未来のPCBはどのようになるのか

将来のPCB（プリント基板）は、イノベーションなしには発展しないでしょう。PCB製造技術の将来を予測・見通すためには、近年のPCB業界に関して電子製品に起きている大きな変化について調査を行うことが最適です。

SiP と SLP

2014年9月、Appleは、従来の多層基板や高レベルHDI（高密度配線板）とは異なり、SiP（システム・イン・パッケージ）を採用したWatch S1を発売しました。S1と同様に、Watch S2およびS3もSiPに依存しています。特定のPCBの設計パラメータとしては、層数は8層、基板厚は0.35mm、最小配線幅／配線間隔は0.02mm／0.02mm、最小パッドサイズは0.1mmとなっています。

引用画像元iDB。

2017年、AppleはiPhone 8、iPhone 8 Plus、そしてiPhone Xを発売しました。これらのメインプロセッサであるA11はFOWLP（ファンアウト・ウェハーレベルパッケージ）技術に依存しており、マザーボードにはSLP（サブストレートライクPCB）が採用され、配線はまずMSAP（改良型セミアディティブプロセス）技術に依拠しています。

したがって、Watch S1、iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X の PCB 設計に基づくと、高レベル HDI はロードボードの方向へと発展していると結論づけることができる。HDI がロードボードへと発展する傾向は、以下に示すサムスン電機による HDI 超微細ライン技術の紹介からも示されている。

引用画像：サムスン電機。

FOWLP と FOPLP

2016年9月、AppleはiPhone 7を発売しました。そのメインプロセッサであるA10は、InFOWLP技術とも呼ばれるFOWLP技術を採用しています。FOWLPはPoP（Package on Package）を置き換えるために使用されており、これによりサブストレートとパッケージが不要になったことを意味します。

FOPLP（fan-out panel level packaging の略）は、RDL（redistribution layer：再配線層）パッケージングを実現するために、チップを基板上に実装することを指します。従来の方法は、ストリップ基板上でのバンプおよびチップパッケージに依存しています。一般的に、1枚のパネルは 8～10 本のストリップで構成されます。これは実際には、本稿の前半で取り上げたコンポーネント埋め込み技術に相当します。ただし、このプロセスには能動部品のみが関与します。

FOPLP と FOWLP は、能動部品をどのようにパッケージングするかという点で異なる 2 つの方向性であり、従来のパッケージング手法に対する課題となっています。FOPLP はボードレベルパッケージに属し、全体の実装基板上で行われるのに対し、FOWLP はウェハレベルパッケージに属し、ウェハ上で行われます。

SiP と SLP、FOWLP と FOPLP の対比分析に基づくと、HDI に関して言えば、これらすべての新技術は挑戦であると同時に機会でもあると結論づけることができる。しかし、基板に関して言えば、これらすべての新技術は基板にとっての挑戦である。

プリンテッドエレクトロニクス

プリンテッドエレクトロニクスとは、あらゆる印刷技術に基づいて構成された電子部品および回路から成る電子回路を指す。プリンテッドエレクトロニクス技術は、低コスト、多様な変形性、容易な製造、容易な統合、環境保護といった利点を有するため、広範な分野から注目を集めている。しかしながら、技術面での制約により、いまだ量産には至っていない。

プリンテッドエレクトロニクス製造に寄与する技術には、ステンシル印刷、フレキシブルバンプ印刷、フラット印刷、グルービング印刷、インクジェット印刷、モールド印刷、イメージング印刷およびレーザーイメージングなどが含まれる。関連する材料には、基板材料（大部分は有機薄膜）、機能材料（すなわち、導電材料、半導体材料、絶縁誘電体材料を含むインク）が含まれる。

印刷エレクトロニクス技術の利点は避けて通れないため、将来的には従来のPCB産業にさらなる課題をもたらすことになるでしょう。

上記の分析に基づき、PCB の技術開発動向として考えられるのは次のとおりである。
・HDI基板の実装（またはSiP）；
・サブストレートのパッケージング（またはモジュール化）；
・プリンテッドエレクトロニクスは今後ますます普及していくでしょう。

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役立つリソース
•プリント基板の概要と分類
•PCB が一般的に使用されている産業の概要
•プリント基板の次なる展開は？
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