當今的電子產品呈現出明顯的微型化趨勢。元器件變得越來越小，這也對安裝元器件的電路板設計提出了新的要求。IPC正在制定Ultra HDI電路板的標準，NCAB與這個進程強綁定，預計2023年即可具備向客戶供應此類電路板的能力。

越來越多的電子產品都出現了微型化趨勢。例如，就目前BGA（球柵陣列）來說，電路板上的導體寬度和間距都必須極其微小，才能用于比HDI（高密度互連）電路板密度更高的設計。HDI電路板的介質厚度和絕緣間距最小為50um，這些以往被認為是極高密度的設計。

NCAB集團技術總監Jan Pedersen解釋說，“這些高度微型化的組件，已被用于5G電信技術、傳感器和手機主要制造商的高端智能手機等領域，其影響正擴散至其他領域。NCAB集團每天都會收到有關電路板的咨詢，詢問如何設計導體寬度和絕緣間距比HDI更小的印刷電路板。其涉及的有關領域有醫療技術和汽車行業等。”

什么是Ultra HDI PCB?

符合Ultra HDI定義的電路板必須具備以下條件：

導體寬度和絕緣間距小于50um

介質厚度小于50um

微孔直徑小于75um

產品特性超過現行IPC 2226 C級標準

Ultra HDI缺乏統一行業標準

問題在于，對于Ultra HDI電路板的設計及必須達到的性能與品質要求，缺乏相應的行業標準。目前，負責制造Ultra HDI的廠商已經在早期階段就與APPLE、Intel、Samsung等頭部企業達成合作，這些企業投入巨資建造相關工廠，其他廠商就很難在該項技術上有所突破。

Ultra HDI PCB定義為導體寬度、絕緣間距及介質厚度小于50um，微孔直徑小于75um，且特性超過現行IPC 2226 C級標準的產品

其他廠商縱然能制造介質厚度和絕緣間距小于50um的PCB，但可能無法攻破目前需要的極小間距，比如20-25um。為了解決這個問題并制定適當、周全的行業標準，IPC為這項新型技術（最終命名為Ultra HDI）成立了工作組，由Jan Pedersen擔任主席。

Jan Pedersen表示，“在我擔任IPC醫療委員會主席期間，我們曾討論過新要求和新參數的問題。這些討論逐漸演變，最終成立了這個工作組。過去三年中，工作組一直致力于為現命名為Ultra HDI電路板的產品制定新的IPC標準。我們已完成一份文件，可作為此類電路板建立設計和生產標準的指引。”

必要的巨額投資

Ultra HDI PCB定義為導體寬度、絕緣間距及介質厚度小于50um，微孔直徑小于75um，且特性超過現行IPC 2226 C級標準的產品。工廠需要完成大量升級，才能夠制造Ultra HDI電路板，因此必須對制造階段的設備和工藝進行投資。

這是個“先有雞還是先有蛋”的問題。顯然，工廠無法生產客戶都不知道如何設計的產品，而客戶則無法訂購PCB工廠不能制造的部件。為了讓工廠能夠建立產能，首先需要制定相應的PCB標準，以此作為制造的基礎。IPC工作組將在秋季發布此類電路板的指導意見，行業將以該指引作為共同的標準藍圖，指導行業工作。

為工廠提供技術支持

Jan Pedersen表示，“NCAB的內部技術理事會成立了一個特別小組，努力支持合作工廠建立產能以滿足Ultra HDI的要求。一個重要的方法是所謂mSAP（改造半加成工藝），即在初始的薄鍍層上鍍加銅料，而非在厚鍍層上蝕除銅料。這種工藝也更有利于環境，因為可減少銅用量。部分工廠已經能夠在某種程度上做到這一點。”

微型化程度上升，還要求圖樣能夠以足夠高的精度轉移至電路板。工廠必須具備先進的所謂“LDI設備”（激光直接成像）。而且，環境必須極端清潔，避免污染和塵埃，而這需要大量投資。測試工藝和自動光學檢測（AOI）設備也需要更新，來檢測和避免潛在的電路板瑕疵。另外，必須關注鍍銅過程中的設備和化學反應。微型化還要求材料更加清潔和勻質。

Jan Pedersen解釋說，“因為我擔任IPC工作組的主席，因而深入了解Ultra HDI帶來的挑戰。這當然有利于NCAB為工廠提供技術支持。目前，我們的合作工廠，特別是中國境內的工廠正全力增強自身能力。我們預期，這些工廠將在2023年開始交付Ultra HDI電路板。”

制造Ultra HDI電路板所需的升級

制造Ultra HDI電路板的PCB工廠，需要滿足設備及制造環境方面的更嚴格要求

先進的LDI設備

極端潔凈的環境

更細致的測試

最新自動光學檢測設備

最新的鍍銅設備和化學工藝

諸如mSAP等新方法

更清潔、更勻質的新材料

審核編輯 黃昊宇