NCAB集团的Jan Pedersen深入参与IPC组织的UHDI标准开发，时刻关注UHDI技术制造动态，无疑对UDHI有全面的了解。由于亚洲在UHDI领域仍占据主导地位，Jan认为美国及欧洲PCB制造商如果想保持竞争力，必须进行相应投资。
Nolan Johnson：Jan，你积极参与UHDI设计及制造行业活动。对UDHI行业现状你有何见解? UHDI将向何处发展?
Jan Pedersen：全球有7~10家工厂可以生产UHDI。UHDI的定义是线宽线距小于等于50μm。可以使用减成法工艺使线宽线距降到35—40μm，当到达这个水平后，则需要采用mSAP或xSAP工艺。
这类工艺已经存在很多年了，并不是什么新技术。在20世纪七八十年代被引入封装和元器件行业，当苹果和其他公司开始生产智能手机时，又被重新启用。有一些工厂参与了该技术的开发，但只为苹果一家公司服务，因此其他小客户很难进入UHDI领域，而且大多数公司的规模都比苹果公司小。
只要公司的规模略微小一点，就无法进入该领域，就是这么简单。我也尝试过向一家声称拥有UHDI技术生产能力的大型欧洲PCB集团下订单。但是当准备好Gerbers和数据，与他们联系时，他们会说，“哦，对不起。我们只为苹果一家公司服务。”他们不接受苹果公司的竞争对手，在同一家工厂下订单。
Johnson：鉴于此，是什么推动了UHDI的发展？
Pedersen：对我们来说，是电信和5G行业，未来可能还会有6G。但还有相当一部分客户来自其他行业。如汽车和医疗行业的需求在不断增长，我说的几乎是全球范围内的需求。我想看看美国是否有制造商具备UHDI生产能力，但没有找到这样的制造商。欧洲有一家工厂，但产能有限，其余都在亚洲，且都在为大公司服务。
Johnson：HDI和UHDI定义的分界点在哪里？
Pedersen：线宽线距在50μm以下的是UHDI。通过减成法工艺实际可以降低到约40μm。
目前BGA的间距大约在350μm以下，焊盘是140μm，接着就需要mSAP或类载板PCB技术等。目前有很多技术可以使用。我们正从减成法工艺过渡到mSAP工艺水平；这取决于制造商的起点以及投资的多少，因为一些生产mSAP的制造商已经在成像、AOI等分辨率所需的技术领域进行了投资。
当制造商采用减成法工艺时，线宽线距的下降能力有限。但如果没有其他投资，只是选择mSAP工艺，也起不到很大的作用。
这些是前提，因为IPC-2226中的可生产性C级，为50μm的线宽线距。任何低于这一标准的都是UHDI—类载板PCB，可以通过减成法工艺或SAP相关技术生产。如果继续降低到15~20μm，则需要埋走线载板或类似的技术。当然这需要可达到个位数微米级线宽线距的高端IC载板技术。
目前在美国，对于类载板PCB，线宽线距低于50μm，不到20μm，可能是35或40μm。当生成Gerber文件并要求报价时，他们则说无法生产。他们确实有mSAP设备，如果可以称之为mSAP设备的话，或者内部制程，但还没有投资能够检测20μm以下线宽线距的成像技术和AOI。他们大概能生产约35μm的线宽线距。
Johnson：这与我从美国制造商那里听到的一些数据一致。他们说可生产50μm以下的线宽线距。
Pedersen：这也是尚未采用 mSAP工艺的亚洲制造商的现状，但当他们投资成像、蚀刻、电镀和检测设备后，可使线宽线距下降到约30μm。
Johnson：这点很引人关注，因为我们正在逐步推进IPC-2226标准的开发，而即将发布的高阶封装标准对IPC来说具有重要的战略意义。
Pedersen：是的。客户会说，“当你们有相应生产能力时，请告知我们，我们会进行相应的设计。”例如，在早期设计阶段，没有多少工厂能够完成所需的多品种、小批量(HMLV) 生产，这意味着无法使用现有的生产设施。在中国多品种、小批量领域有大量投资。但我们也发现，汽车行业的需求越来越大，最终将实现大批量生产。
Barry Matties：该市场的发展速度有多快？UHDI的需求同比增长是多少？
Pedersen：这很难说，但我的个人观点是，只要有生产能力，就会在其可用后的几个月内满负荷运行。设计需要时间，但会实现，现在有很多客户在问，“你们何时具备UHDI技术生产能力，何时可以使用这类元器件？因为我们现在还无法使用它们。”
Johnson：这是首席技术官梦寐以求的情况。
Matties：电路板设计师准备好采用UHDI了吗？
Pedersen：是的，但他们需要参数。例如在IPC欧洲标准指导委员会中，IPC欧洲的Alison James介绍了《欧洲CHIPS法案》如何为相关行业服务，而不一定只是芯片行业。如果欧洲要投资芯片，他们就需要有能实现这类技术分辨率的载体和电路板。据我所知，《欧洲CHIPS法案》将涵盖芯片生产所需的相关行业。例如，你有芯片，则需要有组装它的能力和需要承载它的PCB，对吧？不能只有芯片，这无法使用它。
Matties：对。投资将会进入裸板制造和组装领域吗？
Pedersen：是的。我没有证据证明投资会进入这些领域，但没有投资该怎么办？我认为美国的《CHIPS法案》也是如此。现在有5年计划。欧洲发展得比较慢。据说实际上需要10年才会实现，可以看出我们落后了多少年。
Matties：所以，如果制造商决定现在进行投资，那么这项工作就会开始，而且在很短的时间内就会有投资回报？
Pedersen：如果现在我有这个生产能力，则能够很快使多品种、小批量的工厂满负荷运行。这不仅仅是因为客户数量多，而且还因为客户需求量大。
例如，我们有来自德国、丹麦和瑞典的需求，要求给它们提供DFM指南，以达到这一水平的设计要求。我们告诉他们很快就会有，但目前还没有。如果我们使用大公司的参数，那么不一定能够将其用于发展中的小公司。中国有一些企业正在投资UHDI。我把样品给他们，他们生产出了25μm的线宽和线距，非常漂亮。他们将在年底内实现生产。这是基于他们目前正在实施的减成法工艺。
Matties：就盈利能力而言，这类生产显然存在溢价定价，对吗？
Pedersen：我认为需求很大，能够获得比多层PCB更多的利润。查看Prismark和其他公司发布的市场报告，会发现其中多层PCB的复合平均增长率（CAGR）约为6%。挠性电路略微少一些，但类载板PCB则高得多。
在IPC，我们在上一次贸易展会之前购买了一份报告，该报告基于类载板PCB，其中线宽和线距分为25μm及25μm以下和30μm，他们是有本质区别的，因为两种线宽线距需要采用完全不同的技术，才可以实现。但CAGR约为15%，而正常模式层的CAGR为4%~6%。
NCAB内部制定了一项技术战略，将在今年年内交付UHDI样品。我们已经做出了样品，只是还没有现成的电路，但我确定会在今年内实现这一目标。
我们计划在明年继续增长，使产能能够满足大多数客户的要求。这取决于我们能达到的水平。低于50μm仍然不是普遍的生产能力，但专长于HDI的制造商已经具备线宽线距低于40μm的生产能力，有些甚至可以达到35μm。
Matties：有哪些重要的信息可以与目前的制造商分享?
Pedersen：UHDI的需求很大，并且还在不断增长。行业绝不会倒退。这种情况从未发生过。此外，大家看到正在发生的全球经济衰退，并不会对电子行业和新的开发产生太大影响，因为电子行业对这些新兴技术总是存在很大的需求。
Matties：没错。
Pedersen：虽然其他行业在衰退，但电子行业却并未出现衰退。是的，也许会放缓，但随着新技术的发展，总会看到需求。很多事情正在发生并影响着我们。例如，乌克兰战争正在影响能源和电力价格。我们可能会看到一些公司因此破产。重要的是技术的未来令人振奋。
Matties：你认为电子行业能经受住这一切挑战而生存下来吗？
Pedersen：我认为可以的。虽然不是全部，但那些投资于UHDI的公司将会生存下来，因为这样的公司并不太多，整个行业不会一夜之间改变状况。对于目前投资的公司来说，总会有足够的订单。这些企业与我们在电子行业其他领域看到的衰退无关。
Matties：在设备方面，制造商真正需要投资的是成像和AOI设备吗？
Pedersen：需要成像、AOI和镀铜技术设备。必须有能够达到UHDI分辨率的电镀系统。
Matties：那起作用的是设备还是化学药水？
Pedersen：两者都有。当进入mSAP领域时，需要垂直电镀技术。
Andy Shaughnessy：一些制造商告诉我们，启动UHDI的主要障碍是需要LDI设备，因为需要投资80万—90万美元购买LDI设备。
Pedersen：你说得很对。需要购买LDI和AOI设备。需要更好的AOI设备。但这取决于公司的起点。如果是一家HDI制造商，已具备垂直电镀和最新的蚀刻生产线，将能够使用这些设备，再添加LDI和AOI设备即可。当LDI将线宽和线距降低到20μm以下时，而AOI只能达到35μm，该怎么办?
Shaughnessy：我们听说，北美对UDHI的清洁度重要性一无所知。在5 mil[127μm]的线宽和线距中不是问题的小颗粒物可以毁掉15μm的PCB，对吗？
Pedersen：是的，你说的完全正确。有相应工艺所需的设备，但都需要洁净室，至少在洁净室可以进行成像和阻焊工艺。如果生产HDI板，则需要达到特定的清洁度级别，如果再进入UHDI领域，需要进一步提升清洁度级别。
Kathy Nargi-Toth和Jan Pedersen一起参加高阶封装研讨会
Johnson：我举一个例子，早在IC行业制造这些尺寸（如15μm）的产品时，洁净室对员工是有限制的。例如，他们不能是吸烟者，因为如果从他们的皮肤毛孔中渗出哪怕一个尼古丁分子，它落在IC上，就会使IC短路。
Pedersen：是的，你说的完全正确。
Johnson：就是这些尺寸很关键。现在我们开始处理PCB中的这些尺寸。清洁度仍很重要。我们现在讨论的是分子短路。
Pedersen：这些事项很重要，当达到该水平时，它们是基本的要求。需要小心。从标准100μm的线宽和线距开始逐步进入HDI领域，这时就需要洁净室用于阻焊膜加工，当进入新的领域时，所有的要求都需要提升至高一个级别。
这将把我们带到另一个级别，即降低到20μm的线宽和线距，然后进一步降低到15μm的线宽和线距。现在有客户要求17μm的线宽和线距，我无法满足他们的要求。有些工厂可以做到，但我无法联系他们。这就像20年前我在中国台湾进工厂时，需要穿防护服才能进入。
Matties：那么，当有像你刚才提到的需要17μm线宽线距的客户，而你们无法生产时，他们会怎么做?他们是如何完成订单的?
Pedersen：他们没有办法，必须重新设计PCB。
Matties：他们来找你的时候还没有设计好吗？
Pedersen：他们正在设计这种级别的PCB，但需要了解制造商是否可以生产这类PCB。
Matties：UHDI的最大挑战在于裸板制造，对吗?
Pedersen：是的。
Matties：那么，材料供应商在UHDI发展中的作用如何，起主导作用吗？他们对此有反应吗？材料的发展状况如何？
Pedersen：这是个好问题。他们正在与大公司合作开发这些材料。
Matties：关于UHDI，你有其他想法想与读者分享吗？
Pedersen：我们需要了解UHDI。我们需要测试，我们需要测试方法。当拥有如此薄的铜和新技术时，铜的剥离强度如何？这些都是我们在IPC UHDI分委员会内正在开展的工作。
NCAB技术委员会有一个小组也在研究UHDI。有很多美国同事参与了UHDI标准的开发，积极了解IPC的标准开发工作进展，积极参加最近的高阶封装研讨会，了解像欧盟相关CHIPS法案、美国《CHIPS法案》等法规，对于NCAB内部的UHDI研究很重要。参与行业活动并成为这些新兴技术发展的一部分，极其重要。
Matties：不错。你的见解确实很引人关注，也很有教育意义。谢谢你，Jan。
Johnson：是的，你考虑到了所有不同的因素，做得非常好。
Pedersen：好的，谢谢。
更多内容可点击这里查看，文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年12月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。
