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PCB技術

PCB技術 - 5G需求讓Anylayer HDI PCB與SLP PCB快速發展

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PCB技術 - 5G需求讓Anylayer HDI PCB與SLP PCB快速發展

5G需求讓Anylayer HDI PCB與SLP PCB快速發展
2019-09-16
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Author:iPCB      分享文章

HDI PCB是什麼? HDI PCB實際上是相對於普通通孔多層板的概念,其特徵就是內部存在很多微盲孔/埋盲孔,可以說鑽有微盲孔/埋盲孔的PCB板即為HDI。 進一步來看,微盲孔/埋盲孔一般是通過增層的管道來實現的,而根據增層的多少可以將HDI劃分為一階HDI、二階HDI、三階HDI、任意層HDI 1(Anylayer HDI,是最高階的HDI,後簡稱Anylayer)。


在5G背景下,整體消費電子的發展趨勢在向高智能化、輕薄化以及可便攜靠攏。 隨著電子產品更新反覆運算越來越快,電子設計在不斷提高整機效能的同時,也在努力縮小其尺寸。

高密度集成(HDI)科技可以使終端產品設計更加小型化,同時滿足電子效能和效率的更高標準。 HDI廣泛應用於手機、数位(攝)像機、MP3、MP4、筆記型電腦、汽車電子和其他數碼產品等,其中以手機的應用最為廣泛。


HDI PCB的主要特徵是高密度性。 HDI由於存在很多微盲孔/埋盲孔,囙此其佈線密度相對於通孔板更高,原理在於:

1、盲孔/埋盲孔可節約佈線空間。 普通多層板採用通孔來連接不同層,但通孔會佔用大量本可以用於佈線的空間,反之運用盲孔/埋盲孔來實現不同層間的連接功能,可以騰出空間做更多佈線,從而提高佈線的密度;


2、雷射鑽孔能够縮小孔徑。 盲孔/埋盲孔多用雷射鑽孔灼掉樹脂介質層,通孔通常用機械打孔的管道製成(雷射鐳射難以射穿銅面或非常耗時),相比之下雷射鑽孔的孔徑要比機械打孔更細(機械鑽孔如果孔徑要達到雷射鑽孔的相同大小,需要非常細的鑽頭,細鑽頭易斷,成本較高),更節約空間。


IPCB HDI PCB 製程能力

IPCB HDI PCB 製程能力

囙此運用盲孔/埋盲孔越多,密度就越高,也就是說HDI的階數越高,密度也就越高,Anylayer就是HDI中最高密度的板型。 不過值得注意的是,HDI陞級到Anylayer之後就無法再通過新增盲孔/埋盲孔來提升佈線密度,囙此工業製造中在HDI的工藝基礎上,通過導入半加成法(mSAP)和載板的工藝來製造更高密度的板材,即類載板(Substrate-like PCB,後簡稱為SLP),可見HDI是實現高密度佈線的重要板材。


HDI PCB的發展趨勢主要取決於手機,手機的變化將對HDI產生深刻的影響。 從當前時點來看,手機最大的變化點是非5G到5G的演進,該變化的底層邏輯是5G手機晶片尺寸變小且集成度提升,而作為晶片的主要載體,手機主機板勢必陞級。 我們認為安卓系和蘋果系手機主機板的陞級邏輯和供需邏輯不盡相同。


在需求高速增長的情况下,Anylayer HDI PCB即將面臨產能不足的情况,主要原因來自三個方面:

1、Anylayer HDI PCB陞級會減損產能。 根據HDI的工藝特性,HDI是通過增層的管道來構造盲孔/埋盲孔結構,每增層一次,就會多一次壓合、電鍍等工序,Anylayer向更高層陞級將會多重複幾次工序,會減損生產能力,並且對於Anylayer這類高密度產品來說,每新增一層就會損失至少2%的良率,可以說Anylayer陞級本身將會造成產能縮減。


2、Anylayer HDI PCB供應端產能儲備不足。 以往安卓系僅部分高端機型才會採用Anylayer的工藝,同時蘋果在2017年開始新機型均採用SLP的工藝,囙此造成了供應商的產能閒置,抑制了供應商的擴產意願,全球主要的Anylayer供應商普遍在2018年或2019年縮減了資本開支,等到2020年才有資本開始回暖的趨勢, 考慮到Anylayer產能擴充至少需要1-2年時間,再結合他們最近的擴產計畫可看到2020年難以開出新產能。


3、Anylayer HDI PCB環保審批拖累擴產進度。 根據前文可知,Anylayer每層的製作都要經過一輪完整的壓合、鑽孔、電鍍等工序,囙此Anylayer的生產所產生的污染物是普通產能的數倍(電鍍過程的廢水量大),囙此Anylayer產能擴充受到的環保審核更為嚴格,時長也更長,由此會拖累擴產進度。


Anylayer HDI PCB的需求新增並且陞級的情况下,Anylayer HDI PCB的產能將有所減損,同時並沒有可觀的新產能開出,加上擴產受到環保稽核的拖累,我們判斷Anylayer HDI PCB全球產能供給端在明年不會出現增長變化。