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类载板PCB(SLP)技术从智能手机扩展至汽车和物联网领域

采用改良半加成工艺(mSAP)实现线宽/线距低于30/30 μm的SLP技术,正从智能手机主板扩展至汽车ADAS、物联网边缘计算和可穿戴医疗设备——架起传统PCB与IC载板之间的桥梁。

类载板PCB(SLP)技术从智能手机扩展至汽车和物联网领域

2017年苹果在iPhone X中首次采用SLP(类载板PCB)主板时,这项技术被视为智能手机专属创新——一种昂贵、低良率的工艺,只有旗舰手机极致微型化的需求才能证明其合理性。八年后,SLP已成长为一个正在重塑多个行业互连设计的技术品类。

2026年,SLP——定义为使用改良半加成工艺(mSAP)制造、线宽/线距(L/S)低于30/30 μm的PCB——正在进入汽车ADAS模组、物联网边缘计算设备、可穿戴医疗电子和AR/VR系统。这一扩展由多重力量汇聚驱动:元器件微型化(0201M被动元件、WLCSP封装)、系统集成需求,以及将SLP成本降至中等批量应用可行水平的显著良率提升。

理解技术差距

要理解SLP的重要性,需要了解互连技术的完整光谱:

  • 传统PCB(减成法蚀刻):L/S ≥ 75/75 μm。电子产品的主力,使用标准光刻和湿法蚀刻。成熟、高良率、低成本。
  • 高级HDI(减成法蚀刻+HDI技术):L/S 50/50至75/75 μm。增加激光钻微孔、序贯层压和更精细的光刻。在消费电子、通信和医疗设备领域广泛采用。
  • SLP(mSAP):L/S 20/20至30/30 μm。根本不同的工艺化学——mSAP不是从厚铜箔上蚀刻掉多余的铜,而是在薄(2–3 μm)种子层上镀铜,用光刻胶图形化走线,然后仅去除走线间的薄种子层。这大幅减少了侧蚀并实现了精细得多的线路。
  • IC载板(SAP/半加成法):L/S ≤ 15/15 μm。在专用芯材上进行全加成或半加成加工,通常使用ABF(味之素积层膜)介质层。倒装BGA基板的领域,用于处理器、存储器和ASIC。

SLP恰好位于传统PCB制造和IC载板制造之间的空白地带——而这个空白地带正是2026年许多最有趣设计挑战所在之处。

mSAP工艺:工作原理

实现SLP的改良半加成工艺与传统减成法PCB制造在几个关键方面不同:

起始铜厚。 传统PCB从层压到介质层上的12–35 μm铜箔开始。减成法蚀刻去除多余的铜,但蚀刻液会在光刻胶下方产生侧蚀,将最小L/S限制在大约与铜厚1:1的比例。18 μm铜箔实际上将L/S限制在约50/50 μm。

mSAP从超薄铜箔(通常2–3 μm)或溅射铜种子层开始。走线通过在这个薄种子层上的光刻胶图形化来定义,然后铜仅在暴露区域电镀到所需厚度(通常15–20 μm)。去膜后,只需快速蚀刻走线间2–3 μm的种子层,从而获得近乎垂直的走线侧壁和极小的侧蚀。

光刻要求。 mSAP对光刻控制的要求比减成法更严格。对于25 μm L/S,光刻胶必须在面板范围内以≤ 3 μm的线宽偏差分辨25 μm特征。这需要≤ 2 μm对准精度和优于±5%曝光均匀性的直接成像(DI)系统。对于最精细的SLP几何尺寸,越来越多地使用从IC载板制造借鉴的步进曝光系统。

微孔技术。 SLP设计通常使用40–60 μm焊盘和25–35 μm激光钻孔的微孔,相比传统HDI的100–125 μm焊盘和75–100 μm孔。这需要纳秒脉冲控制的UV激光钻孔,以及针对SLP叠层中薄介质层(25–40 μm)优化的钻后除胶渣工艺。

关于各技术等级的走线宽度和间距设计规则的全面概述,我们的PCB设计规则指南提供了详细规格。

超越智能手机:2026年的新应用

汽车ADAS

汽车ADAS(高级驾驶辅助系统)市场正成为SLP在智能手机之外最重要的增长方向。驱动力:元器件密度。

一个用于L2+自动驾驶的现代前置摄像头模组将图像传感器、ISP(图像信号处理器)、串行器/解串器IC、电源管理和被动元件集成在比火柴盒还小的封装中。连接这些元器件的PCB必须在传统HDI无法容纳的体积内布线数百条信号。

博世、大陆和电装都在认证基于SLP的ADAS传感器模组基板,预计到2027年实现量产爬坡。汽车认证增加了复杂性——AEC-Q100元器件可靠性要求延伸到PCB基板,要求−40°C至+150°C的温度循环性能和智能手机从未面临的振动耐受性。

物联网边缘计算

物联网边缘设备——工业传感器、环境监测器、智慧农业节点——越来越多地在传感器、无线通信和电源管理旁边嵌入处理能力(微控制器、边缘AI加速器)。微型化压力不是来自消费者审美,而是部署约束:设备必须装进工业外壳、附着在结构监测点上,或嵌入农业设备中。

SLP使这些多功能设计的尺寸比等效HDI实现缩小30–50%。Nordic Semiconductor和乐鑫科技等公司正在为其最新的系统级封装(SiP)模组设计假定SLP级互连密度的参考平台。

可穿戴医疗设备

可穿戴医疗设备市场——连续血糖监测仪、心脏监测贴片、药物输送系统——需要SLP提供的极致微型化。像Dexcom G8或Abbott FreeStyle Libre 4这样的连续血糖监测仪必须将所有电子元件(传感器接口、信号调理、低功耗蓝牙射频、处理器、存储器、电源管理)装进比硬币还小的贴片中。

这些设备还需要独特的PCB特性:埋入式元件技术——将被动元件埋入PCB层内、生物兼容表面处理,以及适应人体轮廓的柔性或刚挠结合结构。SLP的薄介质层和精细线路布线使其成为下一代可穿戴医疗电子的天然技术平台。

AR/VR头显

Meta Quest系列、Apple Vision Pro以及三星和谷歌的新兴竞品都在推动AR/VR头显电子走向极致集成。这些设备中的显示驱动PCB、眼动追踪模组和主逻辑板需要超出传统HDI的布线密度——尤其是随着越来越多的摄像头和传感器模组被塞入日益纤薄的外形中。

良率与成本:2026年拐点

SLP在智能手机之外推广的历史障碍是良率和成本。mSAP天然比减成法蚀刻对工艺偏差更敏感——传统PCB产线可以容忍的污染颗粒可能桥接25 μm间隙,对100 μm走线几乎无影响的镀铜不均匀性可能导致25 μm特征断路。

然而,良率曲线已有显著改善:

  • 2019–2020年: 智能手机应用SLP良率:70–80%(成熟设计)。新设计首件良率:40–60%。
  • 2022–2023年: 智能手机SLP良率提升至85–90%。汽车/物联网良率(较低批量,工艺成熟度较低):60–70%。
  • 2025–2026年: 领先制造商的智能手机SLP良率已超90%。汽车/物联网良率随着工艺控制和检测系统的成熟已达80–88%。

这些良率改善直接转化为成本降低。行业分析师估计,在同等复杂度下,SLP的单位面积成本从2022年到2026年下降了约35%。虽然SLP的单位面积成本仍比传统HDI高2–3倍,但面积缩减(通常30–50%)部分抵消了这一溢价。对于微型化有直接系统级价值的应用(更轻重量、更小外壳、更少走线),总拥有成本计算越来越倾向于SLP。

制造格局

SLP制造仍集中在少数具备所需资本投入和工艺专长的制造商中:

  • AT&S(奥地利/中国):最早投资SLP的非亚洲制造商之一,在重庆工厂建设mSAP产能,瞄准汽车和工业应用。
  • 臻鼎科技(ZDT)(中国台湾):苹果的主要SLP供应商,在中国大陆拥有庞大产能。
  • 欣兴电子(Unimicron)(中国台湾):在中国台湾和大陆工厂扩展mSAP产能。
  • 东山精密(DSBJ)(中国):快速建设SLP产能,主要面向国内智能手机OEM和新兴汽车应用。
  • 三星电机(Samsung Electro-Mechanics)(韩国):SLP生产主要面向三星移动设备,正在向汽车领域多元化。
  • 揖斐电(Ibiden)新光电气(Shinko Electric)(日本):传统聚焦IC载板,现向下延伸进入SLP领域。

对于考虑SLP的PCB采购方,制造商选择比传统PCB更为关键——可靠mSAP生产所需的工艺专长、洁净室基础设施和检测能力无法临时搭建。

设计启示

为SLP设计需要调整传统PCB设计实践:

层数减少。 SLP更精细的特征通常可以用更少的层实现等效布线。传统HDI需要10层的设计可能用6–8层SLP即可实现相同的连通性,部分抵消每层成本溢价。

元器件放置密度。 SLP实现了更紧凑的元器件放置——焊盘间距50–75 μm,而传统HDI为100–150 μm。这使设计师能够最小化信号路径长度,同时改善电气性能和热管理。

阻抗控制。 SLP叠层中的薄介质层(25–40 μm)为精细间距差分对提供了优异的阻抗控制,但也意味着走线宽度偏差对阻抗的影响比例更大。与制造商的可制造性设计(DFM)协作至关重要。

盘中孔和堆叠微孔。 SLP设计常规使用盘中孔铜填充微孔和堆叠过孔结构——这些是SLP制造商的标准能力,但设计团队可能需要HDI专项设计知识

SLP与载板的融合

也许最具重大意义的行业趋势是SLP与IC载板技术的融合。随着SLP将L/S推至20 μm以下,IC载板扩展至更大的面板格式,这两个技术领域正在中间相遇。

这种融合具有战略意义。具备SLP能力的PCB公司正在”向上”进军载板应用(芯片后置扇出封装基板、类中介层结构)。IC载板公司则”向下”进入更大幅面的SLP应用(汽车模组、大面积物联网板)。2028–2030年的竞争格局将与今天大不相同,“PCB”与”载板”之间的传统界限将变得越来越模糊。

对于设计团队和供应链管理者,结论很清晰:SLP不再是智能手机利基技术。它已成为任何微型化需求、信号完整性要求或元器件密度超出传统HDI能力的应用的主流互连平台。制造商生态正在成熟,成本持续下降,设计工具已经就绪。问题不再是是否考虑SLP,而是您的应用何时会需要它。

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