Candor Industries公司位于加拿大，是一家已投资UHDI生产能力的PCB制造商。为了支持高阶封装，适应目前IC不断缩小的发展趋势，PCB生产能力必须不断增强。在本次采访中，Candor公司的技术销售经理Sunny Patel分享了Candor公司在增加UHDI生产能力的过程中积累的宝贵经验。通过此次采访，我们认识到增加UHDI生产能力的难度可能没有人们想象得那么大。
Nolan Johnson：Sunny，Candor公司正式迈入UHDI领域了吗？
Sunny Patel：我们刚刚进入这一领域。有些客户想要生产的直接放置芯片的PCB，是我们的首批UHDI生产任务。每一层都依次钻孔，并伴随有2/2mil的线宽/线距，或2mil/1.5mil的线宽/间距。我们目前还没有生产很多此类订单，但已经陆续看到了一些需求。
Johnson：如何区分HDI和UHDI？对你们来说，何种尺寸的线宽线距可界定为UHDI？
Patel：在我们看来，UHDI不仅仅要有分钻和顺序盲孔，我认为UHDI上要同时有这两种结构，且线宽线距要小于3 mil。加工这类PCB的方式要视具体情况而定，主要是受限于所使用的设备，同时也取决于在这种线宽线距下完成蚀刻的方式。所拥有的基础工具、直接成像技术和层的精密对准都发挥着重要作用。之后要开始调整不同区域内的蚀刻因子，比如锐角区域内或是角更尖的方形焊盘，及表面的铜极度减少就变得尤为重要。
Johnson：进行此类操作需要无尘室吗？
Patel：多数PCB工厂都会使用无尘室，至少我了解的工厂都会这样做。无尘室对于成像工艺非常重要，但其作用远不止于此。UHDI生产过程有完全不同的要求。我们已可加工顺序盲孔，但如何电镀这些区域？如何保证这些区域的铜层不会超过规定厚度？又如何确保每层蚀刻都能完美？这些工艺需要很大程度的人工干预。需要有专人负责审查数据，然后根据经验判断2 mil以下的蚀刻操作是否能顺利进行，并适当进行调整。
Johnson：为了使UHDI生产就绪是否需要更定制化的调整？
Patel：是的，UHDI生产厂家都很熟悉半导体级别的容差。设计师可能需要比较长的学习时间，因为他们之前通常都只是在脑海里完成设计。他们似乎并不太解PCB工厂的生产方式以及生产过程限制。
Johnson：没错，20年前硅片的尺寸比现在放到板上的IC尺寸并没有小很多。在生产IC时，会在无尘室环境下操作硅片，也很讲究标准化、流程化和精密度，但这些似乎到现在都没有引入到PCB制造行业中。还有多久我们才能在整个工厂内实现无尘室环境？
Patel：我不确定是否需要为每个系统都配备无尘室，但我们确实需要更多控制。显然，成像过程始终是在无尘室环境下进行的，那么电镀和钻孔的过程控制就变得更加重要了。并不是PCB的整个生产流程都有必要配备无尘室。不论什么时候进行激光钻孔实际操作，都需要设备配备真空系统和封闭的通风系统。
在电镀过程中，化学药水控制更重要。为确保能够均匀电镀面板，一定要微调电镀液动态参数。这是电镀发展的方向，系统变得更加可控。我不确定整条生产线是否有必要都处于无尘室环境中，但必须降低对环境的开放度。
Johnson：你们一直努力想要生产达到的尺寸在过去允许的公差范围内。这改变了可用设备达到的目标。
Patel：没错。有些生产厂的设备已经使用了20年，电镀槽从没有升级过，非常传统。不能用20世纪八九十年代的设备来生产现在的PCB。必须要对设备的流体力学参数有所创新，或者投资适当的新设备才能赶上发展的步伐。
Johnson：根据你的经验，是否存在优化现有设备的空间？能不能升级以后直接用来生产HDI，还是说需要引进新的生产线才能生产符合UHDI要求？
Patel：这已经成为了生产问题。可以用现有设备生产样品，完成4—5块面板的小批量生产，派专人监管运行的系统。但能用这种设备生产具有一致质量的100块面板吗？我认为做不到。
Johnson：要如何实现生产车间的过渡转型？肯定需要一步一步实现。
Patel：没错。Yogen Patel一直致力利用技术来简化并完善流程、去除多余步骤。比如用液体光致抗蚀剂来替代干膜。因为涂覆的抗蚀剂非常薄，所以这个转变非常关键。如果使用干膜来生产UHDI，可以使用0.5 mil甚至0.3 mil厚的干膜进行成像。但操作过程会变得非常困难，可是人们已经在使用干膜了。
这是我们原本的发展路线图。直接成像技术变得非常重要，所以我们使用的直接成像设备也变得至关重要，因为设备中的一些LED对像素尺寸会有限制。设备的选用对UHDI就变得非常重要。去年我们采购了大量可以与直接成像设备匹配的设备，例如Indubond设备，或者非常一致的压合设备，以及DIS粘合设备。
不需要选择完全一样的设备。但理念是需要改善层对准、减少使用厚膜绘图仪，这样才能使直接成像的分辨率更高。需要均匀压合才能使面板的厚度保持一致。所有这些因素都非常重要。
接下来需要用到的工具是可以减少碳化的稳定的激光钻头，碳化是非常难解决的质量问题。不使用激光钻孔设备很难加工UHDI，因为加工UHDI需要顺序钻孔及钻盲孔。虽然没有激光钻孔设备仍可能钻孔，但会很难。
我很喜欢使用环保皮秒激光设备，因为这样就可以直接让材料蒸发，而不是发生碳化。我们五六年前就已经开始研究垂直电镀生产线了。这条生产线马上就要开始生产，生产线配备了刀刃式内阳极系统，可以实现极其均匀的电镀层。所采取的措施是为了避免对表面的额外电镀。同时我们也在寻求更加自动化的方案，从而减少出现材料机械问题的概率。自动化大多是通过软件来实现的。我们投资购买了在CAM之前运行的软件，用来自动调整蚀刻系数。该软件可实现很多目标。
Johnson：现在我们来仔细分析一下每个工艺步骤。Candor的工厂有激光钻孔设备吗？
Patel：目前还没有。但我们大概在今年12月到明年3月之间会购入。
Johnson：你们打算购买哪家公司的设备？
Patel：我们提供了3个测试载体，目前正在评估3家供应商。
Johnson：已经用3家供应商的设备做了演示测试？
Patel：是的。我们跟每家供应商处于不同的沟通阶段。有些激光设备会有某些限制，我们希望采购一款能够处理我们所有需求的设备。因为使用了过碳酸盐清洗剂，我们不需要用等离子体来加工盲孔。总之，常规精度的激光设备已经足够了。前期避免出现质量风险，尤其是开始构建层时，很重要。每个通孔都会有很大的影响。
Johnson：你提到要使用一些不同的软件。具体是哪些软件呢？
Patel：和我们合作的是Ucamco，这家公司已经被CIMS公司收购。他们有一款软件是Integr8or，在CAM之前运行，将识别出的信息添加到DPS数据中，例如“这是一个焊盘，这是接地区域，这是走线通孔”。产品内置有YELO系统，可根据用户使用的规则去调整铜。如果需要遵循UHDI生产规则，这个系统可以根据特定设计密度对铜做出最佳调整。我们的理念是使生产质量尽可能保持一致。开始引入的变量越多，出现故障的机会就越多。YELO使操作员能够真正了解标准作业的窗口，这是我们的目标。
Johnson：使设计尽可能位于工艺窗口中心。
Patel：没错。
Johnson：你们会进行故障分析或预测性故障分析吗？
Patel：我们不会深入探究是哪个通孔造成了故障或预测性故障，但我们会弄清楚是何种厚径比引起了故障，以及调整工艺的可能性。
Johnson：Sunny，你在前文提到可以用现有设备生产小批量样品，而不能进行大批量生产。可以介绍一下你们目前批量生产UHDI的设备吗？
Patel：我们还未开始批量生产UHDI，但很快就可以了具备UHDI生产能力。现在有80%的工具和工艺已经就位，但我们还差一台设备，而且也需要进一步改进软件。我们现在可以完成某些特定设计的预生产，但尚不能说现在已经具备UHDI生产能力。还必须再推进一些研发工作，确保我们已真正掌握了这项技术并生产出一些真正可靠的产品之后，才能开始量产。
Johnson：想必你们还要再开展一些培训工作，具备一些生产经验，可以量化这些工作吗？
Patel：我们尽可能给每个操作员提供交叉培训。但这个工作非常依赖经验，需要大量的动手实践，如有可能，需要在他们真正操作此类设计之前进行解释。我们跟员工的关系非常融洽，因为我们愿意让他们花时间去学习。公司管理层在这方面确实没有太多限制。
我们一直和操作员保持着友好的沟通氛围，不仅会和他们一起找到问题的根源，还会让他们参与到解决问题或改善工艺的过程中。这项技能培训绝对是挑战。操作员需要用1年或2年的时间才能完全掌握生产线上所有的操作。
Johnson：听起来，采用UHDI的过程中所面临的挑战和当初采用HDI时几乎一样。现在生产标准HDI还会有什么问题吗？
Patel：现在容易多了，问题的难度也小了很多。虽然偶尔也还是会遇到一些难题，但标准HDI的量产还是得到了很大的提升。HDI和UHDI之间的灰色地带是比较难处理的地方。我估计现在行业垂直领域的同行都了解HDI，不论是材料领域从业者、化学药水从业者、设备制造商还是设计师，他们都具有足够多的处理HDI的经验，所以现在标准HDI的量产就容易多了。
Johnson：Sunny，当设计团队提交需要用到UHDI的设计时，你们的工作方法会有何不同？
Patel：需要变得更加有全局性。我们需要召集所有人参加设计会议，包括组装厂人员、设计师和生产厂人员，确保每个人都对设计达成共识，并且也会让每个人给出反馈意见，尽可能优化设计。
我们和很多组装厂都开展了合作。我们希望和所有公司都保持良好的合作关系，绝对不会掺杂任何政治因素。所做的一切都是为了生产出最好的设计。在我看来，这才是应该做的事。
Johnson：的确是这样。我本身也从事过PCB生产工作，我知道有些时候你们可以和设计团队合作，根据他们的设计细节，给他们推荐最适合的组装厂。
Patel：没错，但他们应该早就了解这些信息。如果他们不了解，那你当然想要在不冒犯任何人的前提下帮他们找到适合的工厂。每个人都有自己的定位，即使是在PCB工厂，也不是每个人都想做任何事。
Johnson：这个观点很深刻。在采访最后，你还有什么建议可以提供给那些想要涉足UHDI领域的制造商同行？
Patel：在开始之前，做足功课。
Johnson：我同意这个说法。
Patel：还要有耐心。若想涉足UHDI领域，就要准备好面对有时会出现的失败，而且也要非常乐于深挖问题根源并解决问题。
Johnson：Sunny，非常感谢你接受采访。
Patel：也谢谢你。
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