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雷射制程设备整合 台制高阶HDI值量劲扬

【来源】:DIGITIMES 

 

当(2014)年9月9日苹果公司最新款智慧型手机iPhone 6及穿戴装置Apple Watch问世之后,也等于宣告近1年来利用各种间谍照、饥饿行销等手法总算尘埃落定,而台湾消费电子产业链又将历经一段“利多出尽”的日子,更别提还可能重演上一代iPhone 5系列产品大幅砍单的风险。如今正是重新检视台湾相关电子零组件供应链基本盘的良机,尤以10月22~24日将登场的“台北国际电路板大展(TPCA Show)”为最贴近该产业景气变化的关键指标,可综观产业链下半年走势,包括高阶HDI、Any-layer HDI电路板及所需雷射钻孔成型设备发展。

    IEK分析台商两岸PCB产品加总比重,可发现Q2整体均较上季成长,只有软板下滑,与在台湾厂商趋势相近,大陆台商则在软硬结合板、HDI、IC载板等项目衰退,显示部份台商逐步朝向高阶产品发展,未必都自限于大陆“低成本优势”。工研院IEK

    根据媒体在iPhone6发表后大量引述的美林证券调查报告指出,受惠台湾半导体厂加入苹果新机生产行列,依今年Q2~Q3为主要产期估算,iPhone 6约可贡献台湾全年经济成长0.4%。将推升今年8~10月,每月出口成长2%;11月~2015年1月每月出口,也会因零组件出货增加1%。且每台 iPhone 6可为台湾带来美金25元(约新台币750元)收入,而来自半导体领域的A8处理器便占有美金21.5元(约新台币645元)、相机镜头占美金2.5元 (约新台币75元)。反观中国大陆厂商参与苹果供应链之数量虽居全球之冠,但大都负责较低阶组装线,获利较少,受惠情况反不如台湾明显。

    其中,如iPhone6最基础的印刷电路板(Printed circuit board;PCB)系采高阶的任意层高密度连接板(Any-layer HDI)制程技术,不仅因为重复电镀与钻孔的制程耗工吃产能,良率也是一大考验。比起一般高密度连接板(High Density Interconnect;HDI)的最大差异在于,HDI是采取增层法(Build Up)制造,利用机械、雷射等钻孔方式直接贯穿PCB层与层间的板材,当增层电路数量愈多,代表相对所需的技术能力愈高。

    Any-layer HDI则须完全透过雷射微钻盲孔,才能打通每一层间彼此连通设计,使中间基材省略使用铜箔基板,得以更高密度整合主板,可较一般HDI减少近4成体积;进而缩减终端产品设计厚度,能用更轻薄的设计型态问市。但由于雷射钻孔成型在线路加工制造的难度及成本也相对较高,目前仅高单价的行动装置使用居多。

两岸PCB产品成长有别 台制高阶HDI值量劲扬

    在iPhone6发表前,由台湾电路板协会(TPCA)与工研院产业经济与趋势研究中心(IEK)在“PCB产业大势系列研讨会”上发表Q2景气及下半年展望时也指出,今年消费电子产品成长动能基本上不如预期。虽然全球手机市场因智慧型手机成长22.4%,将续驱动其缓步成长2.3%。但受到智慧型手机市场竞争越来越激烈影响,2014年上半年仍以中低阶平价手机为主;下半年则期望iPhone 6可带动高阶手机需求,再加上新款穿戴装置Apple Watch开创新市场商机。

    在随之变动的国际PCB产业中,台商两岸PCB产业在3月营收表现即开始上扬,并一直维持到6月份,有别于去年1~7月的景气低谷,两岸PCB产值Q2成长8.7%,相较于去年同期成长12.0%,产值达新台币1,362亿元。工研院IEK电子与系统研究组资深产业分析师江柏风认为,此可归功于今年上半年受惠中低阶智慧型手机热卖,驱动下游“不必等到年中才拉货”,但PCB产业主要动能还是来自中低阶手机,而今年涨幅不如往年达到两位数,预期Q3成长 8.3%,产值新台币1,475亿元则创下3年来新高;并支撑Q4即便iPhone 6第二波拉货动能不佳,下滑程度仍可维持-5.3%。预估2014年将呈现正常季度循环,上调全年产值为正成长5.13%,达到新台币5,490亿元,仍优于全球平均成长值2~3%。

    惟若进一步分析台商两岸PCB产品加总比重,可发现Q2整体均较上季成长(HDI,18.1%→18.3%),只有软板下滑(14.5%→13.1%),与在台湾厂商趋势相近(HDI,18.0→19.3%;软板,11.6%→8.7%),大陆台商则在软硬结合板(1.0%→0.7%)、 HDI(18.2%→17.5%)、IC载板(1.5%→1.4%)等项目均衰退,此也显示部份台商已可逐步朝向高阶产品发展,未必都自限于大陆“低成本优势”。总体评估Q2台商两岸PCB产量(311,678KSF)、产值(新台币1,362亿元)齐上扬,开始反映市场需求提升。

    江柏风预估,虽然iPhone 6推出后,可带动短期内(Q4)市场销售,但之后将呈季度衰退;反观市场上所有Android手机加总后,则呈现逐季成长趋势。显示市场新进者增量越来越多,高、中规格之平价智慧型手机问世,更吸引市场关注及销售重点趋势。为避免产品受到价格威胁,他建议业者可转型开发特用、穿戴式装置等创新产品,以维持一定的毛利率。至于PCB制造厂商则应配合维持弹性,如物联网IOT聚焦可整合通讯、记忆、运算功能的SoC晶片,以及穿戴式装置也因初期售价不高,首要解决的都是缩减IC载板体积问题,以容纳更多电路。

产研内部垂直整合供应链 掌握雷射微盲孔制程关键

    此外,针对目前加工高阶HDI、Any-layer HDI所需雷射钻孔成型技术,近年来也由工研院南分院技转关键技术给东台精机(Tongtai),由其作为主导厂商,逐步建立台湾自主雷射制程设备联盟的发展模式。从雷射源开始向下整合先进微制程设备技术β-site验证,直到各种End User产业,陆续掌握PC-Based控制器与相关雷射应用技术。

    东台精机电子设备本部副理陈育斌进一步表示,该公司因此得以解决现今HDI规格逐渐普及后,PCB终端加工业者无法仅用机械钻孔(≤100μm)完成微盲孔制程(<150μm、6mil)的问题,且难以预估其刀具磨耗程度与钻孔深度。目前改为加工速度与品质俱佳的Laservia雷射钻盲孔方式,已成为业界主流,又可分为生产速度较快的CO2雷射、光斑较小的UV雷射等不同雷射源,CO2雷射以DLD、resin direct drilling制程较广为业界采用,但须特别光斑控制及扫瞄头精度。

    陈育斌指出,目前雷射微盲孔制程关键技术还包括:光电检测技术,可由国外进口仪器检测雷射功率,进行雷射光束整型与量测,设计光学系统;从而自主掌握微盲孔成型方法之加工制程参数,确保加工品质;再由业者自主或与学界、法人合作,开发系统整合技术,加入精密定位、控制技术,以及光学系统与雷射应用技术。台湾设备厂商主要遭遇的阻力则有:

    1. 高精度工作台设计、自动上下料系统,此因为部份台湾工具机厂商介入而较容易克服,已可达到所需定位补偿、扫瞄头控制等精密定位技术。

    2. 双轴/双台面加工机台设计,才能透过AOM、分光镜等技术,同时将雷射一分为二并加工。已有厂商采雷射源功率较高的AOM技术,加上工研院技转之Top-hat光束整形技术,确保加工品质。

    3. 雷射自动补偿及扫瞄头精度补正技术是光学系统与雷射应用领域更大挑战,由于扫瞄头补正精度要求须维持±10μm左右,在标准工作台可容忍3~5μm的误差范围内影响不大;但在高速扫瞄时,则难以同时控制扫瞄头冷却水及环境温度,更不易定期补偿精度。须靠政府科专计画资助业者投入,或协同学界、法人开发,提升雷射加工技术能量。

台日创投资金挹注 设备厂引进外商结盟

    值得一提的是,过去常被视为须支付高额授权金,而难以引进的国外相关技术,近来也透过工研院创新公司及日本三菱日联投资公司(MUCAP)合作的台日基金 (Golden Asia Fund Ventures Ltd.),与经济部约1年半来积极媒合下,自外成功引进日本Cyber Laser公司的关键零组件雷射源与相关技术。预计将在未来1年内,与台湾的东台集团合作量产更具竞争力机种,开拓亚洲及全球市场。

    面对传统日系大厂的品牌威胁,且台厂对雷射加工技术掌握性低,雷射源几全部仰赖进口,难以与市占率高的日系PCB雷射钻孔机竞争;加上客户不断提高雷射加工的品质要求,供应商却未必愿为少量产品而改变规格。当工研院成立南分院以来,东台便积极参与研发雷射相关技术,希望能促成上下游产业整合成聚落,而不再只是“无头产业”。

    终促使日本拥有飞秒雷射源技术的Cyber Laser Inc.与东台集团旗下的东台精机、东捷科技首度合资新台币6,060万元成立“赛博尔雷射科技公司(Cyber Laser Taiwan)”,期望借助台厂在设备的cost down量产能力及销售通路,导入东台引以为傲的客制化服务,降低雷射源成本;同时利用日本Cyber Laser Inc.飞秒雷射源独步全球的峰值功率技术,生产并销售性价比高且具竞争力的雷射机台;搭配工研院的皮/奈秒雷射源技术,让台湾雷射产业链上游的能量备齐。

    预计1年内将进驻台南科学园区,引进20W超快雷射源并量产高性价比的超快雷射机台,以进军国际市场,同时提升台湾雷射产业技术层次与能力。赛博尔雷射科技除了替Cyber Laser Inc产品组装、销售及维修外,也会有为客户打样服务的Work Shop,推广在日本的应用实绩。

    图说:IEK分析台商两岸PCB产品加总比重,可发现Q2整体均较上季成长,只有软板下滑,与在台湾厂商趋势相近,大陆台商则在软硬结合板、HDI、IC载板等项目衰退,显示部份台商逐步朝向高阶产品发展,未必都自限于大陆“低成本优势”。(工研院IEK)
    
    大陆台商PCB产业产品比重(1Q14/2Q14):4层以上多层板45.2%-46.1%、(单双面板)传统硬板16.9%-17.1%、HDI板 18.2%-17.5%、软板16.9%-16.9%、IC载板1.5%-1.4%、软硬结合板1.0%-0.7%、导热基板0.3%-0.3%。

    注:依产品金额比重排序;注:数据统计范畴为台商在中国大陆生产PCB之总体产值比重

    图说:为了解决现今HDI规格逐渐普及后,PCB终端加工业者无法仅用机械钻孔(≤100μm)完成微盲孔制程(<150μm, 6mil)的困难,目前改为加工速度与品质俱佳的Laservia雷射钻盲孔方式,已成为业界主流。

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点击次数:  更新时间:2014-10-28 12:01:40  【打印此页】  【关闭