内埋基板发展现状分析

　　一、 前言
　　1. 何谓内埋基板
　　基板为依电路设计，将连接电路零组件之电气布线绘制成布线图形，再透过机械加工及表面处理等步骤使电气导体重现，主要的功能为电气连接以及承载组件，为电子零组件在安装及互连时的主要支撑体，为所有电子产品不可或缺的基础零件。
　　内埋基板主要是将外露在基板上的被动组件以及IC等关键零组件，在制作的过程中即予以埋入到基板内，使基板具有体积减少、功能提高、电路设计自由度提高以及组件布线长度减少的特性。另外，近年在金属原物料成本大幅上涨之际，内埋基板下各项组件微型化，所使用的金属原材减少，也能够进而减少制造成本。
　　组件内埋可分为主动组件及被动组件内埋化。主动组件内埋化，主要是将裸晶或晶圆级CSP在制程中即予以埋入，此方式可以使IC封装程序简化，并且也可以降低基板的厚度。但是由于IC尺寸较大，会形成联机的问题，因此IC测试在内埋前不易进行，且由于IC耐热性的考虑，目前主动组件内埋以树脂电路板为主。
　　被动组件内埋化，为将被动组件电容、电阻及电感于制造的过程中即予以埋入。依使用基板的不同可分为陶瓷基板及树脂基板，陶瓷基板主要将利用低温共烧陶瓷将所有组件一起成型于基板内；至于树脂基板被动组件内埋方法可分为三种。
　　(1) 使用即有被动组件：将现有的LTCC电容或电阻，使用背胶铜箔(RCC)或胶片(P.P)直接压在基板的内层。
　　(2) 使用薄型被动组件：将介电层做成薄膜状或使用背胶铜箔(RCC)或胶片(P.P)直接压在基板，以做为中心层或是增层
　　(3) 以印刷或溅镀制成被动组件，此法较常用于电阻材料。 目前各项电子、电气产品的主被动组件比例如下：移动电话约1：25；消费性电子产品约1：33；通信产品约1：47。
　　由于在电子产品中以被动组件的使用量最多，所以要如何兼具减少被动组件体积并提高功能，为目前内埋基板主要的讨论主题，以下也以被动组件内埋主轴进行研究。
　　表一 被动组件内埋应用于PCB基板之方法
　　2. 内埋被动组件技术发展
　　被动组件内埋的技术由美国OMEGA公司开发的电阻内埋为最早，到了1980美国Zycon开发出电容内埋的技术，发展至今内埋电阻材料的开发上Asahi Chemical、MIE、Electra Polymers、Omega Technologies、Gould Electronic、Shipley、DuPont、MacDermid 、Mitsui都有开发出相关材料。至于在内埋电容材料开发上Sanmina、Vantico、DuPont、3M、Gould Electronic、Oak-Mitsui均有开发出相关材料。
　　二、 内埋基板发展现况
　　1. 市场发展
　　图一 内埋基板产值
　　内埋基板的发展，目前主要应用于主板及通讯模块上。未来几年由于在材料问题的改善程度、零组件厂推动程度，以及末端产品应用比重均呈保守预估的情况下，预期未来将会缓慢成长，2006年产值达2.45亿美元，成长率达3.84%。但是就其目前产值与PCB整体市场相比较，其连1%都不到，未来预期各项制程及技术问题将可逐渐克服，成长的幅度仍具有相当大的空间。
　　2. 技术发展
　　被动组件内埋应用于陶瓷基板己经相当成熟，利用低温共烧陶瓷(LTCC，Low Temperature Co-Fire Ceramic)基板将所有被动组件一起在基板内成型，由于其在热性质及介电性质的优点，目前多应用在高频通讯电路设计及RF模块等产品上，但是由于其制作过程中产生的高温以及陶瓷基板成本过高的考虑，以致无法普遍用于所有的电子产品上。
　　树脂基板内埋被动组件，为目前各个电路板厂商积极开发的技术，但目前尚有材料及制程的问题待克服，未来若能够克服这些问题，以其具有的低成本优势，以及为当前市场主流产品，必可大量取代以陶瓷为基板的内埋基板以及目前组件外露的基板快速发展。
　　关于内埋的被动组件的电容、电阻及电感的开发，国际大厂Motorola、Fujitsu、Dupont及Clover Electronics等都相继投入研发，其中Motorola更是己开发移动电话中使用内埋被动组件的技术，并也授权给Ibiden、欣兴等厂商，至于国内厂商如欣兴、华通及楠梓电等厂商也均有投入研发资源，但目前尚未进入大量生产阶段。
　　三、 内埋基板发展之机会与威胁
　　对于组件内埋基板为各项产品走向轻薄短小化的热门技术，经过过去数十年的发展至今的成果仍是非常有限，针对其原因进行分析如下。
　　机会
　　1. 原材价格上涨，组件内埋可降低成本
　　组件内埋相对也表示组件体积需要缩小，对于各项金属原材的使用量也会大量减少。就金属原材供给来看，近年各项金属原材国际价格均大涨，且就市场需求来看末端应用产品价格下跌幅度快速。站在零组件厂的立场，若以成本为出发点，将是其在推动组件内埋很大的诱因。
　　2. 内件内埋，产品可靠度增加
　　组件内埋后，由于可以缩短组件间布线的长度，对于电子产品高速高频作业能力之提升，及噪声降低均是有帮助的部份。尤其对于通讯类产品，如移动电话由过去的通话功能，目前进展到数字相机、GPS、电子货币包等等功能的要求，且又要求体积降低，在应用上更是具有很大的吸引力。
　　威胁
　　1.材料技术开发
　　被动组件内埋当前尚存在一些待解决的问题，除了线路设计弹性不足的问题外，电阻材料部份目前尚有电阻值不够大以及误差变异性(Tolerance)过大的问题。电容材料部份，则是有密度不够高以及材料加工性不佳的问题，尚待这些技术问题解决，才可以确实提升内埋被动组件的效能及稳定性。
　　2.规范性问题
　　以产品发展来看，由于被动组件内埋制程、产品测试以及电路设计规范，目前尚未有标准存在，造成各个厂商在发展上缺乏依寻的方向，在各项规范上缺乏一个共通性平台，对于零组件的标准化以及量产时程的发展均会产成许多阻碍。
　　3.商业模式待建立
　　以下游系统厂的观点，零组件未有统一标准，一旦大量采用也表示未来将使零组件厂享有较大的议价力，也是各制造厂对于内埋基板的采用裹足不前原因之一，尤其在各系统厂均面临微利化，均想尽力压低零组件成本，更是会形成其商品化的阻碍。要实行何种商业模式使使系统厂愿意将内埋基板应用至产品制造组装中，也是内埋基板在商品化的过程中所需克服的困难之一。
　　四、观点
　　1.产品轻薄短小是否有其必要
　　从Motorola V3系列、I Phone等产品的推出及热卖，带动各制造厂商就如何缩小产品体积技术上不断的专研，电路板HDI等技术的推出更是可以有效实践此方向，但是就市场需求来看，产品再不断轻薄短小是否真有其必要性。
　　以产品的发展来看，若是其所需要整合的功能越来越多，相对的所需要使用零组件数量即会不断的成长，以致如何降低产品体积会为各厂商所要努力的方向。但是是否所有的消费者均需要如果多功能且体积小的产品，还是仅是需要功能足够价格实惠的产品。