【正文】 噴鍍 (sputtering)加工等來形成電路圖形。圖 1910所示了這兩種電路制作工藝法，所制出的導(dǎo)線橫剖面的情況。而采用這種加成法，當(dāng)線條間距蝕刻作到 30μ m時，由于導(dǎo)線橫剖面已形成梯形狀，對于傳輸線路來說已經(jīng)不適應(yīng)。LOGO圖 19－ 9 未來在 IC載板方面最小信號線間距的發(fā)展LOGOv 在 BGA載板高密度安裝要求方面，預(yù)測未來實現(xiàn)最小信號線間距的數(shù)值是：在倒裝芯片 (FC)安裝形式所用載板的端子設(shè)置上，將超過現(xiàn)有的微細(xì)限度，出現(xiàn) “ 3導(dǎo)線／ 4焊球凸點 (3Line／ 4Row)” 的設(shè)計制造，即這種的配線尺寸使線寬／間距實現(xiàn) m／ m。這也引起在 IC載板的端子及信號線間距方面，有著向極端微細(xì)化發(fā)展的趨向、今后在尖端的電子產(chǎn)品中，將會出現(xiàn)信號線間距在 20m的配線要求。但是，半導(dǎo)體 IC的 I／ O數(shù)依然有增加的趨勢。v 一是適應(yīng)高密度化、高頻化；v 二是適應(yīng)綠色化；v 三是適應(yīng)復(fù)合安裝化；v 四是適應(yīng)新功能元件搭載；v 五是適應(yīng)低成本化；六是適應(yīng)短交貨期化v 下面對印制電路業(yè)根據(jù)上述的六方面的要求，在工藝技術(shù)、設(shè)備與基板材料、生產(chǎn)體制的變革等方面的發(fā)展未來作預(yù)測和展望。對于印制電路板技術(shù)在電子安裝業(yè)發(fā)展中的重要地位，應(yīng)該提高到上述重要影響的方面去加以認(rèn)識。v 印制電路板作為半導(dǎo)體元器件和電子元件的 “ 母板 ”，它的制造技術(shù)，與所組裝的整機電子產(chǎn)品的電氣性能、可靠性以及成本有很大的關(guān)聯(lián)。 印制電路板制造技術(shù)的發(fā)展趨勢v 前言v 近年來，印制電路板在電子安裝業(yè)界中越來越占據(jù)重要地位。LOGOv 預(yù)測今后幾年內(nèi)，中國內(nèi)地的 PCB生產(chǎn)量還會由于國內(nèi)需求量的繼續(xù)增長而擴大，且在出口量上也會有更進(jìn)一步的提高。對于防止廢液處理中的二次污染問題，目前大多數(shù)的 PCB企業(yè)仍未有足夠的重視。印制電路板制造中產(chǎn)生的廢水對環(huán)境影響的問題 ,已經(jīng)在中國內(nèi)地 PCB業(yè)界開始得到重視。 PCB基板材料用的浸漬纖維紙、玻璃纖維布、樹脂和銅箔，大部分還是依賴進(jìn)口。中國內(nèi)地 HDI／ BUM基板的生產(chǎn)量，近年也在迅速增加。此方面的生產(chǎn)技術(shù)已趨于成熟，并在國內(nèi)市場上具有優(yōu)勢。從發(fā)展角度看，長江三角洲在數(shù)年后，其企業(yè)數(shù)量和生產(chǎn)規(guī)模將有更大的擴充。 PCB生產(chǎn)企業(yè)多集中在中國東南部的沿海地區(qū)，并以長江三角洲和珠江三角洲為最多。在中國內(nèi)地，中外合資企業(yè)和海外獨資企業(yè)占有相當(dāng)高的數(shù)量比例。加之與 PCB業(yè)相關(guān)的設(shè)備、材料生產(chǎn)廠家的數(shù)量，生產(chǎn)廠家已超過 1000家。到了 2023年，我國 PCB的產(chǎn)量產(chǎn)值已超過美國，成為近次于日本的世界第二大 PCB強國 .2023年我國 PCB的產(chǎn)量產(chǎn)值達(dá)到 128億美元，已超過日本，成為世界最大的 PCB生產(chǎn)大國。LOGOv 在 1996—2023 年期間，中國內(nèi)地 PCB產(chǎn)值年平均增長率在％。預(yù)測在 2023年，這類高性能 PCB的產(chǎn)值約能實現(xiàn) ，它占整個世界PCB市場的 ％。增加的 PCB需要量，主要是HDI／ BUM基板和 IC封裝基板。隨著電子整機產(chǎn)品的多功能化、小型化、輕量化的發(fā)展，多層板、撓性印制電路板、 HDI/BUM基板、 IC封裝基板 (BGA、 CSP)等 PCB品種成為了擴大需要量的中心產(chǎn)品 。現(xiàn)在，由于電子信息化的數(shù)據(jù)處理以及通信系統(tǒng)等都在迅速的增加，使得印制電路板的需求量也隨之?dāng)U大。這是由于 PCB已經(jīng)成為電子系統(tǒng)的主要產(chǎn)品。而從另一方面所得到的預(yù)測 (據(jù) TMRI的預(yù)測資料 )，在 2023年為 ，到 2023年將增加到， 2023年到 2023年間的年平均增長率約為％。預(yù)計 2023年將會成為主導(dǎo)產(chǎn)品。所以， CSP將會像 SMT取代 THT一樣， CSP也會逐步取代 SMT，這是一種的必然趨勢。如美國的 GE、 Tessera、 Motorola、 Texas、 National、 Amkor等，日本的富士通、 NEC、三菱、松下、夏普、日立、東芝等，以色列的 Shallease，韓國的 LC等。LOGOv CSP是在倒裝片、 BGA和高可靠塑封技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它使芯片封裝后的尺寸接近或等于裸芯片尺寸，因而， CSP一問世便得到全世界電子界的重視。雖比采用倒裝芯片 (FC)級組裝密度低，但其組裝工藝較簡單，而且沒有 FC(flip chip)的裸芯片處理問題，基本上與 SMT的組裝工藝相一致，并且可以像 SMT那樣進(jìn)行預(yù)測試和返工。這種 BGA的連接盤節(jié)距為 ，接近于芯片尺寸的超小型封裝，為了區(qū)別 SMT中的 BGA，而把接近芯片尺寸的 BGA封裝亦稱為芯片級封裝 CSP(chip scale package)。LOGOv (2). CSP技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步v 盡管 SMT中 BGA(ball grid array)的興起和發(fā)展，解決了 QFP面臨的問題，但是仍然不能滿足電子產(chǎn)品日益加速向便攜型、更多功能、更高性能和更高可靠性之發(fā)展要求，特別是不能滿足硅集成技術(shù)發(fā)展對更高封裝效率或接近硅片本征信號傳輸速率之要求。而 MCMC近幾年來已朝低溫共燒陶瓷 (LTCC)發(fā)展。 v MCM用的 HDI基板主要是陶瓷型 MCMC、淀積型 MCMD、層壓板型 MCML和混合型的 MCMD／ C等四種。MCM制造技術(shù)主要包括五個方面：設(shè)計和測試技術(shù)；確認(rèn)良品芯片 KGD(known good die)； HDI工 (高密度互連 )基板；組裝技術(shù)和封裝外殼。但是要進(jìn)一步提高 2DMCM組裝密度已十分困難，因為 2DMCM的封裝效率已達(dá)到其組裝理論密度的 85％，為了改變這種情況，三維的 MCM便被提出來了。這樣的信號傳送頻率，即使在真空中以光速傳輸，每個時鐘周期的傳輸距離只有 10厘米左右。 LOGOv 但是隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，芯片集成度迅速提高，對封裝要求更為嚴(yán)格， 2—DMCM 已不能滿足要求，其缺點已暴露出來。這樣的封裝保持著 HIC(hybrid integrated circuit)的一些特點，把所有元件都集成在一個平面 (XY)上，故稱為二維 MCM(2DMCM)。圖19－6 三級基板（或PCB）LOGOv (1)MCM現(xiàn)狀與未來v MCM(multichip module)是從混合集成電路 (HIC)發(fā)展起來的一種高級混合集成電路。LOGOv 3． MCM、 CSP和 3D組裝技術(shù)(1). MCM技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步v 由于多芯片模塊 (MCM)的出現(xiàn)、發(fā)展和進(jìn)步，推動了微組裝技術(shù)發(fā)展。同時，比起 QFP技術(shù)來說，不僅不會增加其難度，而且更易于掌握，并具有更高的生產(chǎn)率。也就是說， BGA技術(shù)不僅適用于目前封裝的 BGA器件上，而且也適宜于 MCM和 FC(倒裝芯片或裸芯片安裝 )上 (如圖19－ 5所示 )。一般可縮小到 4倍以上，如表 19－ 9所示。與 QFP技術(shù)比較起來， BGA具有明顯低的故障失效率 (見表 19－ 8和圖 195)，因而有更好的可靠性，并可降低成本。很明顯，采用 BGA技術(shù)可獲得更大的節(jié)距和增加 I/O數(shù)，從而有利于降低成本和生產(chǎn)管理以及更高的可靠性 。 節(jié)距（密爾）QFP之 I/O數(shù) BGA之 I/O數(shù) BGA/QFP100 32 64 250 64 256 425 124 961 20 156 1521 16 196 2404 10 312 6084 表 19－ 6 封裝尺寸為 2時， QFP和 BGA的 I/O數(shù)比較LOGOv (2)BGA技術(shù)比起 QFP技術(shù)可增加 I/O數(shù)和節(jié)距。特別是在大面積尺寸的器件上，在相同節(jié)距下， BGA的 I/O數(shù)比起QFP的 I/O數(shù)要高得多。事實證明從 1998年起， BGA器件和 BGA技術(shù)將會迅速增加其比重，到 2023年已成為安裝技術(shù)的主流。因此， BGA技術(shù)的主要優(yōu)點是解決增加 I／ 0數(shù)和精細(xì)節(jié)距帶來的成本與可靠性問題。 BGA結(jié)構(gòu)是目前和今后電子連接中最有前途和根本的方法之一。因而有人主張： QFP技術(shù)適應(yīng)范圍 500個 I/O數(shù)，或精細(xì)節(jié)距 ≥ (或 )，而對于更多的I/O數(shù)和更小的節(jié)距是不能勝任的，或者說由于故障返修，可靠性和成本與管理等方面也是人們難于接受的。有人估算， 1997年 QFP技術(shù)占 90％左右， BGA技術(shù)占 10％左右。近幾年來，經(jīng)過實踐應(yīng)用，比較、篩選和發(fā)展的進(jìn)步， SMT己相對集中于 QFP和 BGA技術(shù)上，其結(jié)構(gòu)示于圖 193中。組裝類型 通孔插裝技（ THT）表面安裝技術(shù)（ SMT）芯片級封裝（CSP）面積比較（組裝面積 /芯片面積） 80： 1 ： 1 ： 1典型代表元件 DIP QFP → BGA BGA典型元件 I/O數(shù) 16～ 64 32～ 304 121～ 1600 1000LOGO圖 19－ 2 電路組裝技術(shù)的發(fā)展LOGOv 自 80年代中期出現(xiàn) SMT以來，雖受到人們的重視，但進(jìn)入90年代以來才真正得到了發(fā)展，特別是 1993年以來， SMT趨于成熟，用于表面安裝的元器件和 SMB已在全世界范圍內(nèi)得到迅速推廣和廣泛應(yīng)用。各種元器件的集成化提高程度及其安裝技術(shù)的發(fā)展趨勢或方向如圖 192的 (A)和 (B)所示。m差距 100倍 560倍 250－ 200倍LOGOv 安裝技術(shù)的進(jìn)步v 隨著 IC器件集成度化的提高，安裝技術(shù)已經(jīng)由插裝技術(shù) (DIP或 THT)走到表面安裝技術(shù) (SMT)上來了。m 100181。表 19－ 4 PCB的 L/S縮小化年代 上世紀(jì) 70年代 上世紀(jì) 90年代 2023年IC線寬（經(jīng)） 3181。 PCB的 L/S還得加速縮小化，以便與 IC線寬縮小相匹配。LOGO圖 18－ 1 器件 I/O數(shù)的發(fā)展LOGOv 但是， PCB導(dǎo)線寬度的縮小速度還是落后于 IC中線寬的縮小速度，如 184所示。而 BGA器件安裝，由于檢測和返修的困難，因此在1996年以前， IC器件的 I/O數(shù)大多停留在 500個以下。大家知道插裝的器件其 I/O數(shù)大多在 100個以內(nèi)，采用表面安裝技術(shù)的 QFP器件使其 I/O數(shù)上升到 100—500 之間。LOGOv 2． IC器件的 I/O數(shù)的增加v 由于 IC器件集成度的迅速提高必然帶來傳輸信號