導入mSAP設計 擴展機構空間亦滿足電路連接需求

新一代iPhone X硬體功能增加，透過新一代PCB技術擠出更多機內空間裝載電池，提供用戶更好的行動運算體驗。Apple

從最新iPhone 8/X導入更大屏幕、雙鏡頭相機模組、更強大的運算處理器等，硬體功能增加機體尺寸卻只能更薄型，在關鍵零組件無法有效縮小下，新一代產品必須找出更小、更精密的PCB載板滿足設計需求。

電子產品追求輕薄短小、高速、高頻是明顯的趨勢，這也帶動了下游PCB載板朝高密度、高整合、封裝化、微小化與多層化方向推展，HDI(High Density Interconnect)需求激增，在板材配線長度短、電路阻抗低，可支援高頻、高速運行、性能穩定、可擴增更多複雜化整合功能，正是電子產品朝高速／高頻／多功能與大容量發展的必然發展趨勢。

產品越精密所使用PCB層數越多

現有8層以下PCB，主要用在家電、桌上型電腦等電子產品載板；高性能伺服器、航空／航太設備等高階應用則PCB電路層數需在10層以上，HDI形式PCB在布線密度具優勢，成為現有智慧手機優選載板選項。

高密度互連線路PCB板(HDI)採行積層法製作，簡單說就是用普通多層板作為核心板材進行疊加與積層，再運用鑽孔、孔內金屬化的製作程序使各層電子電路形成內部電路連結效用，者會比僅有單純通孔的普通多層板在PCB可更省布線面積用量、提高元器密度。

HDI的製作技術差異，主要是在「增層階數」方面，一般增層的數量多、技術難度大，HDI依階數可分一階HDI、二階HDI與高階HDI，其層數表示以C+N+C，其中的N為核心板層數，C則為增層次數(即HDI階數)。

高階的HDI布線密度會更高、壓合次數多，同時也可能導致多層板材在對位、打孔與孔內鍍銅技術難度提升，無法無限制地擴增層數，有其物理極限，廠商在技術工藝與製程能力難以達到更高的要求標準。近年旗艦級智慧手機會運用任意層HDI最高階再要求任意相鄰層間以盲孔連接，就能在HDI基礎上再壓縮一半板材體積，騰出更多空間容納電池或其他零組件。

高密度PCB迎合旗艦智慧手機設計需求

如Apple iPhone 8/X等新一代旗艦智慧手機，可能在功能上內建指紋掃描器、3D Touch、更大尺寸屏幕、雙攝相機鏡頭，對於機內可用空間只會越來越有限，應用FPC搭配任意層互聯HDI整合，優化產品內機構與元器的最佳化布局設計方法，亦吸引其他智慧手機大廠相繼跟進。

其中，FPC又稱為軟板，是採用聚醯亞胺或聚酯薄薄膜柔性基材製作的電路板，特色為電路板可以撓曲而不影響其線路導通目的，同時有線路密度高、質地輕、厚度極薄、板材布局靈活等優點，iPhone設計中就導入多達16組FPC。

然而，新一代智慧手機裝載功能太多，消費者亦要求需擴增電池效能，開發端自然需要再想辦法擴增機內空間，如主流旗艦手機、iPhone 8等就導入類載板材料將主機板能搭載元件數逼到極限值，同時更進一步再針對線寬縮小化。

類載板(Substrate-Like PCB；SLP)作法是在HDI技術基礎上採行mSAP制程，以進一步將電子電路線寬縮小，也是是新一代提升PCB線路密度的新製程。例如，高階智慧手機若改導入類載板連接元器，可將單片HDI細分多片類載板混搭HDI形式整合，透過sSAP極細化線路再疊加SIP封裝，進一步提高線路密度，解決智慧手機機構空間限制下零件過多、電池元件無法擴充的設計困警。

類載板更小體積下整合更多元件

新一代導入類載板的旗艦智慧手機，一般會採類載板作為主要機板使用，用以連接行動處理器、NAND flash快閃記憶體、DRAM動態存取記憶體等核心元件，至於類載板採行半加成法(modified-semi-additive process；mSAP)的封裝方案，將智慧手機、平板電腦甚至是穿戴電子設備達到更顯著、積極的小型化、薄型化設計。

SIP為將多個相異功能的有源電子元件、無源元器或是MEMs、光學元器等組裝到一起，形成一組功能整合的標準封裝元件，如同系統或子系統的封裝體。

現有使用的PCB製造工序，主要會有減成法、全加成法與半加成法3種製程技術。減成法一般為使用光敏性抗蝕材料完成電子電路圖形轉移，運用化學材料保護不需蝕刻銅箔線路區塊，製程的缺點是在關鍵的蝕刻程序會使裸露的銅箔層於往下蝕刻過程中、可能成產生該線路側面蝕刻(側蝕)問題，這會在製作PCB線寬／線距在小於50μm會產生成品良率過低問題，但減成法製作PCB因應普通用途PCB、FPC與HDI等電路板產品綽綽有餘。

不同PCB製作程序線寬／線距差異大

另一種PCB製作方案為全加成法(SAP)，全加成法製程為採含光敏催化劑絕緣基板進行加工處理，以線路圖形進行曝光程序、再透過以化學沉銅完成導線圖形形成，相對於減成法PCB製作，全加成SAP適合適合製作精細線路，但線路導通連接品質是以基材、化學沉銅效果而定，並不容易掌握，製程與傳統PCB製造方法差很多，成本高、製程相對複雜難掌控，產量不大，全加成法可用於生產覆晶載板，線寬／線距可達12μm/12μm。

半加成法(mSAP)製作方案，主要是針對減成法製作困境、與加成法精細線路製作的既存問題進行改良，半加成法為在基板上進行化學銅、並於其上製作抗蝕圖形，再經由電鍍工法將預作基板金屬線路圖形增厚，再經去除抗蝕圖形後經過閃蝕去除多餘化學銅層，保留下來的部分即形成精細電子電路。

mSAP製程的特點是圖形在形成過程主要為依靠電鍍、閃蝕處理，而在閃蝕過程所蝕刻化學銅層相當地薄，因此，蝕刻耗時相當短，較不會產生電子電路線路側向蝕刻問題。

再與減成法比較，半加成法製成線路寬度不受電鍍銅厚影響、較容易控制，同時線路具更高解析度，在製作高精細線路線寬、線距可以製作更為一致，同時提升成品良率，半加成法量產能力可以達到最小線寬／線距14μm/14μm、最小孔徑55μm。類載板雖然算PCB製法的一種，其實制程觀察其最小線寬／線距分別為30μm/30μm，為無法使用減成法生產的高精密度PCB。