近日，我采访了MacDermid Alpha公司的Bill Bowerman。他介绍了一篇他参与撰写的关于直接金属化和其他高阶金属化的论文，包括采用黑影和黑孔工艺的好处，以及什么类型的工厂可以考虑采用这种工艺。
Nolan Johnson：Bill，您的团队发表了一篇关于碳基工艺的技术论文。本期杂志刊登了该论文，但让我们再深入讨论一下这项工艺及其对采用公司的影响。该工艺如何带来更多盈利能力？
Bill Bowerman：行业越来越接受直接金属化，其对公司运营的积极影响是必然的发展趋势。该工艺使用更少的水和电力，以及更少的废物处理成本，只要求更少的生产操作员，且只需占用相当小的空间。当我们谈论制造商扩大任意层设计或 HDI 的金属化产能需求时，切记，每次叠加层时，我们都必须进行金属化和电镀。而直接金属化工艺，其成本更低，占地面积更小，这对他们来说就是明显的优势。
用水量的减少，对于全球某些地区，是一个非常有利的因素，因为这些地区的用水量是受限制的。在某些情况下，如果他们想扩大工厂的用水量，则必须去除部分已有的用水设备，才能增加新的用水设备。这些工厂用水量的增加有限制，基本不可能增加。
另一个因素，很简单，是在化学镀铜中使用钯作为活化剂。在过去的一年里，钯的价格上涨了50%以上。一年前，每盎司约为1400美元，现在每盎司为2600美元。
Johnson：PCB的制造商似乎正受到各方面成本的挤压。
Bowerman：不幸的是，这是真的。现在生产PCB是件艰难的事。
Johnson：制造商管理团队评估生产车间时，会深入考虑哪种工艺最有效，如果他们审查黑孔工艺，即你们的论文中介绍的，他们希望在实施计划中看到什么？这个项目要转换什么？
Bowerman：目前该工艺已经存在一段时期了。我们已为全球范围内600多条直接金属化生产线提供技术支持，超过了我们所支持的化学镀铜生产线的数量。我们已具备多年的技术经验，可以准确地了解设备的类型。我们可以和客户说：“这是我们为贵公司的产品组合设计的设备计划”，深入沟通后我们会问类似的问题：“贵公司的产品组合是什么？你们的期望是什么，PCB尺寸、厚度、微盲孔、通孔、材料类型分别是什么？”这些是在制定新生产线计划时首要讨论的问题。
Johnson：让我们谈谈转换时间。可以用工厂已有的生产线吗？需要找个空的地方把设备平行放进去吗？这个工艺复杂吗？
Bowerman：这些生产线对于该工艺是特有的。我们对黑孔和黑影工艺有不同的技术规格。我们也有针对导电聚合物系统的技术规格。它们是相似的，但是每一条生产线的模块顺序是不同的。因此，他们不能使用现有的生产线，需要一条新的生产线。
Johnson：你们正在审查一条新的生产线，它将减少当地资源（如水）的总用量，并带来一些额外的功能。有代表性的投资回报率是多少？
Bowerman：这要看具体情况。如果我们在其中加一条去钻污生产线，或者直接金属化，投资回报率可能会有所不同。不过，我估计，以可比的成本计算，直接金属化生产线的成本约为工厂中任何化学镀铜生产线成本的50%。
Johnson：考虑到买这条生产线并没有投入太多成本，投资回报会更快。
Bowerman：同样的产量，成本大约是一半。如果是新生产线，去钻污的成本是一样的，但是直接金属化的成本只有化学镀铜的一半。
Johnson：行业似乎正在投资更多的专属工厂。有一种观点认为，专属工厂之所以退出市场，是因为与化学品有关的义务以及由此造成的环保问题。现在，通过黑孔和其他减少废物和回收化学物质的技术来创建一个零排放工厂，可以使中小型专属工厂得以回归。对此，你怎么看？
Bowerman：当然。这是真的，尤其是航空航天或国防市场的公司，建立了一些非常复杂和高度专有的设计，坦率地说，他们甚至不想将其生产外包给公开的制造商。据我所知北美大约有四五家新工厂，虽然都是小的样板生产厂，但都是建在美国。
不过，我不知道它是否会影响到美国印制电路板生产的总收入。到目前为止，通常是最高端的公司会建专属工厂。但是，从保护知识产权的角度来看，专属工厂是一个重要的有利因素。
Johnson：当OEM想为他们的生产建立专属工厂时，他们会保持对工厂的控制。他们有机会从零开始建造，投入最先进的设备，实现零排放。这似乎给了专属工厂一个机会，使其处于技术最前沿，并具有很强的竞争力。
Bowerman：没错。有时，他们正在构建的材料是非常独特的，标准的PCB制造工厂不常用。这是另一个原因。其他时候，我们讨论直接金属化作为种子层，因为更多使用的是涂覆工艺，而不是氧化还原反应工艺。使用的特殊材料可能包括聚四氟乙烯到碳氢化合物的任何材料，直接金属化工艺对这些材料表面能的变化不是很敏感。
Johnson：整体状况似乎确实给现有的工厂制造商带来了压力，他们需要更新工艺。
Bowerman：是的。在过去的20年里，我们的工业发生了很大的变化。如果你在审查一条新的工艺生产线时必须牢记这一点。如果我要买一条在未来15年至20年都想持续使用的生产线，这个行业会如何继续改变和发展？
Johnson：你认为读者应注意哪些论文要点？
Bowerman：有几个要点。我们正在研究超薄铜箔来减小走线的线宽和线距。现在行业的线宽/线距已达到了30μm/30μm；也许一些高阶的封装应用还要略低于此。但同时我们也在研究非常方正的走线侧壁轮廓。无论是化学镀铜还是直接金属化，金属化的主要目标都是在金属化生产线中拥有非常精密控制的微蚀，因为铜箔的起始厚度只有3微米。我们通过对推荐的设备进行全面的检查来完成这一过程，目标是非常严格地控制微蚀量。
Johnson：对。你们会实现那些严格的公差结果吗？
Bowerman：我们现在在亚洲已实现这种工艺的批量生产。现在有多条采用mSAP工艺的生产线，铜箔的起始厚度为3微米。换句话说，这种工艺已经成熟，正在实现这种工艺的商业化，我们具备生产经验。
Johnson：还有什么其他亮点吗？
Bowerman：研发这个项目很有趣，因为我们可共享具有很多技术服务和应用经验人员的专业知识。我们有全球开发应用中心（GDAC），其中有7个中心从事金属化产品的研发。大多数中心具有某种形式的中试生产线产能，可生产全尺寸PCB。我们利用这些中心为客户改进设备。在客户投资建设第一条量产生产线之前，我们有机会为他们制定工艺。多亏了这个工艺，我们开发出了一些以前从未专门用于直接金属化的独特东西。
Johnson：很有趣。黑孔工艺如何融入MacDermid Alpha产品系列？
Bowerman：MacDermid不仅参与了化学镀铜金属化和直接金属化工艺，还参与了超越电解电镀工艺的开发。考虑到可靠性，我们把每件事都看作一个完整的部分。可靠性是一个很大的话题，所以我们对电解铜与目标焊盘或化学镀之间的界面非常敏感。我们正在做大量的工作，以确保满足设计师构建堆叠微盲孔的期望。
Johnson：Bill，谢谢你们为完成论文做的工作。
Bowerman：非常感谢。
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