HDI

HDI电路板定义

HDI电路板的定义是指孔径在6mil以下，孔环之环径（Hole Pad）在0.25mm以下者的微导孔（Microvia），接点密度在130点／平方吋以上，布线密度于117吋／平方吋以上，其线宽／间距为3mil/3mil以下的印刷电路板者。一般来说以HDI电路板有以下几项优点：

1.可降低PCB成本：当PCB的密度增加超过八层板后，以HDI来制造，其成本将较传统复杂的压合制程来得低。

2.增加线路密度：传统电路板与零件的互连，必须经由QFP四周所引出的线路与通孔导体作为连接的方式（扇入及扇出方式），因此这些线路需要占据一些空间。而微孔技术可以将互连所需的布线藏到下一层去，其不同层次间焊垫与引线的衔接，则以垫内的盲孔直接连通，无须以扇入及扇出式布线。因此外层板面上可放置一些焊垫（如mini-BGA或CSP之小型球焊）以承接较多的零件，可增加电路板的密度。目前许多高功能小型无线电话的手机板，便是使用此种新式堆栈与布线法。

3.有利于先进构装技术的使用：一般传统钻孔技术因焊垫大小（通孔）及机械钻孔的问题，并不能满足新世代细线路的小型零件需求。而利用微孔技术的制程进步，设计者可以将最新的高密度IC构装技术，如矩阵构装（Array package）、CSP及DCA（Direct Chip Attach）等设计到系统中。

4.拥有更佳的电性能及讯号正确性：利用微孔互连除可以减少讯号的反射及线路间的串讯干扰，并使电路板线路的设计可以增加更多空间外，由于微孔的物理结构性质是孔洞小且短，所以可减少电感及电容的效应，也可减少讯号传送时的交换噪声。

5.可靠度较佳：微孔因有较薄的厚度及1：1的纵横比，在讯号传递时的可靠度比一般的通孔来得高。

6.可改善热性质：HDI板的绝缘介电材料有较高的玻璃转换温度（Tg），因此有较佳的热性质。

7.可改善射频干扰/电磁波干扰/静电释放（RFI/EMI/ESD）：微孔技术可以让电路板设计者缩短接地层与讯号层的距离，以减少射频干扰及电磁波干扰；另一方面可以增加接地线的数目，避免电路中零件因静电聚集造成瞬间放电，而发生损坏。

8.增加设计效率：微孔技术可以让线路安排在内层，使线路设计者有较多的设计空间，因此在线路设计的效率可以更高。

增层法（Build-Up）介绍

为因应电路板上组件密度增加、细线布局不断增密、层板间互连密度增大，增层法（Build Up）的技术发展迅速，目前已成为制造HDI结构的超薄多层线路板及载板，不可或缺的重要技术。

所谓增层法就是利用传统多层板逐次压合的观念，在以双层或四层板为基础的核心基板的板外，逐次增加绝缘层及导体层，在绝缘层上制造导体线路，并以非机械成孔之微孔做为增层间的互连，而在部分层次间连通的盲孔（Blind Hole）与埋孔（Buried Hole），可省下通孔在板面上的占用空间，使有限的外层面积可尽量用以布线和焊接零件。

一般来说，增层法制程与传统印刷电路板制程主要差异，是传统印刷电路板使用 Prepreg为材料，将已制作线路之双面板，依需求层数，迭合对位一次压合而成多层结构的电路基板；而增层法是在既定的基板上，一层一层个别制作而达到多层结构的功能，因此，Build-Up基板的功能特性，与增层前基板材质的特性息息相关。

制程上，增层板制程的分类包括了绝缘的材料、微孔制作的方式及金属化制程。在绝缘材料方面，有液态、膜状及与其它材料结合之薄膜。微孔成孔方法主要有影像成孔、雷射钻孔、干或湿式蚀刻等。在金属化制程方面则有全加成法、半加成法、减成法及导电胶。目前台湾HDI手机板的制作主要以利用背胶铜箔（RCC）加上雷射钻孔的方式为主。

以背胶铜箔材质的制程为例：一开始以制作好的双层板或多层板为核心基材，在将背胶铜箔压合在基板之前，一般会有预先处理的程序，来增进背胶铜箔与基板间的表面附着力。当背胶铜箔被固定在基板上后，随着对铜箔的不同处理而有多样的制造程序。我们可以利用蚀刻的方式将铜箔层的厚度减少到3～5μm，或者完全去除铜箔层，直接以雷射钻孔、无电镀铜、除胶渣、全板镀铜、完成整个表面线路的导线连接，或直接在厚铜上制造铜窗、以雷射法或电浆法成孔、无电镀铜、全板镀铜等方式，完成整个表面线路的导线连接，并重复以上程序来增加层板数。通常我们在核心基板的两侧以对称的方式增层，以防止电路板变形及扭曲，只有特殊的情况下才会在基板的单侧做不对称的增层。(图二)为各式增层法的比较。

(图二)　各式增层材料制程比较

手机用HDI板发展趋势

通常在一支70g左右的手机产品中，电池重约20g，外壳重约15g，印刷电路板（已安装组件）重约15g，三者分别约占产品总重的30％、20％和20％。在手机朝向轻量化发展的趋势下，预计透过电路板薄型化与采用高集成化LSI减少安装面积，可再降低3g重量。而在电路板薄型化的部分即是使用高密度电路布线的HDI电路板，以降低板的层数达到薄型化的目标。手机用HDI板为支持产品设计端的发展，追求单位面积更高密度是未来不断发展的方向。如(表一)所示，目前手机产品大约已有75～80％使用到HDI电路板，主要为1＋4＋1结构的六层板，2003年起手机用HDI电路板将朝2＋4＋2结构的八层板发展，线宽／距则为60/60μm。

　 
台湾手机板市场发展现况

台湾PCB手机板产业自1999年起开始蓬勃发展，HDI板更是于2000年大幅成长，比重由原本15％不到，快速成长至60％；由于2000年HDI板供不应求价格因而上涨，台湾PCB厂商纷纷大幅扩充设备增加产能，孰料2001年全球手机需求量迅速饱和，手机板需求量在手机库存甚多情况下甚至下滑，因此虽然HDI板迅速成为手机板的主流，HDI板价格降幅却高达25％以上，使许多台湾PCB厂商未蒙其利，便蒙其害损失不小。

根据工研院经资中心统计，2001年台湾PCB手机板产值约为142.8亿新台币，较2000年178亿衰退25％；手机板产量约为1.25亿片，亦较2000年的1.3亿片微幅减少3.8％；2001年手机板产量以华通的4200万片最多，而台湾手机板占营收比重最高的公司，依次是耀华、楠梓电、欣兴。保守估计台湾目前手机板产能超过1.8亿片／年，根据IEK预估，2002年台湾PCB全年手机板产量在手机市场景气逐渐回春、及全球手机库存减少带动下，可望达到1.6亿片，然而在供过于求的情况下，手机板价格回升的可能性仍不大。

台湾手机板自2002年第二季起开始明显回春，虽然全球手机需求并未明显成长，然而在手机库存消化后，手机板需求已逐渐增加。手机板大厂耀华、楠梓电2002年上半年均已转亏为盈，摆脱2001年亏损的窘境；华通虽然整体营收仍衰退而导致亏损，但在手机板上却大有斩获，2002年上半年手机板出货量高达 2,500 万片，除积极争取既有手机客户的 PCB 订单，在拓展新客户如华宝、新力（Sony）、易利信（Ericsson）等手机厂方面也渐具成效，已确定接获BENQ及SonyEricsson等手机厂的订单，并从七月起交货，估计全年手机板产量将可达5,500 万片，几占全球手机 PCB 市场的15％。2002年台湾主要PCB手机板厂商手机板出货量及与国际大厂的关系整理如(表二)、(表三)。

(表二)　2002年台湾手机板厂商出货现况〈资料来源：工研院经资中心ITIS计划（2002/10）〉

(表三)　手机板厂生产状况与国际大厂关系整理〈资料来源：工研院经资中心（2002/07）〉

台湾业者的发展优势与未来展望

手机用HDI板已成为成为手机板的主流，2000年全球HDI电路板市场需求为270万平方公尺，2001年尽管全球经济不景气，其市场依然呈现7.4％的成长率达290万平方公尺。预估2002年在手机市场复苏带动下，加上NB取代DT效应、DSC及PDA等产品持续成长下，全球HDI电路板可望成长13.8％，达330万平方公尺。

另外，根据工研院预估，2002年全球手机用HDI板之需求量将达196.6万平方公尺，总产值达新台币354.9亿元，预估2003手机用HDI板需求量将达259.5万平方公尺，产值也可望达到新台币441亿元。而2002年台湾手机板产值可望达180亿台币，较2001年的142.8亿元台币成长25%，其中HDI板所占比重高达九成。

虽然未来全球手机市场大幅成长的可能性不高，但随着国际手机大厂陆续释出代工订单，未来台湾手机业者手机出货情况将可望逐年成长。目前台湾主已有明电、大霸、泓越、致福、仁宝、华宝、华冠及广达等业者开始量产出货，由于未来台湾手机制造仍将有很大的成长空间，因此对台湾PCB厂商来说仍然有一些新的商机可抢，对台湾PCB厂商来说，如何从上述台湾国产手机厂商中取得订单，则将是各PCB厂商的重要课题。

发展中的大陆市场

2001年以来，欧美手机大厂及制造手机最多的EMS厂在欧美地区大量裁员、关厂，纷纷将制造重心放到大陆，可望在大陆释出不少手机PCB板的量，为此台湾也已有不少厂商将HDI设备移至大陆，准备就近抢单，而华通在上海、华北设立服务中心其用意便是如此，而近来鸿海接下Nokia手机代工订单，并由欣兴负责其PCB产品便是成功的例子。未来大陆将成为手机制造基地，相信未来这样的机会将越来越多。

另外大陆国产手机厂商的动向亦值得观察，在大陆政府政策大力扶持下，2002年大陆国产手机发展迅速，预估2002年大陆国产手机的销售量高达2000万台，目前台湾已有手机厂商为大陆厂商代工，比重也有逐步提高的趋势，因此未来大陆手机厂商发展趋势值得台湾PCB厂商多加留意。

目前HDI电路板主要生产国是日本，台湾与韩国发展亦被看好；台湾虽然在技术层次与外围产业支持仍不及日本，但不论在交期、价格与制程弹性上却是最具竞争力的。而中国大陆则因拥有广大内需市场而备受瞩目，未来大陆HDI电路板之生产能力可望在外商（尤其是台商）的领导下逐步成长。

由于台湾厂商在HDI的布局早，已较其它国家厂商具有优势，加上台湾厂商仍在积极开拓手机板市场，因此在台湾厂商积极努力下，2003年台湾HDI手机板产值全球市占率将可望超过五成，成为全球最重要的手机用PCB制造王国，而HDI板也将成为台湾电路板未来发展最重要的电路板产品。