1.一个目的两种作法
1.1作法1──雷射成孔1998年生产Microvia 的HDI板类产值约12亿美金,其中有10.5亿美金是出自日本,占全球87%。至於制造微盲孔的雷射钻孔机,於98年底全球已装机450台,截至99年10月初时,全球更已达750台。其中二氧化碳机种以日商住友、日立、与三菱等三家为主,平均每月共可推出40台。日本之外则以美商ESI与加拿大的Lumonics两家占先,不过最近另一家传统机械钻孔机知名业者Excellon 的动作也很大。ESI最早推出雷射成孔之量产技术,是以Nd:YAG的UV雷射为主,98年以前卖得很好,每月可装机10台以上,不过近来已被二氧化碳机种所追过了。估计2000年後全球每月可装雷射机60-70台左右。欧美早期的雷射成孔多为UV YAG机种,系采“环锯"(Trepanning) 法与晃烧法(Spiralling)将铜皮与基材同时烧掉而成孔,对4mil 以下小孔有利,但成孔速度却远比CO2来得慢。红外线的CO2雷射则对5mil 以上微盲孔占优势,但需先开铜窗,也不能烧玻织布,最好是用RCC增层做法。至於无铜箔不开铜窗的纯树脂介质层做法,在CO2雷射光束的直接烧打下,5~7mil盲孔更可快速完成,目前最快者号称每分钟可打3万孔以上,对6mil 微孔手机板的大量市场非常合适。
日商Panasonic 已装机37台,主要是生产ALIVH制程的手机板。奥地利名厂AT&S装机35台(YAG为主)。南韩的Samsung也装机30台,且其釜山的全新工厂还要再装30台,且封装载板(Substrate)与手机板两者都做。全台湾到1999年底也已有50台雷射机,起步稍晚但却追得很快。两年前当微盲孔还在感光成孔(Photovia)与雷射成孔(Laser via)路线之争时,其投入业者各半。然而在Photovia量产不易,品质与可靠度困难重重之下,全球顶尖的70家大厂中,近来几乎都已逐渐放弃感光成孔,而改以雷射成孔进行量产,没有任何一家是回头走Photovia路子的。
所有Microvia 产品中,又以手机板的市场最大,98年全球以RCC 与CO2雷射方式所生产的手机板即达170km2/月;其它尚有Panasonic 的ALIVH 也采CO2雷射者有20km2/月,JVC不用RCC却另采树脂与CO2雷射直接烧孔增层,然後直接电镀成孔,其产量也有15km2/月。东芝B2it的另类亦达5km2/月;其做法是在内层Core板上先印上尖锥状银膏,硬化後再用传统FR-4胶片与铜箔热压增层,让银锥刺穿胶片与外压铜箔连通完成BUM。以上各种非Photovia式盲孔之98年总量约210km2/月。
1.2作法2──感光成孔
至於感光成孔之产量,目前只剩下40Km2/月而已,且绝大部份是用在封装载板(Substrate)方面。日本业者在这方面产量亦高居世界之冠,而达39Km2/月之多,此等Photovia 中有80%的产量是供给覆晶(Flip Chip)封装用途,知名业者有Ibiden、IBM Yasu、NTK、Kyocera、Shinco等。其中後二者目前已放弃Photovia,而改用乾膜介质(如Ajnonomoto的产品)与雷射直接成孔做为增层。五年前IBM Yasu推出SLC的光孔制程时气势很旺,连SONY与NEC也曾随之起舞,但目前又都纷纷回归到Laser Via的阵营。综观全球业界 ,真正使用Photovia量产电路板(不含封装板)者,只剩下IBM转卖给Multek 的Austin厂,还在用SLC做笔记型电脑Thinkpad的板子,月产量仅只180m2而已。所用的液态感光树脂系Ciba Geige的配方,而由Morton 所提供。这是一种8L与Core再22而成的唯一光孔PCB产品。
若以Notebook量产板为例,用以检讨Laser Via与Photovia之速度比较,其每个Panel 上有6个Piece,每面共约2万盲孔,以现行CO2雷射速度只要1.5分钟就可打完。光孔虽只需6秒钟的显像成孔,但其前站的强力曝光,与後站之高猛酸钾粗化等,不但技术难、成本贵、良率低、而且可靠度也非常不好,如此下场如何还会後继有人?不过IBM Yasu也另将SLC用於高阶电玩记忆体载板之生产,如一种RK Game所用的Flip Chip载板,其580接点的MCM 小板,每块四片即采4+4+4的光孔增层,幸而没有打线与焊接之Peel Strength 烦恼,才不至於全军覆没走入历史。
2.Microvia与手机板之生产
估计到2015年时,全球雷射成孔机将达50000台,其中90%将是CO2雷射,此种适合手机板量产的机种,其打孔速度的增加非常明显。以日立机种为例,1996年推出者每分钟单面可打4000孔,1999年时竟多达35000孔,且在对准度方面也有长足的进步。以美商Johnson Matthey之量产为例,其排板已大到20.5“X26"的境界,每面10万孔只要3分钟就可打完。故知早期YAG 雷射成孔也许比感光成孔要慢上很多,然而目前每分钟3万孔的CO2雷射,再与Photovia 彼此较量时,相信已不遑多让了。
从两年多的微盲孔量产经验看来,大部份是做在手机板上,估计1999年全球共卖掉2.5亿个手机。其中Nokia 一家即达6000万个,Panasonic 3000万个,Samsung 2700万个。日本总人口约1.23亿,其中一年半以上6700万人都带手机,每年淘汰掉的手机即多到1200万个。估计到2004年时,全球全年共可卖出6亿手机。目前东京的秋叶原,80美元就可买到一台最新型的手机,其中50元是开机费,30元是第一个月的通话费,机器本身几乎成了白送。日本现在最新机种只有59克,而且彩色画面每秒钟还可传送18格,2000年後每秒钟传递24格以上时,就成了真正彩色动态的小电视画面了。更不可思议者,手机不但可用以通话看图,且还可上网传送资料,其功能之高强与方便,其进步之一日千里,已非常人所能想像。这种神奇又大量的增层MLB,几乎全都是雷射盲孔的杰作!
除了手机板上微孔的庞大商机外,更高阶的封装载板也几乎全都是Microvia的版图。日本PCB技术首屈一指的Ibiden,五年来替Intel做了数百万颗Flip Chip式的CPU,绝大部份非Microvia而莫属。其Pentinum III的六层LGA高难度载板,两年来也发货了300万颗之多。新光电气扩建Flip Chip的最新工厂,投资居然高达3.5亿美金之谱。这些高阶技术的寡占领域,没有大把钞票根本别想进门。