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你必须关注的PCB市场与技术发展解析

发布时间:2020-07-21 17:18:46 阅读: 来源:消毒柜厂家

电路板(PCB)虽然难得成为台面上的主角,但事实上,电路板是提供电子零组件在安装与互连时的主要支撑体,是所有电子产品不可或缺的基础零件,小从手机、PDA,大到个人计算机,只要是电子产品,几乎都少不了PCB的存在。

以台湾为例,早在2004年,PCB相关应用材料产业的产值就已经达到452.7亿台币。其产值占整个台湾电子材料业总产值的 35.8%,居台湾电子材料工业领域所属6大产业各产值之首。至于在PCB用材料产业的产值上,更是创造了极为出色的成绩。包括电子级玻纤布、挠性覆铜板以及 IC载板(PCB)的产值在当年都排全球前3名。

而从去年开始,PC上游原材料因为国际铜价大幅上涨以及应用产品的增长,占上游原材料大宗的铜箔基板等产品呈现价格上升、出货量增加的景象,2006年台湾印刷电路板材料的市场规模已经达到新台币777亿元,较2005年增长了近21%。

从2004年起,铜价开始大幅度上涨

而在2007年,因为铜箔、玻纤纱/布等原物料价格涨幅回稳之故,基板厂大幅调涨售价的情况将减少,相关厂商也得以具备了更大的价格竞争力,虽然2007年第一季度属于传统淡季,但是在消费性产品需求大幅增长的帮助之下,首季度PCB板产值较去年同期增长了7%,至于在软性PCB方面,因为手机产品增长趋缓,LCD用软板价格下滑之故,增长幅度仅约1%,而在IC载板方面,因为仍处于供过于求的状况,增长幅度约2%。

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而近年来由于绿色环保思想兴起,在原料上追求环保也成为发展趋势之一,举例来说,日本JPCA大展就有相当多的环保资源回收技术参展,而在一般技术的发展上,追求高频化、高耐热以及高性能,也是PCB大厂的努力方向,而由于消费性产品追求体积的轻薄,在材料与PCB本身的薄型化发展也将是重点趋势之一。

■硬板PCB

在一般硬板PCB的制造上,其实材料的变化并不大,基本上都是由铜箔基板(CCL)、铜箔、胶片以及各类化学产品所组成,在原物料成本比重方面,以铜箔基板所占成本最高,而随着层数的的不同,约从50%到70%左右。铜箔基板的主要组成材料是玻纤布以及电解铜箔。玻纤布的功能在于硬度补强,其材料乃由玻璃纤维纱以平织法制造而成。

我们平时所见的显卡、主板等都属于硬板PCB

国内 PCB 产业发展已歷时30年以上,上中下游产业结构完整,台湾厂商在玻纤纱及玻纤布领域耕耘已久,目前在全球产业已取得领导地位。电解铜箔为电子工业的基础材料之一,因为其组成的铜箔基板是PCB的必备材料,因此在质量要求方面相当高,不但要求具有耐热性、抗氧化性,而且要求表面无针孔、皱纹,与层压板要有较高的抗剥离强度,且必须能用一般蚀刻方法形成印刷电路,没有处理微粒迁移等基板污染现象等,属于技术层次较高之铜加工材。

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至于铜箔基板是组成PCB的最重要关键,在其分类上,由使用原料及抗燃特性的不同来加以区分,在原料使用方面,按板的增强材料不同,可划分为:纸基、玻纤布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基 (陶瓷、金属芯基等)五大类。按基板采用的树脂胶黏剂不同进行分类,常见的纸基(以绝缘纸作为补强材料)CCI方面,有酚醛树脂(XPc、XxxPC、FR-1、FR-2等)、环氧树脂(FE-3)、聚酯树脂等各种类型。而在玻纤布方面,最被广泛应用的属于环氧树脂(FR-4、FR-5),另外还有其它特殊性树脂(以玻纤布、聚基?胺纤维、不织布等为增加材料)的基板类型,这些特殊性树脂包含了:双马来?亚胺改性三?树脂(BT)、聚?亚胺树脂(PI)、二亚苯基醚树脂(PPO)、马来酸酐亚胺 ——苯乙烯树脂(MS)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂等。

高密度的玻纤布

由于目前电子产品功能越趋复杂,频率和性能的要求也越来越高,PCB为了要符合以上要求,还要能兼顾产品体型,因此几乎都往多层板方向发展,因此基于玻纤布的铜箔基板是目前市场主流。

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而依照抗然特性来区分的话,基本上可区分为阻燃型(UL94-VO、UL94-V1级)和非阻燃型(UL94-HB级)两类基板。近年来,随着对环保问题更加重视,在阻燃型CCL中又分出1种新型不含溴类物的CCL品种,可称为「绿色型阻燃CCL」。随着电子产品技术的高速发展,对cCL有更高的 性能要求。因此,从CCL的性能分类,又分为一般性能CCL、低介电常数CCL、高耐热性的CCL(一般板的L在150℃以上)、低热膨胀系数的CCL (一般用于封装基板上)等类型。

■软性PCB

早在上个世纪的1960年到1970年代,软性印刷电路板便普遍被应用在汽车及照相工业上,一开始其作用仅为电缆及绕线替代品之功能,技术层次较低,到1980年代时应用范围技术层次逐渐拉高,产品应用延伸到电信产品及军用产品,部分甚至已经开始到入使用自动化工艺。而在90年代之后,软性电路板随信息时代的来临,强调高功能、小体积及重量轻的需求下有了新的用途,如可携式移动装置及笔记本电脑等产品。此外,LCD面板COF技术以及IC构装载板也是软性印刷电路板的主要应用之一。

我们平时所见到的交火桥就是软性PCB

软性印刷电路板 软性印刷电路板( (FPC) FPC)是由绝缘基材、接着剂及铜导体所组成,因其具 是由绝缘基材、接着剂及铜导体所组成,因其具有可挠性所以又可称为可挠性印刷电路板。软性印刷电路板的特点为可以立体配线,能配合设备以自由的形状嵌入经过加工之导体,以及一般以立体配线,能配合设备以自由的形状嵌入经过加工之导体,以及一般硬质积层板所不能达到的可挠、轻且薄等特性。一般来说,软性PCB可分为单面、双面、多层以及软硬混合型产品。

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软性PCB被大规模的使用

在单面软性PCB材料应用方面,由于只有一层导体,覆盖层可有可无。而所用的绝缘基底材料,随产品的应用的不同而不同。一般常用的绝缘材料有聚酯、聚亚胺、聚四氟乙烯、软性环氧-玻纤布等。而双面软性PCB则是将导体增加为两层。至于多层软性PCB方面,则利用多层层压技术,可达三层或四层以上的结构,而多层软性PCB依其可挠性的不同,可概分为3种。至于混合型PCB,则是结合了软性PCB与硬板PCB,软性PCB被层压在多层硬板PCB内部,借此减轻了重量与体积,并具备了高可靠性、高组装密度以及优良电器特性等特色。

FPC软性PCB,可更好的利用设备内有效空间

为了实现携带型电子产品的小型化,除了PCB需要进一步推进高密度布线外,近年在PCB形态上也出现了由原来采用平面的组件2D安装硬板PCB基板,转而朝向立体多轴3D安装为特点、采用可挠软性基板(FPC)的方向转变,这样就可缩小组件及基板在产品内部所占的空间。3D安装的软性PCB与硬板多层PCB所结合的硬板-可挠性基板技术,近年来获得了迅速且大量的应用。

由于绿色风潮掀起,加上欧盟RoHS规范,无铅工艺对PCB其实造成了相当大的影响,某些PCB (特别是大型复杂的厚电路板)根据层压材料的属性,可能会由于无铅焊接温度较高,而导致分层、层压破裂、Cu裂缝、CAF (传导阳极丝须)失效等故障率上升。PCB表面涂层材质也有很大的影响。

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在一般实务应用上观察发现,焊接与Ni层(从ENIG涂层)之间的接合要比焊接与Cu (如OSP和浸银)之间的接合更易断裂,这点也间接造成了类似微软Xbox 360的全面故障现象,电子产品的设计上就要更注意去避免这样的问题发生。特别是在机械撞击下,如跌落测试中,无铅焊接一般也会发生更多的PCB破裂,PCB产业界势必要面对这股绿色工艺风潮所带来的挑战,因此在材料应用的设计概念上,就必须要更多的突破。

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去年由于铜价上升,导致PCB相关产业成本压力加剧,虽然在今年已经趋缓,但随之而来的原油价格逐步飙升,今年PCB材料又再度面临了价格上升压力,其调涨幅度已经超过PCB厂商可自行吸收的范围,而由于台湾在关键材料的取得上往往受限于国外供应厂商,因此在竞争力上势必会被影响到,面对其它如大陆、日本、韩国等国家的竞争,形成了台湾PCB厂的隐忧。

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