉(zhuǎn)化為工業(yè)化大生產(chǎn)，但都給塚田裕等的SLC發(fā)明打下了基礎(chǔ)，創(chuàng)造了條件。

一個(gè)換代的新產(chǎn)品開發(fā)思想的確立，首先需要準(zhǔn)確地確定它的研試方向問題。這關(guān)系到所要開發(fā)新產(chǎn)品，它的生命力和真正的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。塚田裕等最初在確立此課題的開發(fā)方向時(shí)，打破一般技術(shù)人員的思維方法，首先潛心研究要開發(fā)的PCB未來應(yīng)用領(lǐng)域的變化。這種研究方法，塚田裕在SLC問世數(shù)年后曾在一篇他總結(jié)此發(fā)明的文章[5]中，稱其為“準(zhǔn)模塊（組）”（Quasi Module，簡(jiǎn)稱QM）概念的建立。他在開發(fā)前所建立的QM概念，至今都對(duì)于一個(gè)搞PCB、電子安裝的工程技術(shù)人員來講是難得可貴的。二十多年過后的今天，我們?cè)佟盎胤拧币幌聣V田裕在上世紀(jì)80年代中期在實(shí)際開發(fā)SLC之前所建立的QM概念，可以加深對(duì)他的創(chuàng)造思維有更深。當(dāng)時(shí)，他的QM概念主要內(nèi)容是：（1）預(yù)測(cè)今后的個(gè)人電腦，“擔(dān)當(dāng)功能的半導(dǎo)體元器件，應(yīng)不需要再次安裝”（即將一二級(jí)的兩次電子安裝，合為一次完成的倒裝裸芯片的安裝——筆者注）。（2）“電腦的總共有1 cm左右厚度（當(dāng)時(shí)繪的構(gòu)想圖見圖1）”（在2011年問世的“蘋果iPad二代”的平板電腦達(dá)到了0.8 mm厚。這對(duì)于處在當(dāng)時(shí)筆記本電腦還未完全市場(chǎng)化背景下的塚田裕來講，能預(yù)測(cè)出與現(xiàn)今如此正所接近于這樣的厚度，真為他的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確所驚嘆——筆者注）。（3）“承載元器件的PCB，應(yīng)像紙一樣的薄”（這種大膽的想象，現(xiàn)在前沿的PCB技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)——筆者注）。（4）半導(dǎo)體及組件是采用多個(gè)裸芯片貼裝在基板上（預(yù)測(cè)出了當(dāng)時(shí)還未完全開發(fā)成功的“倒芯片安裝技術(shù)” ——筆者注）。（5）多個(gè)裸芯片的“點(diǎn)狀”相接（約十年后，這種構(gòu)想已在日本出現(xiàn)的MCM、BGA、CSP、COF等技術(shù)成果中得到實(shí)現(xiàn)——筆者注）。由以上基本內(nèi)容構(gòu)成的QM概念，使得塚田裕等課題組人員更加豐富了其創(chuàng)造思維，更加明確其開發(fā)的方向。他們更堅(jiān)定的認(rèn)識(shí)到：未來筆記本電腦向“薄、輕、小”方向發(fā)展，對(duì)PCB的布線密度提出更高的要求。而沿用傳統(tǒng)的FR-4半固化片材料及內(nèi)芯板，制造多層板的技術(shù)途徑，已是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

圖1 二十幾年前塚田裕預(yù)測(cè)的未來筆記本電腦情況

打破傳統(tǒng)的思維，利用已經(jīng)獲得應(yīng)用的材料，將其原有功能進(jìn)行“轉(zhuǎn)移”，恰倒好處的另圖其它所用——這是創(chuàng)新的一種手法。塚田裕等在研發(fā)SLC技術(shù)中，借鑒前人的有關(guān)此方面的探索經(jīng)驗(yàn)，巧妙的運(yùn)用了此種方法。塚田裕及其課題組人員在考慮到新型PCB制造成本降低和實(shí)現(xiàn)布線密度的大幅度提高的前提下，大膽構(gòu)想出用無(wú)玻纖布增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂去充當(dāng)多層板的絕緣“純”樹脂層。這種樹脂是原用做PCB阻焊層的、Giba-G e i g y公司生產(chǎn)的、牌號(hào)為プロビマ－52”感光性樹脂（牌號(hào)為プロビマ－52）。所構(gòu)成的這種“純”樹脂層厚度可減薄到40μm。在層間通孔加工方面，他們創(chuàng)新出用感光性樹脂（來自半導(dǎo)體的樹脂光致蝕孔加工的啟發(fā)），去實(shí)現(xiàn)多層板絕緣層間貫通的微細(xì)孔的加工。使通孔直徑可減小到100μm ～ 150μm（此成果問世幾年后，SLC孔徑制作的工程能力可達(dá)90μm）。電路層的通孔連接，不全部采用全通孔，而是創(chuàng)造了層間通孔的結(jié)構(gòu)。從而在這種多層板制造中，采用了逐層積層的方式。這種設(shè)計(jì)創(chuàng)新，對(duì)在SLC問世之后出現(xiàn)各類積層法多層板的導(dǎo)通孔結(jié)構(gòu)創(chuàng)造，起到了開拓新思路的重要作用，從而大大減少了原全通孔在多層板層間所占居過多的空間，以此提高了布線密度。導(dǎo)電層制造及各類層間通孔互連，他們采用了在絕緣層上鍍銅的形成方法，其鍍層最薄達(dá)到了10μm，為微細(xì)線路的制作創(chuàng)造了有利的條件。通過幾年的努力，他們先后攻克了剝離強(qiáng)度、通孔可靠性和耐金屬離子遷移性三大難題，取得此課題研發(fā)的成功。這一整套的對(duì)新型PCB結(jié)構(gòu)、工藝的創(chuàng)造，打破了自1964年美國(guó)IBM在“360系列”計(jì)算機(jī)中首創(chuàng)采用FR-4基板材料的四層多層板以來，二十幾年的傳統(tǒng)多層板的技術(shù)束縛。

在SLC研發(fā)成果初見成效的數(shù)年后，塚田裕曾發(fā)表一篇帶有對(duì)此發(fā)明成果“經(jīng)驗(yàn)總結(jié)”內(nèi)容的論文。[6]其中提及他們?cè)陂_發(fā)SLC產(chǎn)品之前，曾對(duì)它今后在應(yīng)用的“定位”上，確定了兩個(gè)“立足”。其一，立足于“在世界上任何地方，都可以生產(chǎn)”（塚田裕語(yǔ)）。此意是指：該產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)在使用原材料、加工設(shè)備上，已具備其有普遍性。所用的原材料，在市場(chǎng)上可以購(gòu)到，一般多層板加工用的設(shè)備也可以制作SLC。以后的試驗(yàn)中，塚田裕等人始終堅(jiān)持遵循這一“立足”原則。例如：在絕緣材料選擇上，所確定用的環(huán)氧樹脂，不但成本低（低于聚酰亞胺樹脂材料數(shù)倍）、可靠性好，而且在市場(chǎng)中易于獲得。其二，在SLC上“可進(jìn)行任何形式的安裝”（塚田裕語(yǔ)）。這是由于在SLC開發(fā)期間，日本正處于表面安裝技術(shù)向裸芯片安裝技術(shù)的轉(zhuǎn)變過程中，為了使SLC技術(shù)能保持旺盛的生命力，追求其高附加值，他們確定應(yīng)使它溶入新一代的安裝技術(shù)之中。

兩個(gè)“立足”，是塚田裕等人創(chuàng)新發(fā)明S L C新工藝技術(shù)，特別是發(fā)明的新型PCB基板材料，之所以成功的關(guān)鍵。遵循兩個(gè)“立足”的指導(dǎo)思想，找到了發(fā)明的從創(chuàng)新思想建立到創(chuàng)新成果產(chǎn)生的一條“捷徑”。

SLC問世對(duì)HDI多層板各種結(jié)構(gòu)形式、工藝路線的創(chuàng)新具有十分強(qiáng)烈的驅(qū)動(dòng)性。這里摘錄一些20世紀(jì)90年代初、中期日本PCB業(yè)人士對(duì)SLC發(fā)明的評(píng)價(jià)就可見一斑：[7]“近年，日本IBM的SLC工藝技術(shù)的成功，使它再一次令人矚目。SLC技術(shù)，是采用液態(tài)感光性樹脂材料制成絕緣層。由于各方面工藝控制得很嚴(yán)密，從而成功地達(dá)到實(shí)用化。對(duì)這一偉績(jī)，應(yīng)給予高度的評(píng)價(jià)”（日立化成的PCB制造專家山寺隆語(yǔ)）?！霸诒姸喾e層法的開發(fā)報(bào)告中，最為閃爍者應(yīng)屬日本IBM在1991年發(fā)表的那篇。在這一成果發(fā)表之后，PCB的微細(xì)圖形、間距的制造工藝更加被看重。從而許多企業(yè)也著手于對(duì)積層法多層板進(jìn)行研究、開發(fā)。因此可以這樣講： SLC的出現(xiàn)，具有劃時(shí)代的意義”（原從業(yè)于富士通P C B事業(yè)部的著名專家高木清語(yǔ)）?！鞍殡S著表面安裝技術(shù)的發(fā)展新型的印制電路基板被一一不斷地開發(fā)出來。這里，典型的代表例是積層法多層板。日本IBM公司的SLC是此類PCB技術(shù)開發(fā)的先導(dǎo)。在此之后，各公司才在此方面加速了開發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)”（富士通研究所的資深專家橋本薰語(yǔ)）。

90年代初、中期，世界HDI多層板的主要策源地為日本。就是在SLC技術(shù)出現(xiàn)的帶動(dòng)、啟發(fā)下，HDI多層板各種工藝法的創(chuàng)新像雨后春筍似地迅速在日本興起，并還開始很快地蔓延到歐美、韓國(guó)、臺(tái)灣等地區(qū)。正如在90年代末，東芝化學(xué)公司的青木正光所言：“自日本IBM的野洲派開始帶頭，于是又涌現(xiàn)出了大倉(cāng)山派、大垣派、小向派、門真派、群馬派、長(zhǎng)野派、富山派、下館派（以上均以日本一些大型PCB生產(chǎn)廠所在地址為代名，所指各技術(shù)流派——筆者注）等各種各樣積層法多層板制造技術(shù)”。

SLC發(fā)明的二十年后今天，盡管這種SCL法制造HDI多層板由于它的某些工藝局限性所在而在目前世界PCB中已只在極少企業(yè)繼續(xù)采用，但它當(dāng)時(shí)順應(yīng)了PCB市場(chǎng)需求，開創(chuàng)了一類全新的PCB工藝法——積層法，起到了打開HDI多層板工藝技術(shù)創(chuàng)造思想潮流之閘門的重要作用。

2 對(duì)HDI多層板技術(shù)精髓的分析與探討

2.1 HDI多層板定義及技術(shù)特點(diǎn)

高密度互連（High Density Interconnecting，HDI）是指在常規(guī)PCB（如雙面板或四層板等作為芯板）的一面或雙面上，利用重疊方式交替地積層上絕緣介質(zhì)層和導(dǎo)電層等而形成更高密度的印制板（這是在PCB業(yè)界中目前最權(quán)威的對(duì)HDI板的解釋，但是近年來由于全層HDI多層板的出現(xiàn)，這一解釋又不確切——筆者注）。HDI多層板的導(dǎo)通上下導(dǎo)線層電路的微細(xì)導(dǎo)通孔（或者導(dǎo)電膠等形式）的分布密度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)多層板，所以它能有效地提高了印制板的導(dǎo)線密度和組裝密度。

如何給HDI多層板下更確切的定義？

一位國(guó)內(nèi)著名PCB專家對(duì)HDI多層板曾做過這樣的描述：[8]“美國(guó)IPC協(xié)會(huì)對(duì)HDl的定義是：非機(jī)械鉆孔；孔徑≤0.15 mm；多為盲孔，孔環(huán)徑≤0.25 mm；微孔或微導(dǎo)通孔；接點(diǎn)密度≥130點(diǎn)/in2。布線密度為117 in/in2（1 in＝2.54 mm，相當(dāng)于：46 cm/cm2）；線寬/間距≤0.075 mm。日本命名這類印制板為“Build up PWB”，譯為積層印制線路板。HDI和Build up（高密度互連和積層）在PCB行業(yè)里所表達(dá)的含義相同（引自梁志立語(yǔ)）?！?/p>

另一位國(guó)內(nèi)著名PCB專家對(duì)HDI多層板的基本特征歸納為以下幾點(diǎn)：[8]“綜合有關(guān)資料，積層多層板為（1）微孔（包括盲孔、埋孔）的孔徑≤φ0.l mm；孔環(huán)直徑≤φ0.25 mm。（2）微孔的孔密度≥93孔/cm2（600孔/in2）。（3）接點(diǎn)（Connection）密度≥20點(diǎn)/cm2（130點(diǎn)/in2）。（4）導(dǎo)線寬/間距≤75μm。（5）布線密度［布線通道（Channel）寬1.27 mm]超過46 cm/cm2（117 in/in2）。（6）介質(zhì)厚度 ＜0.l mm。（7）非機(jī)械鉆孔（引自李乙翹語(yǔ)）。”

“微孔、薄層、細(xì)線”是HDI多層板在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上區(qū)別于傳統(tǒng)多層板的三大特點(diǎn)。走過二十年發(fā)展歷程的HDI多層板，總是主要圍繞著這三大特點(diǎn)不斷將其自身制造技術(shù)向更深層次的延伸，不斷地提升這三大特點(diǎn)的更高水平。在這三大特點(diǎn)中，“微孔”是HDI多層板的技術(shù)發(fā)展軸心與靈魂。正因如此，又將HDI多層板稱作為“微孔板”（此稱謂起源于臺(tái)灣，現(xiàn)在臺(tái)灣PCB中廣為使用）。一般機(jī)械鉆孔是無(wú)法實(shí)現(xiàn)HDI多層板的微孔加工，因此自HDI多層板誕生起，也伴隨著出現(xiàn)了“非機(jī)械鉆孔”（注意，上文引用的兩位專家對(duì)HDI多層板下的定義中，都提及到“非機(jī)械鉆孔”）——即激光鉆孔等的微孔加工新方式。

在國(guó)內(nèi)一位PCB布局設(shè)計(jì)工程師近期發(fā)表的文獻(xiàn)[9]中，對(duì)攜帶型電子產(chǎn)品所用HDI多層板技術(shù)實(shí)踐與進(jìn)展進(jìn)行了討論。在積累多年的PCB布局設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，他詮釋了“微孔”是HDI多層板結(jié)構(gòu)的“核心”這一特點(diǎn)。他講：“當(dāng)我們了解了激光鉆孔特點(diǎn)的同時(shí)，也就了解了HDI技術(shù)的特點(diǎn)，進(jìn)而也知道了HDI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。激光鉆孔的PCB主要有三個(gè)特點(diǎn)：（1）HDI技術(shù)可以使PCB的面積變得更小。因?yàn)殂@孔Pad直徑的縮小，鉆孔所占面積只相當(dāng)于原來的四分之一，節(jié)約了大量表面空間用于布局布線。（2）HDI技術(shù)可以使PCB 變得更薄。因?yàn)榧す忏@孔只在相鄰層間做互聯(lián)，不妨礙內(nèi)在訊號(hào)層的布線，節(jié)約了內(nèi)在訊號(hào)層的空間，從而大大提高了內(nèi)在訊號(hào)層的布線密度。臺(tái)灣工研院的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是利用率提高了30%。這使得減少多層板的層數(shù)成為一種可能，PCB板也可以做得更薄。（3）因?yàn)镠DI 技術(shù)中的激光鉆孔只是導(dǎo)通相鄰的兩層，所以這些鉆孔不會(huì)破壞多層板內(nèi)在電源層的完整性，也不會(huì)破壞內(nèi)在地層的完整性。再配合HDI 介質(zhì)層薄的特點(diǎn)，在高速信號(hào)處理越來越普遍的今天，對(duì)PI（電源完整性）和SI（信號(hào)完整性）都有很大的幫助（引自沈浩語(yǔ)）?！?/p>

2.2 HDI多層板在整個(gè)PCB技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的地位分析

在半個(gè)多世紀(jì)的PCB發(fā)展過程中，HDI多層板處于什么地位？扮演一個(gè)什么樣的角色？

日本電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（JEITA）于2009年編制的《電子安裝路線圖》中，將PCB技術(shù)從20世紀(jì)50年代中期到21世紀(jì)30年代末期間的發(fā)展劃分為七代[10]。其中第四代是HDI多層板（見圖2）。在它的之前是傳統(tǒng)的多層板（第三代），在它的之后是埋置元器件PCB（第五代）及系統(tǒng)內(nèi)埋式PCB（第六代）。

圖2 PCB發(fā)展中的七代技術(shù)

PCB發(fā)展中第三代是以表面全層貫通孔為特點(diǎn)的常規(guī)多層PCB。作為PCB發(fā)展中第四代的HDI多層板技術(shù)，是在第三代PCB制造技術(shù)的繼承與發(fā)展。它還保留著含有內(nèi)芯板（在HDI發(fā)展的初、中期）、孔的電鍍貫通（大部分HDI多層板工藝法采?。?、圖形顯影-曝光-蝕刻形成工藝等了原有第三代PCB（常規(guī)多層PCB）的一些技術(shù)。另一方面它的下一代PCB（第五代的埋嵌元器件多層板）也是在HDI多層板技術(shù)上發(fā)展起來的，離不開它的主要技術(shù)的支撐。例如，作為第五代的埋嵌元器件多層板，它采用了HDI多層板的激光鉆孔技術(shù)與電鍍填充孔技術(shù)在所形成微孔上，實(shí)現(xiàn)與埋嵌的元器件電極凸塊的連接。第四代HDI多層板與第五代、第六代的埋嵌元器件PCB和系統(tǒng)埋嵌PCB，它們都是為達(dá)到一個(gè)目標(biāo)而推動(dòng)其技術(shù)發(fā)展的。這個(gè)一致的目標(biāo)就是在PCB上（或者PCB整個(gè)體）實(shí)現(xiàn)元器件的高密度安裝。從這一點(diǎn)也可看出：HDI多層板與未來的第五、六代PCB，在技術(shù)上將是相輔相成、交叉并進(jìn)、繼承發(fā)展的。

由于HDI多層板無(wú)論是在市場(chǎng)上，還是在技術(shù)上未來還會(huì)有很大的發(fā)展空間，因此它占居PCB產(chǎn)品形式的主流地位的時(shí)間將會(huì)很長(zhǎng)。全球著名PCB市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)Prismark公司曾對(duì)世界HDI多層板銷售額的統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)：2000年世界HDI多層板的銷售額為54億美元（因封裝基板幾乎全部都采用HDI板工藝，此數(shù)據(jù)引用含封裝基板數(shù)據(jù)下同），占當(dāng)年世界整個(gè)PCB總產(chǎn)值的13.7%。到2010年世界HDI多層板的這比例增加到28.4%，銷售額達(dá)到144.8億美元；預(yù)測(cè)到2015年，HDI多層板的銷售額還將增加到217.0億美元，占整個(gè)PCB總銷售的28.4%。HDI多層板的世界銷售額在未來幾年中所占比例的不斷增加，充分說明它的發(fā)展前景仍是一片光明。

2.3 HDI多層板在各發(fā)展階段中的技術(shù)演變

HDI多層板的主要工藝路線，在二十年發(fā)展中不斷發(fā)生演變?？梢园袶DI多層板技術(shù)發(fā)展劃分三個(gè)階段：

（1）初期階段（90年代初期至90年代末）

在這個(gè)初期階段主要有三大技術(shù)支流：①感光性樹脂形成絕緣層、感光制孔形成微孔的HDI多層板制造工藝法（以SLC為典型代表）；②非感光、熱固性樹脂形成絕緣層、通過激光、等離子體、機(jī)械鉆孔等方法形成微孔的HDI多層板制造工藝法（以熱固性樹脂涂布法形成絕緣層、附樹脂銅箔即RCC法等為典型代表）；③在激光鉆孔加工的微孔中，填入（或者印刷上）導(dǎo)電膠（或?qū)щ姼啵纬呻姎饣ミB的方式。它以松下電子公司的任意層內(nèi)導(dǎo)通孔（ALIVH）和東芝公司的埋嵌凸塊互連技術(shù)（B2it）工藝法等為典型代表 。

（2）成熟期階段（2000年至2009年）

自2000年左右起，進(jìn)入到了HDI多層板技術(shù)發(fā)展的“成熟期階段”。在此階段，盡管它的工藝法的流派有許多種，但從市場(chǎng)占有的份額統(tǒng)計(jì)，其市場(chǎng)占有率名列前三的有：① 激光加工形成微孔的有玻纖布補(bǔ)強(qiáng)作樹脂絕緣層的HDI多層板制造工藝法（即“LDP法”——激光直接圖形法）；②RCC法（涂樹脂銅箔法）；③ ALIVH法（任意層內(nèi)導(dǎo)通孔）。

隨著HDI多層板的“微孔、細(xì)線、薄層”三大特點(diǎn)更加深層化，一些不再適合這一發(fā)展的工藝法生產(chǎn)的HDI多層板被逐漸退出（或?yàn)閿D出）這個(gè)PCB的市場(chǎng)，而上述成熟期階段的三類工藝法的HDI多層板，在工藝技術(shù)上有了很大的進(jìn)步、改進(jìn)：

LDP法在基板材料性能及激光加工設(shè)備技術(shù)上有了很大的進(jìn)步（此方面內(nèi)容在本文下部分將有所詳述）。

RCC法由它在初期階段的絕緣層由“純”樹脂組成，轉(zhuǎn)變?yōu)樵诔墒炱陔A段的以有填料型的樹脂層形式做為RCC工藝法的主流?！凹儭睒渲瑯?gòu)成絕緣層的RCC具有介電常數(shù)低（相對(duì)環(huán)氧-玻纖布基基板材料）為特點(diǎn)之一，但演變成有填料樹脂層RCC，就喪失了其特性。而它的樹脂膜厚精度、機(jī)械強(qiáng)度都抑制了RCC繼續(xù)向更加絕緣層薄形化的發(fā)展。

ALIVH法在這近二十年間發(fā)生兩大方面的重要轉(zhuǎn)變：即其一，它的工藝主流路線，由芳酰胺纖維無(wú)紡布做增強(qiáng)材料型ALIVH 多層板逐漸演變?yōu)橐原h(huán)氧-玻纖布做增強(qiáng)材料型ALIVH多層板；由有內(nèi)芯層ALIVH 多層板逐漸演變?yōu)槿珜樱o(wú)內(nèi)芯層）ALIVH多層板。這兩大轉(zhuǎn)變，不僅使得它在HDI多層板發(fā)展的成熟期階段仍然“站得住腳”，并且現(xiàn)在在日本、中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)等PCB工廠中采用此工藝法還大量生產(chǎn)高階的HDI多層板產(chǎn)品。ALIVH工藝法的HDI多層板，大多數(shù)用于移動(dòng)電話用PCB（主要板）。

（3）全層HDI多層板階段（自2010年起）

自2010年起，以“薄、輕、小型”為鮮明特點(diǎn)的智能手機(jī)及平板電腦為典型代表的攜帶型電子產(chǎn)品的問世及迅速發(fā)展，促進(jìn)了全層（Anylayer）HDI多層板制造技術(shù)有很大的提高，并且在智能手機(jī)及平板電腦的PCB中開始得到了廣泛的使用。這也使HDI多層板進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

圖3所示了全層HDI多層板的性能特點(diǎn)，及與帶內(nèi)芯層HDI多層板在結(jié)構(gòu)上的對(duì)比。其中圖中右側(cè)的所示全層HDI多層板（即全層積層法多層板）的資料，是日本PCB廠家于2010年最新公布的。

圖3 全層HDI多層板的性能特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)對(duì)比

盡管目前全層HDI多層板占整個(gè)HDI多層板市場(chǎng)比例還不如有內(nèi)芯層HDI多層板大，但無(wú)論是從技術(shù)飛躍角度看，還是從迅速普及、替代傳統(tǒng)HDI多層板的趨勢(shì)角度看，都可把它看作HDI多層板邁入一個(gè)發(fā)展新階段的重要標(biāo)志。

2.4 從HDI多層板主流工藝法演變所得到的啟示

國(guó)內(nèi)一位從事多年HDI多層板技術(shù)、生產(chǎn)研究的著名PCB專家，曾對(duì)各種HDI多層板工藝技術(shù)法的地位變化，做過這樣的分析[11]：“在積層技術(shù)發(fā)展初期，由于生產(chǎn)時(shí)間不長(zhǎng)，各種工藝方法的優(yōu)劣尚未表現(xiàn)。當(dāng)時(shí)約有十幾不同的工藝方法，各種方法材料及設(shè)備差異巨大，業(yè)界無(wú)所適從。經(jīng)過多年的競(jìng)爭(zhēng)，目前激光鉆孔成為最主流的成孔技術(shù)。積層材料中，兩大主角仍是RCC及LDP，其中LDP由于具有制造成本低，尺寸穩(wěn)定性好，剛度強(qiáng)，易于制作盲孔等優(yōu)勢(shì)，從2006年以來，LDP市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過RCC，這種工藝法成為HDI多層板中使用最多一類…… 總之，在HDI多層板工藝技術(shù)發(fā)展方面，它的總趨勢(shì)是更小、更薄、密度更高（引自黃同東語(yǔ)）?！?/p>

LDP法在HDI多層板發(fā)展的“初期階段”幾乎沒有任何的HDI多層板市場(chǎng)占有率，直到2000年它的只有4%的HDI多層板市場(chǎng)份額（據(jù)Prismark公司的市場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)），但在2005年時(shí)它的市場(chǎng)占有率增至41%，幾乎與RCC法并駕齊驅(qū)。到2008年LDP法已明顯地成為HDI多層板的主流工藝路線，到2010年它的市場(chǎng)占有率已達(dá)到了76%。未來多年LDP法HDI多層板在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)的主要不同工藝法多層板的“對(duì)手”將是挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的電鍍通孔工藝方式的、采用導(dǎo)電膠形成電氣互連的方式——ALIVH工藝法HDI多層板。

表1所示了在2000年～2015年間各類工藝法的HDI多層板市場(chǎng)占有率變化（表1中的數(shù)據(jù)主要參考了Prismark公司提供的2000年～2005年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[12]，其它年份數(shù)據(jù)是由筆者估計(jì)、推測(cè)的）。

表1中所顯示出的LDP法HDI多層板在市場(chǎng)所占比例的近十幾年的巨大變化，是一個(gè)很值得深入探究的問題。微孔加工技術(shù)在眾多PCB技術(shù)所構(gòu)成的HDI多層板技術(shù)中，是發(fā)展演變最活躍、最能帶動(dòng)整體技術(shù)向前推進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)。各種工藝法的HDI多層板開發(fā)在選擇所用各種基板材料時(shí)，都大有“順微孔者昌，逆微孔者亡”的勁頭。例如，HDI多層板創(chuàng)立初期，采用傳統(tǒng)環(huán)氧-玻纖布基的基板材料，進(jìn)行機(jī)械鉆孔的工藝法，是典型的“逆微孔者”（它所用的基材是不適宜于CO2激光微孔鉆孔加工），它在HDI多層板發(fā)展初期的多年中，被拒之HDI多層板用基板材料的“門外”。

表1 2000年-2015年間各類工藝法的HDI多層板市場(chǎng)占有率變化

環(huán)氧-玻纖布基基板材料從它成為HDI多層板用基板材料的“門外漢” （在HDI多層板發(fā)展初期，約在1991年～2000年），到“入門”（約在2001年左右），到成為采用它的工藝法（LDP法）的HDI多層板占整個(gè)此類PCB市場(chǎng)近80% 份額——在二十年中，其這一大的地位變化，它揭示了這樣一個(gè)道理：作為傳統(tǒng)的環(huán)氧-玻纖布基的基板材料只有對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新、改造去順應(yīng)HDI多層板的“微孔、細(xì)線、薄層”特點(diǎn)，并有其它應(yīng)用條件成熟下（如激光加工設(shè)備技術(shù)取得突破性的進(jìn)步），才能被HDI多層板所使用。而當(dāng)它被HDI多層板技術(shù)發(fā)展大潮所容納后，就表現(xiàn)出不斷的市場(chǎng)壯大、地位提升的特點(diǎn)。它之所以不再被落伍、淘汰反而逐漸變成基板材料的主角，就是因?yàn)樗谥圃霩DI多層板中具有制造成本低、生產(chǎn)工藝性好、性能均衡性好、它改性自由度大等優(yōu)點(diǎn)，而且越來越凸顯出來。

環(huán)氧-玻纖布基的基板材料及LDP工藝法在HDI多層板中的采用，及其變化，表明了一個(gè)深刻的對(duì)事物發(fā)展的哲學(xué)觀點(diǎn)：事物從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展不是直線式的，而是近似于一串圓圈，近似于螺旋的曲線。即由自身出發(fā)，仿佛又回到自身，并得到豐富和提高的辯證過程。它是高層次重復(fù)，是揚(yáng)棄，是否定之否定。人的認(rèn)識(shí)是對(duì)客觀事物的反映，也是螺旋式發(fā)展的。正如列寧說：“人的認(rèn)識(shí)不是直線（也就是說，不是沿著直線進(jìn)行的），而是無(wú)限地近似于一串圓圈、近似于螺旋式的曲線”[13]。 在科學(xué)的創(chuàng)新道路上，我們所需要是，具有對(duì)認(rèn)識(shí)事物發(fā)展的認(rèn)識(shí)“統(tǒng)一完整地再現(xiàn)和把握發(fā)展著的具體概念的各種規(guī)定（G.W.F.黑格爾語(yǔ)）”的重要思想。

[1]塚田裕(日) .“SLC”與倒裝芯片安裝技術(shù)[J]. 表面安裝技術(shù), 1991, 第一期.

[2]塚田裕 (日) .表層布線印制電路板(SLC)的特征與應(yīng)用[J]. 電子材料, 1991, 第四期.

[3]祝大同. SLC的開發(fā)與發(fā)展——SLC的開發(fā)思想與研究過程綜述[J]. 印制電路信息, 1998, 第10期.

[4]祝大同. 積層法多層板發(fā)展歷程.電子與封裝[J].2003, 3期(總11期).

[5]塚田裕(日) . SLC/FCA安裝技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 表面安裝技術(shù), 1993, 第1期.

[6]塚田裕(日). 積層法印制電路板[J]. サーキットテクノロジ, 1994, 第5期.

[7]塚田裕(日). 采用光固化樹脂表層加層多層印制電路技術(shù). 電路安裝學(xué)會(huì)志, 1998, 第1期.

[8]祝大同. 積層法多層印制板技術(shù)講座——第一講日本積層法多層板發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 印制電路信息,1998,1.

[9]李乙翹, 陳長(zhǎng)生主編. 印制電路[M]. 化學(xué)工業(yè)工出版社, 2007, 1.

[10]沈浩. HDI技術(shù)在手持式產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)應(yīng)用.百度文庫(kù). http://wenku.baidu.com.

[11]“配線板の展望”.エレクトロニクス實(shí)裝學(xué)會(huì)誌.Vol.12, No.1 (2009).

[12]黃志東等.HDI印制板對(duì)CCL機(jī)遇和挑戰(zhàn)第八屆覆銅板市場(chǎng)[C]. 技術(shù)研討會(huì)文集, 2008.

[13]祝大同. 高性能覆銅板發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)環(huán)氧樹脂性能的新需求[J]. 覆銅板資訊. 2006, 5.

[14]列寧全集[M]. 第38卷, 第 411頁(yè), 人民出版社.