iNEMI项目经理Steve Payne与Isola Group首席技术官Ed Kelley在一次信息丰富、富有启发性的网络研讨会上，共同阐释、总结和讨论了近期出版的《iNEMI 2019有机PCB发展路线图》的详情。
Payne总结了iNEMI的结构和目标，iNEMI（International Electronics Manufacturing Initiative，简称iNEMI）是一个由约80家行业领先电子制造商、供应商、协会、政府机构组成的，由行业领导的非盈利性研发联盟，其有机PCB分会研究所有形式PCB和挠性电路的技术需求。iNEMI发展路线图是全球企业公司共同合作的成果，代表了电子制造供应链的许多观点，确定了电子行业的最新水平，确定了技术和基础设施之间的差距，并确定了未来10年行业的研发重点。
根据在同一时间坐标上绘制的产品需求和技术发展的示意图，Payne指出了两条曲线之间存在差距的区域，正是这一差距代表了iNEMI合作项目以及长期研究和内部研发的机会领域。对于行业需要走哪条路，与技术需求和能力对应的产品需求，发展路线图都给出了指南。显然，有必要将环境、气候变化、生命周期、再利用和再循环视为额外的驱动力。
Payne欢迎Ed Kelley从PCB材料制造商的角度提供见解，并描述一些关键的市场驱动因素。Kelley列出了市场驱动因素，主要包括5G基础设施和手机、个人设备的不断增加、车辆的电气化和先进的驾驶员辅助系统；并介绍了市场中自驾车辆、智能工厂和智能家居基础设施以及物联网、半导体封装和载板技术的发展方向。5G的广泛影响、微型化、半导体封装密度的增加、更高的频率操作、耐久性和热可靠性、电路几何尺寸的减小以及更高的密度要求等因素都要求PCB技术不断向前发展。其中包括新的制造方法，如改良型半加成法（mSAP）和改进的刚性和挠性基础材料，都需要更加强调电气性能。当然，降低成本是行业共同的期望。
Kelley给出了一系列具体的例子，并指出了这些问题促进了iNEMI项目的创立和材料开发的展开：随着5G相关设备和连接数量以及数据量的增加，带宽需求预计将以26%的复合年增长率增长。PCB布线密度增加及更高频率的运行将导致更多的热量产生和更高的可靠性要求。随着越来越多的有机半导体封装的使用，尤其是对于较薄的载板和混合结构，PCB翘曲成为越来越需要考虑的重要因素。随着微型化的不断发展加之高压和大电流运行，及越来越多的嵌入式元器件的使用，有效的热管理解决方案将
变得至关重要。此外，失效机理的根本原因，如焊盘炕裂、分层、导通孔击穿和导电阳极丝（CAF）的形成，需要进行全面深入的研究。
Payne接着评论了埋入式元器件（被动元器件、主动元器件及两者的结合）的巨大应用范围，并通过实例和挑战进行了说明。发展路线图传达出的信息是将稳定和持续采用埋入式元器件。“PCB行业的发展现状又是怎样的呢？”Payne把这个问题交给Kelley，Kelley对发展路线图中的具体情况进行了分析。
关于刚性PCB和层压材料，Kelley总结了对电气性能要求不断提高的趋势，混合叠层、减少导体宽度和间距，减小导通孔几何形状，增加盲孔纵横比，增加热可靠性要求，铜导体的平滑度，多重顺序层压，半加成法构建技术。对这些需求的响应是开发具有极低损耗树脂系统、低Dk和Df玻璃纤维织物、极低轮廓和无轮廓铜箔的层压板，同时提高其热可靠性和耐CAF性。Kelley用电气性能对比图说明了一些新的发展。更具创新性的解决方案是使用无纺布玻璃增强材料，在某些情况下，使用无增强树脂薄膜。厚铜和嵌入式硬币的应用要求树脂具备高流动特性，并有使用无卤阻燃剂的持续趋势。
Payne对挠性电路的状况进行了分析，讨论了对设备便携性日益增长的需求。他讨论了高频应用中的可穿戴、可伸缩电路和挠性电路。这类应用越来越多地使用薄铜、薄电介质和无粘合剂材料。他评论高性能挠性材料必然导致高成本。
Payne简要介绍了光电PCB，它也在iNEMI有机PCB分会的研究范围内，他指出了在PCB结构中埋入有效的光学互连的持续技术挑战，并介绍了光纤挠性平面、聚合物波导和平面玻璃波导的持续发展。
发展路线图的一个基本成果是预测未来10年的技术。Kelley和Payne讨论了一系列技术差距和挑战。
Kelley总结了已确定的刚性PCB和层压板的挑战，首先研究了铜键合处理对高频电路信号损耗的影响。研究发现，使用1微米而不是2微米的超低轮廓箔可使28GHz下的损耗改善10%，如果采用氧化物替代键合处理铜，则可显著降低超低损耗树脂的损耗。相关项目研究了铜轮廓对树脂附着力的影响。由于玻璃纤维增强织物中的纤维编织效应，在高数据率下差分对可能会出现偏移问题，已经开发了改进的材料来减轻这种影响。研究了混合电路板结构的可靠性测试方法。目前正在开发减轻焊盘坑裂造成现场失效的方法。在主动和被动元器件的埋入技术方面正在取得进一步进展。继续为PCB构建技术研究改进的Z轴互连方法，以及用于减少贯通孔中桩线的回钻替代方案。
随着电路特征变得更小和更密，对耐CAF层压板的要求继续增加，Kelley展示了CAF可以扩散的路径实例。极低损耗的树脂体系推动了树脂与玻璃润湿和粘合用偶联剂的发展。工艺工程的改进使得制造更坚固的层压板材料成为可能。与电动汽车应用中高电压应用相关的新失效模式变得越来越明显。
Payne总结了挠性材料和PCB的技术差距和挑战。行业需要材料能够具备更高的数据处理速度、更薄的介电层和更高的击穿电压。随着温度和湿度的变化，尺寸稳定性仍然是一个挑战。材料需要具有耐久性和改进的热特性，能够承载更高密度的细导体，以及对低成本、工艺友好载板的持续需求。可拉伸电路和纺织电路的开发仍在进行中。
Payne简要地提到了半导体封装，并评论说，尽管半导体封装目前不在iNEMI PCB分会的研究范围内，但封装技术的未来趋势将是基于有机层压板。
行业在光电PCB方面已经做了大量的研究工作，但是仍然存在着很大的挑战，在聚合物波导、光纤挠性平面和平面玻璃波导等方面还需要做更多的工作。
发展路线图总结出了商业趋势，众所周知，刚性PCB产能过剩和PCB制造商持续整合。对挠性电路的需求日益增加。有一些关键材料，以及重要的环境和寿命周期仍存在问题。智能制造的发展推动了iNEMI在多方向物理和信息流方面的新战略举措。
技术趋势是通过半加成性加工、封装和板级技术的融合、埋入式主动和被动元器件以及光电PCB级互连的集成来实现高密度互连。
Payne和Kelley总结了从发展路线图中衍生出来的几个主题，这些主题可以形成提案并产生iNEMI项目。第一个是5G的材料挑战，为在毫米波频率下的材料特性提供指南，该项目已经发展为一个活跃的项目。其他主题包括铜表面处理对信号完整性的影响、减少焊盘坑裂导致的现场失效、采用不同材料的多层结构的组装级可靠性测试、背面钻孔的替代方案以及共封装光学器件的PCB级互连。对每一主题都提出了动机、目标和战略，以及长期目标，如编制指南出版物、向标准机构报告或就制造和成本问题向行业报告。
Steve Payne和Ed Kelley对iNEMI发展路线图确定电子制造业未来机遇和挑战的方式进行了清晰而全面的解释，帮助OEM、EMS服务商和供应商优先考虑研发和技术部署方面的投资，影响大学研究的重点，为政府投资新兴技术提供指南。
整个研讨会持续了一个小时，非常有收获。感谢Steve Payne和Ed Kelley！
