1969年，阿波羅11號的尼爾·阿姆斯特朗與巴茲·奧爾德林乘“鷹號”登月艙在月表著陸。6小時39分鐘后，阿姆斯特朗成為月表第一人，隨后說出了傳遍世界的一句話——這是個人的一小步，也是人類的一大步！

這次登月成功的背后，不乏高多層PCB的身影。在阿波羅11號的控制電路中，使用了59層的多層印制電路板。

如今，隨著電子信息技術的進一步發展，電子產品結構越來越復雜，功能越來越全面，促使PCB朝著功能高度集成化和小型化設計發展，PCB層數的疊加越來越多。

從個人電腦、電視機到工業機器，再到高端服務器、通信基站和超級計算機，高多層PCB不僅被廣泛應用，而且在其中發揮著重要的作用。

由于高多層PCB對工藝和技術的要求極高，其生產難度也非常大，因此只有少數企業具備生產高多層PCB的能力。以嘉立創為例，依托自研的超高層工藝、盤中孔工藝等技術，嘉立創生產的PCB最高層數可達32層，最小孔徑達0.15mm，最小線寬線距可達0.0762mm，并支持數百種層壓結構。尤其是超高層工藝，嘉立創采用行業內先進的VCP鍍銅、真空蝕刻、線路及防焊激光直接成像（LDI）、文字打印等技術，并通過相關技術改造，實現最高32層板的生產制造。自批量化生產以來，嘉立創高多層PCB快速發展，贏得越來越多用戶的青睞。

高多層PCB通常指6層或更多層的PCB，其層數取決于包含的銅層數量。理論上，只要制造技術能夠支持，PCB的層數可以無限增加。高多層PCB出現于上世紀60年代，經過不斷發展，已成為PCB行業的發展趨勢之一。想了解高多層PCB的發展，我們要先回顧下PCB的誕生與演變。

“史前時代”

在PCB出現前，電路是通過點對點方式連接在底座上的。這種底座通常由金屬板制成，底部為木制。絕緣體將元件連接到底座上，并通過焊接將元件的引線連接在一起。這種連接方式雖然能夠工作，但也有許多不足之處——它們體積龐大、笨重且相對脆弱，生產過程極為耗時，成本高昂。

20世紀初，帶有雕刻電路圖案的平面金屬板作為現代PCB的前身出現。然而，這些早期設計往往是手工制作的，缺乏如今批量生產PCB的復雜性。

兩位先驅者

在PCB早期發展中，有兩位重要的先驅者。首先是Albert Hanson，他對導電材料的發展做出了重大貢獻，這是現代PCB的核心要素之一。他做了許多實驗，涉及測試各種金屬和合金，來確定合適的導體。1903年，他申請了一項英國專利，描述了一種用金屬粉末在原地直接電沉積到絕緣體上來實現電器接通的方法。Hanson對導電材料發展的開創性工作，促成了印刷布線技術的出現。

印刷布線的誕生離不開Charles Ducas的貢獻。他首次提出“印刷布線”的概念，在絕緣材料上，采用印制方式制成圖形，再利用電鍍法形成導體。1927年，他向美國專利局申請了電鍍電路圖案的方法專利。他使用的工藝是將電子路徑直接放置在絕緣表面上。當時，用于印刷電路的銅線尚未問世，因此第一個幾乎可以辨認的PCB是由黃銅線制成的。雖然Ducas的電鍍電路與PCB非常相似，但最初僅打算作為一個平面加熱線圈使用，電路板與元件之間實際上沒有電氣連接。

第一個PCB誕生

第一個PCB的出現與一名叫Paul Eisler的奧地利工程師有關。

早期的印刷電路板和電子管

1936年，他受印刷技術啟發，首先提出了“印刷電路”的概念，并在一臺收音機中制造出了PCB。他的夢想是通過印刷工藝大規模地將電子電路鋪設在絕緣基板上。當時，手工焊接的電路線容易出錯且難以規模化。

他還研究了腐箔技術，采用照相印制工藝，在絕緣板的金屬表面上，形成具有耐酸性掩蔽層的導線圖形。然后，用化學藥品溶解掉未被掩蔽的金屬，獲得世界上首塊名副其實的印制電路板。這項技術奠定了以后的光蝕刻工藝（photo-etching process）的基礎。

Paul Eisler

由于Paul Eisler 對整個印制電路板作出了開創性的突出貢獻，被后人稱為“印制電路之父”。

1947年，環氧樹脂開始用于制造基板。這一年，由美國航空商會和美國國家標準局（NBS）聯合在華盛頓組織召開了“線路研討會”，總結了當時的PCB制造的主要工藝方法。在會上，提出了二十幾種制造工藝路線，歸納確定了六種有代表性的工藝法：涂料法、模壓法、粉末燒結法、噴涂法、真空鍍膜法和化學沉積法。這些工藝方法為PCB制造技術的進一步發展奠定了基礎。

高多層PCB出現

從50年代開始，PCB進入新的發展時期。

其一，制造PCB的材料從普通材料轉變為樹脂和其他工業材料。這些新材料使得生產效率大幅提高，更短時間內可以生產出更多的PCB。例如，1951年，聚酰亞胺樹脂層壓板在世界上出現，推動了PCB基材所用樹脂向著高耐熱性方向發展。

DEC在1950年代推出的“Digital Laboratory Module“

其二，集成電路（IC）的引入標志著PCB發展的一個轉折點。1959年，美國德克薩斯儀器公司試制出世界上第一塊集成電路。這一創新徹底改變了PCB，使多個元件能夠集成到單個芯片上，開啟了多層PCB時代。隨著集成電路的出現，電路密度得以提高，實現了更大的小型化，為更復雜的電子設備奠定了基礎。

1960年代的多層PCB

1960年，Litton Systems 公司首先介紹了應用于A?F小型計算機上的一種6層印制板。四年后，我國第一塊多層板（6層）在實驗室條件下研制成功，并于1967年在大型計算機工業化生產中得到應用（6-8層多層板）。1961年，Rockwell Collins、IBM、Honeywell和CDC等公司開始先后大規模生產多層板。

其三，多層PCB代表了PCB演變的一個重要飛躍。這一進步得益于表面貼裝技術（SMT）的出現。SMT由IBM開發，其允許的高密度封裝組件首次在土星火箭助推器中得到了實際應用。

SMT通過允許將組件直接安裝到電路板表面，消除了對通孔的需求，從而徹底改變了 PCB 設計的面貌。這些 SMT 組件比通孔組件更小更輕，允許更高的組件密度和電子設備的小型化。這不僅提升了制造效率，降低了生產成本，而且促進了包括多層板在內的先進PCB設計的視線。

隨著技術的進步，高多層PCB的層數不斷突破。1975年，日本開始生產制造10層的高多層PCB。五年后，日本開始突破24層的高多層PCB的制作技術。1985年，富士通42層超高多層PCB的制造獲得成功。1988年，富士通開始制造62層玻璃瓷印制電路板。

積層多層板的誕生

1989年，筆記本電腦、移動電話和攝錄一體型攝像機等便捷型電子產品問世。這些電子產品迅速向小型化、輕量化發展，推動了PCB向微細孔、微細導線化方向進步。

一年后，日本IBM公司發表了稱作“SLC（Surface Laminar Circuit）的積層多層板研究成果。這項技術使用感光性絕緣樹脂作為絕緣層，開創了高密度互連（HDI）多層板制造技術的新時期。

除了積層多層板的出現，90年代PCB技術的另一重大進步是BGA（球柵陣列）方法的發明——摩托羅拉公司的Paul T. Lin 在1993年申請了BGA（球柵陣列）封裝專利。這標志著有機封裝基板的開始。

1995年，微孔技術開始應用于PCB制造。這項技術使高密度互連（HDI）PCB得以引入。1998年，可實現高密度互連的積層多層板在全世界范圍內（主要是日本、美國、歐洲、韓國、臺灣地區等）開始走向實用化。它的工藝路線已發展到二十幾種。

2006年，每層互連（ELIC）工藝被開發出來。該工藝使用堆疊銅填充微盲孔，并通過每一層電路板連接。這種獨特的工藝使開發人員能夠在PCB的任意兩層之間建立堆疊連接。雖然這種工藝增加了靈活性，并使設計師能最大限度地提高互連密度，但ELIC PCB直到2010年代才被廣泛應用。

智能手機的發展，推動了HDI PCB技術的發展。

隨著智能手機的繼續發展，第二代高密度互連（HDI）在21世紀初應運而生。雖然保留了激光鉆孔的微盲孔，但堆疊盲孔開始取代了交錯盲孔。結合“任意層”工藝技術，HDI板的最終線寬/線間距達到了40μm。2017年，HDI開始進入一個新的發展階段，逐漸從減成法轉向基于圖形電鍍的工藝。由于小型化的發展，HDI和微孔技術在提升高密度方面提供了顯著的幫助。這些技術將隨著IC單元的幾何結構逐漸變小而繼續發展。因此，下一場革命將出現在光導技術領域。

審核編輯 黃宇