50年印刷电路板的历程,日立化成开发出超薄半导

日期:2020-03-22编辑作者:航空航天

近日日立化成工业公司开发出了用于超薄半导体封装底板的低热膨胀率、高弹性的多层材料“MCL-E-679GT”,可以满足底板薄型化的要求。 日立化成通过灵活应用树脂设计与配合技术,开发出了与原来的高玻璃相变温度覆铜层压板相比,热膨胀系数减小约20%的新材料。通过使用这种底板材料,封装挠度可以降至原来的约1/2;该产品不含铅和卤素。作为半导体封装用底板材料,用途广泛,除适用于直接配备IC芯片的SiP及PoP结构内插板外,还可以用于手机、数字信息设备以及在高温条件下使用的车载设备等。据悉,该产品将于2008年4月作为覆铜层压板依次上市。

印制线路板技术50年间发展以作者的见解分为6个时期,介绍如下: 1、PWB诞生期:1936年~ 作者最初知道印制板是在1948年,当时是进入东京芝浦电气株式会社刚2年的新员工,受课长指示开始调查印制板。到允许日本人阅览的美国驻军图书室查阅,偶然发现了印制电路技术为题的技术论文。当时没有复印机,需要的文献只能用笔抄写,论文全部约有200页,详细叙述了涂抹法、喷射法、真空沉积法、蒸发法、化学沉积法、涂敷法等各种工艺,所介绍的都是绝缘板表面添加导电性材料形成导体图形,称为加成法工艺。使用这类生产专利的印制板曾在1936年底时应用于无线电接收机中。 2、PWB试产期:1950年~ 作者在进入冲电气工业公司1年后,在1953年起通信设备业对PWB开始重视,制造方法是使用覆铜箔纸基酚醛树脂层压板,用化学药品溶解除去不需要的铜箔,留下的铜箔成为电路,称为减成法工艺。在一些标牌制造工厂内用此工艺试做PWB,以手工操作为主,腐蚀液是三氯化铁,溅上衣服就会变黄。当时应用PWB的代表性产品是索屁制造的手提式晶体管收音机,应和PP基材的单面PWB。在1958年日本出版了书名为印制电路的最早的有关PWB启蒙书藉。 3、PWB实用期:1960年~ 1955年冲电气公司与美国Raytheon进行技术合作,制造海洋雷达。Raytheon公司指定PWB要应用覆铜箔玻璃布环氧树脂层压板。于是日本开发GE基材新材料并完成国产化,实现国产海洋雷达批量生产。1960年起冲电气公司开始在批量生产电气传输装置的PWB大量用到GE基板材料。 1962年日本印制电路工业会成立。1964年美国光电路公司开发出沉厚铜化学镀铜液,开始了新的加成法制造PWB工艺。日立化成公司引进了CC4技术。用于PWB的国产GE基板在初期有加热翘曲变形、铜箔剥离等问题,材料制造商逐渐改进而提高,1965年起日本有好几家材料制造商开始批量生产GE基板,工业用电子设备用GE基板,民用电子设备用PP基板,已成为常识。 4、PWB跌进期:1970~ 冲电气公司等通信设备制造企业各自设立PWB生产工厂,同时PWB专业制造公司也快速崛起。这时,开始采用电镀贯通孔实现PWB的层间互连。在1972~1981年的10年间,日本PWB生产金额约增长6倍,是大跃进的纪录。 1970年起电讯公司的电子交换机用PWB用到3层印制板,此后大型计算机用到多层印制板,由此MLB得到重用而急速发展,超过20层的MLB用聚酰亚胺树脂层压板作为绝缘基板。这个时期的PWB从4层向6、8、10、20、40、50层,更多层发展,同时实行高密度化,线路宽度与间距从0.5mm向0.35、0.2、0.1mm发展,PWB单位面积上布线密度大幅提高。 PWB上元件安装方式开始了革命性变化,原来的插入式安装技术改变为表面安装技术。引线插入式安装方法在PWB上应用有20年以上了,并都依靠手工操作的,这时也开发出自动元件插入机,实现自动装配线。SMT更是采用自动装配线,并实现PWB两面贴装元件。 5、MLB跃进期:1980年~ 在1982年~1991年的10年间,日本PWB产值约增长3倍。MLB的产值1986年时1468亿日元,追上单面板产值;到1989年时2784亿日元,接近双面板产值,以后就MLB占主要地位了。 1980年后PCB高密度化明显提高,有生产62层玻璃陶瓷基MLB,MLB高密度化推动移动电话和计算机开发竞争。 6、迈向21世纪的助跑期:1990年~ 1991年后日本泡沫经济破灭,电子设备和PWB受影响下降,到1994年后才开始恢复,MLB和挠性板有大增长,而单面板与双面板产量却开始一直下跌。1998年起积层法MLB进入实用期,产量急速增加,IC元件封装形式进入面阵列端接型的BGA和CSP,走向小型化、超高密度化安装。 今后的展望 50多年来PWB发展变化巨大。自1947的发明半导体晶体管以来,电子设备的形态发生大变样,半导体由IC、ISI、VLSI、向高集成度发展,开发出了MCM、BGA、CSP等更高集成化的IC。21世纪初期的技术趋向就是为设备的高密度化、小型化和轻量化努力,主导21世纪的创新技术将是纳米技术,会带动电子元件的研究开发。

关键词:印刷电路板

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