1.3 印制板的發展簡史

自 20 世紀初（1903 年），德國人漢森（A.Hanson）提出“印制電路”這個概念以來，印制電路的發展已有上百年的歷史。雖然當時漢森制造的不是真正意義上的“印制電路”，但是確實在絕緣基板上制作了按某種幾何圖形排列的導體陣列，滿足了電話交換機的需求。此后又有愛迪生、貝里、Max Schoop、Charles Ducas 等人先后發明了多種印制電路的加工方法，并提出了電路圖形轉移的基本概念。到第二次世界大戰前，印制電路技術有了突破性的發展，奧地利人 Paul Eisler 利用蝕刻法制造了印制電路并成功地應用到盟軍的高可靠武器近爆炸引信中。第二次世界大戰后，印制電路技術得到了快速發展。1947 年，美國航空委員會和國家標準局發起印制電路的研討會，將此前的印制電路制造方法歸納為金屬漿料涂覆法、噴涂法、真空沉積法、化學沉積法、模壓法和粉末涂撒等六類，但是這些方法都未能實現大規模工業化生產。

直到 20 世紀 50 年代初期，由于覆銅箔層壓板的銅箔和層壓板的黏合強度和耐焊性問題得到解決，性能穩定可靠，并實現了工業化大生產，銅箔蝕刻法成為印制板制造技術的主流。開始是單面印制板；到了 20 世紀 60 年代，有鍍覆孔的雙面印制板也實現了大規模生產；20 世紀 70 年代，多層印制板得到迅速的發展，并不斷向高精度、高密度、細導線、小孔徑、高可靠性、低成本和自動化、連續生產方向發展；20 世紀 80 年代，表面安裝印制板（SMB）逐漸替代插裝式（THT）印制板，成為生產的主流；20世紀90年代以來，表面安裝技術進一步從四邊扁平封裝（QFP）向球柵陣列封裝（BGA）發展，高密度的 BGA 印制板得到了很快的發展，同時芯片級封裝（CSP）印制板和以有機層壓板材料為基板的多芯片模組封裝技術（MCM-L）用印制板也迅速發展。

以1990年日本IBM公司開發的表面積層電路技術（Surface Laminar Circuit，SLC）為代表，新一代的印制板是具有埋孔、盲孔，孔徑為0.15mm 以下，導線寬度和間距在0.1mm以下的高密度積層式薄型多層板，即高密度互連（HDI）板。在日本稱 HDI 板為積層式多層（BUM）板，并已開發出一二十種不同的制造方法，其中較有名的除 SLC 法外，還有日本松下電子部的ALIVH法、東芝公司的B2it法、CMK公司的CLLAVIS法等。

美國在 1994 年成立了互連技術研究協會（HTRI），該協會于 1997 年出版一份評估報告，正式提出了 HDI—高密度互連這個新概念。HDI 印制板的特點是具有微導通孔，其孔徑小于等于 0.15mm，且大部分是盲孔和埋孔；孔的環寬小于等于 0.25mm；線寬和間距小于等于0.075mm；接點密度為130點/in2；布線密度大于等于117條線/in2。

根據實際應用和工藝成熟的程度，美國 IPC 將 HDI 板歸納為 6 種類型。21 世紀的印制板技術方向就是HDI新技術，即BUM新技術。據Prismark資料，1999年HDI/BUM的產值為 32 億美元，占 PCB 市場的 9%；2004 年產值達 122.6 億美元，占 PCB 市場的 22.5%。HDI/BUM 的年增長率超過 30%，目前已廣泛應用于移動通信設備、聲像電子產品等小型化、多功能的電子產品中。

我國從 20 世紀 50 年代中期就開始了單面印制板的研制。1956 年，王鐵中等人率先研制成功了第一塊印制板，應用于半導體收音機中。20 世紀 60 年代中期，我國自力更生地開發了覆銅板層壓板基材的批量生產，使銅箔蝕刻法成為我國印制板生產的主導工藝。20 世紀 60 年代，已能大批量地生產單面板，小批量地生產雙面板。20 世紀 60 年代末，我國研制的“東方紅”一號衛星系統已成功地大量采用了有金屬化孔的雙面印制板，并且有少數單位已開始研制多層板。20 世紀 70 年代，國內推廣過圖形電鍍-蝕刻法工藝，但由于受到當時條件的限制，印制電路專用材料和專用設備的研制開發和商品化進展不快，整個生產技術水平落后于國外先進水平。進入20世紀80年代，由于改革開放，不僅引進了大量具有當時國外先進水平的各類印制板生產線，而且經過學習、消化、吸收，較快地提高了我國印制板生產技術水平。20 世紀 90 年代，我國香港和臺灣地區以及日本、澳大利亞等印制板生產廠商紛紛來到我國內地合資或獨資設廠，使我國印制板產量猛增。進入21 世紀，我國印制板產業又有了迅猛的發展。據世界電子電路理事會（WECC）的統計資料表明，2006 年中國印制板的產值達到 121 億美元，已經超過日本成為世界第一印制板生產大國，2017 年中國印制板的產值已占世界產值的 52%。我國整個行業的大多數企業通過了 ISO 9000 質量體系認證，在生產技術上，由于引進了國外先進生產設備和先進生產技術，以及先進的生產管理，取得了巨大的進步，大大縮短了與國外先進水平的差距。

目前，我國正處于以QFP、BGA封裝為主的表面安裝印制板量產化階段，并向芯片級封裝用的積層式多層板和剛撓結合印制板量產化方向發展。以 5G 手機為代表的通信、網絡設備和智能化電子產品將使這些印制板將得到廣泛應用。

近年來，有許多印制板企業已可將導線寬度做到 0.075～0.125mm，制作多層板的內層細導線工藝已由干膜轉為網印濕膜，使用了輥輪涂覆液體感光膠工藝，可以成功地制作線寬和間距為0.1mm的內層板，并在完成光成像全過程后，連接到酸性蝕刻、退膜，直至水平式黑氧化線等過程，實現了制作細線內層板的全自動化生產。孔徑已可做到小于等于 0.10mm，并開始使用激光鉆孔技術生產帶有埋孔、盲孔的薄型多層印制板和開始制造高密度互連印制板（HDI板）。

我國雖然已是印制板生產的大國，但并不是印制板技術強國，在技術上與世界先進水平相比仍有較大差距。在我國生產的印制板基本大量是中低檔產品，少量是高端產品。技術含量較高的 HDI 板、芯片載板及高性能的基材還需要一定量進口。我國印制板工業的現狀是缺乏研究開發力量，靠引進購買獲得新技術和新設備，缺少自己的創新技術。加強高端印制板及其基材的研制和量產，努力創新開發自主生產的高檔印制板及其生產設備是我國印制電路業界共同努力和奮斗的方向。我們不僅要做印制板的生產大國，還要做印制板的強國。

推動印制板技術進步的是電子元器件的高集成化以及組裝技術的高密度和微小型化。展望 21 世紀，印制板新技術將圍繞芯片級封裝（CSP、MCM）用的積層式多層印制板（BUM）和 BGA、CSP 等封裝器件用的表面安裝印制板和高密度互連印制板（HDI）以及適應各類高速、微波電路需要的印制板方向發展。有些工作我國目前才剛剛起步，有待進一步發展，盡快趕上世界先進水平。