Thông tin PCB - Phân tích thị trường PCB và phát triển công nghệ

Mặc dù bảng mạch (PCB) hiếm khi là nhân vật chính trên bàn ăn, nhưng trên thực tế, nó là sự hỗ trợ chính cho việc lắp đặt và kết nối các linh kiện điện tử và là một thành phần cơ bản không thể hoặc thiếu cho tất cả các thiết bị điện tử. Từ điện thoại di động, máy tính xách tay đến máy tính cá nhân, chỉ cần là sản phẩm điện tử, PCB gần như không thể thiếu.

Lấy Taiwan làm ví dụ. Ngay từ năm 2004, giá trị sản xuất của ngành công nghiệp vật liệu ứng dụng liên quan đến PCB đã đạt 45,27 tỷ đô la Đài Loan. Giá trị sản xuất chiếm 35,8% tổng giá trị sản xuất của ngành vật liệu điện tử Đài Loan và đứng đầu trong sáu ngành công nghiệp lớn của ngành vật liệu điện tử Đài Loan. Về giá trị sản xuất của ngành công nghiệp vật liệu PCB, nó đã tạo ra những thành tựu cực kỳ nổi bật. Năm đó, giá trị sản xuất của vải sợi thủy tinh điện tử, tấm đồng linh hoạt và tấm tải IC nằm trong top 3 thế giới.

Kể từ năm ngoái, các lô hàng đã tăng lên do giá nguyên liệu thô thượng nguồn PC như chất nền lá đồng, chiếm tỷ lệ lớn trong nguyên liệu thô thượng nguồn, do giá đồng quốc tế tăng mạnh và sự tăng trưởng của các sản phẩm ứng dụng. Năm 2006, thị trường vật liệu bảng mạch in của Đài Loan đạt 77,7 tỷ Đài tệ, tăng gần 21% so với năm 2005.

Trong năm 2007, với sự gia tăng ổn định về giá nguyên liệu như lá đồng và sợi thủy tinh/vải, sự tăng giá đáng kể của các nhà sản xuất chất nền sẽ giảm và các nhà sản xuất liên quan cũng sẽ có thể cạnh tranh hơn về giá. Mặc dù quý 1 năm 2007 là mùa thấp điểm truyền thống, sản lượng PCB quý 1 tăng 7% so với cùng kỳ năm ngoái do nhu cầu hàng tiêu dùng tăng mạnh. Đối với PCB mềm, do sự tăng trưởng của các sản phẩm điện thoại di động chậm lại, giá của bảng điều khiển LCD đã giảm, tốc độ tăng trưởng chỉ khoảng 1%, trong khi tốc độ tăng trưởng của bảng điều khiển IC là khoảng 2%, vì nguồn cung vẫn còn dư thừa.

Trong những năm gần đây, do sự gia tăng của ý tưởng bảo vệ môi trường xanh, việc theo đuổi bảo vệ môi trường nguyên liệu cũng trở thành một trong những xu hướng phát triển. Ví dụ, triển lãm JPCA của Nhật Bản trưng bày một số lượng lớn các công nghệ tái chế tài nguyên môi trường. Trong sự phát triển của công nghệ chung, theo đuổi tần số cao, chịu nhiệt cao, hiệu suất cao cũng là hướng nỗ lực của các nhà sản xuất PCB lớn, trong khi các sản phẩm tiêu dùng đang theo đuổi khối lượng mỏng, sự phát triển mỏng của vật liệu và PCB chính nó cũng sẽ là một trong những xu hướng chính.

Trong sản xuất PCB bảng cứng nói chung, vật liệu không thay đổi nhiều. Chúng chủ yếu bao gồm chất nền lá đồng (CCL), lá đồng, màng và các sản phẩm hóa học khác nhau. Về tỷ lệ chi phí nguyên liệu thô, chất nền lá đồng có chi phí cao nhất, dao động từ 50% đến 70% tùy thuộc vào số lượng lớp. Các thành phần chính của chất nền lá đồng là vải sợi thủy tinh và lá đồng điện phân. Vai trò của vải sợi thủy tinh là tăng cường độ cứng của nó, và vật liệu của nó được làm bằng sợi sợi thủy tinh thông qua dệt phẳng.

Ngành công nghiệp PCB trong nước đã phát triển trong hơn 30 năm. Cơ cấu ngành công nghiệp du lịch trên và dưới hoàn chỉnh. Các nhà sản xuất Đài Loan đã tham gia vào lĩnh vực sợi thủy tinh và vải sợi thủy tinh trong một thời gian dài. Hiện tại, họ đang dẫn đầu trong ngành công nghiệp toàn cầu. Lá đồng điện phân là một trong những vật liệu cơ bản của ngành công nghiệp điện tử. Vì chất nền lá đồng của nó là vật liệu cần thiết để in bảng mạch, yêu cầu về chất lượng của nó là khá cao. Không chỉ đòi hỏi khả năng chịu nhiệt và chống oxy hóa, mà còn không có lỗ kim và nếp gấp trên bề mặt. Nó phải có độ bền lột cao với laminate và phải có khả năng tạo thành mạch in bằng phương pháp khắc chung mà không xử lý ô nhiễm chất nền như di chuyển hạt, thuộc về vật liệu chế biến đồng có trình độ kỹ thuật cao hơn.

Chất nền lá đồng là chìa khóa quan trọng nhất để sản xuất bảng mạch in, phân loại khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu thô và đặc tính chống cháy. Về việc sử dụng nguyên liệu thô, theo sự khác biệt của vật liệu gia cố tấm, nó có thể được chia thành năm loại: cơ sở giấy, cơ sở vải sợi thủy tinh, cơ sở composite (CEM series), cơ sở tấm nhiều lớp và cơ sở vật liệu đặc biệt (gốm, cơ sở lõi kim loại, v.v.). Tùy thuộc vào chất kết dính nhựa được sử dụng bởi chất nền, CCI dựa trên giấy phổ biến (giấy cách điện như vật liệu gia cố) bao gồm nhựa phenolic (XPc, XxxPC, FR-1, FR-2, v.v.), nhựa epoxy (FE-3), nhựa polyester, v.v. Đối với vải sợi thủy tinh, epoxy (FR-4, FR-5) là loại chất nền được sử dụng rộng rãi nhất. Ngoài ra, có các loại nhựa đặc biệt khác (vải sợi thủy tinh, sợi polyamine, vải không dệt, v.v.) được thêm vào làm vật liệu. Những loại nhựa đặc biệt này bao gồm Gemalais. Triamcinolone đã được sửa đổi? Nhựa (BT), polymer? Nhựa amin (PI), nhựa diphenylether (PPO), nhựa styrene anhydrit maleic (MS), nhựa polyisocyanate, nhựa polyolefin, v.v.

Hiện nay, các chức năng của thiết bị điện tử ngày càng phức tạp và đòi hỏi về tần số và hiệu suất ngày càng cao. Để đáp ứng các yêu cầu trên, PCB cũng nên tính đến hình dạng của sản phẩm, vì vậy hầu như tất cả các PCB đều hướng tới bảng nhiều lớp. Do đó, chất nền lá đồng dựa trên vải sợi thủy tinh là dòng chính của thị trường hiện tại.

Theo đặc tính chống cháy, về cơ bản có thể được chia thành chất chống cháy (UL94-VO, UL94-V1) và chất nền không chống cháy (UL94.HB). Trong những năm gần đây, với sự nhấn mạnh về bảo vệ môi trường, một loại CCL không chứa bromua mới đã được tìm thấy trong CCL chống cháy, có thể được gọi là "CCL chống cháy xanh". Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ sản phẩm điện tử, yêu cầu cao hơn về hiệu suất của tấm ốp đồng. Do đó, theo phân loại hiệu suất của CCL, nó có thể được chia thành các loại CCL hiệu suất chung, CCL hằng số điện môi thấp, CCL chịu nhiệt cao (L trên 150 của tấm chung), hệ số giãn nở nhiệt thấp CCL (thường được sử dụng để đóng gói bề mặt), v.v.

Ngay từ những năm 1960 và 1970, bảng mạch in linh hoạt đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô và nhiếp ảnh. Ban đầu, chúng chỉ được sử dụng thay thế cho cáp và dây cuộn, với mức độ kỹ thuật thấp. Đến những năm 1980, phạm vi ứng dụng và trình độ công nghệ dần được cải thiện. Các ứng dụng sản phẩm mở rộng sang các sản phẩm viễn thông và quân sự, và một số thậm chí bắt đầu sử dụng các quy trình tự động. Sau những năm 1990, với sự ra đời của thời đại thông tin, các bảng mạch mềm đã được sử dụng mới, chẳng hạn như các thiết bị di động di động và máy tính xách tay, với sự nhấn mạnh vào chức năng cao, kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ. Ngoài ra, công nghệ COF bảng điều khiển LCD và bảng tải cấu trúc IC cũng là một trong những ứng dụng chính của PCB linh hoạt.

Bảng mạch in linh hoạt (FPC) bao gồm chất nền cách điện, chất kết dính và dây dẫn đồng. Bởi vì nó bao gồm chất nền cách điện, chất kết dính và dây dẫn đồng, nó cũng có thể được gọi là bảng mạch in linh hoạt vì nó linh hoạt. Các tính năng của bảng mạch in linh hoạt là hệ thống dây điện ba chiều, có thể được nhúng trong dây dẫn gia công trong hình dạng tự do với thiết bị; hệ thống dây điện ba chiều nói chung, các thiết bị có sẵn được nhúng trong dây dẫn gia công tốt trong hình dạng miễn phí, cũng như các tính năng linh hoạt, nhẹ và mỏng không thể đạt được bởi các tấm laminate cứng thông thường. Nói chung, PCB mềm có thể được chia thành các sản phẩm trộn một mặt, hai mặt, nhiều lớp và mềm và cứng.

Trong các ứng dụng của vật liệu PCB mềm một mặt, lớp phủ là tùy chọn vì chỉ có một lớp dây dẫn. Vật liệu cơ bản cách nhiệt được sử dụng khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng của sản phẩm. Vật liệu cách nhiệt thường được sử dụng là polyester, polyimide, teflon, vải sợi thủy tinh epoxy mềm, v.v. PCB linh hoạt hai mặt thêm hai lớp dây dẫn. Đối với PCB linh hoạt nhiều lớp, công nghệ cán nhiều lớp có thể được sử dụng để đạt được cấu trúc ba hoặc nhiều lớp. Bảng mạch in linh hoạt nhiều lớp có thể được chia thành ba loại theo tính linh hoạt của chúng. Trộn PCB, nó kết hợp PCB mềm và PCB cứng. PCB mềm được ép bên trong PCB cứng nhiều lớp, giảm cả trọng lượng và khối lượng, và có độ tin cậy cao, mật độ lắp ráp cao và đặc tính điện tuyệt vời.

Để đạt được việc thu nhỏ các sản phẩm điện tử di động, ngoài sự cần thiết phải thúc đẩy hơn nữa hệ thống dây điện mật độ cao của PCB, trong những năm gần đây, hình thái PCB cũng chuyển từ 2D thành phần phẳng ban đầu sang 3D lắp đặt đa trục 3D với chất nền linh hoạt (FPC), Điều này có thể làm giảm không gian chiếm bởi các thành phần và chất nền trong sản phẩm. Công nghệ chất nền linh hoạt cho các tông là sự kết hợp của PCB linh hoạt gắn 3D và PCB nhiều lớp cho các tông, đã được sử dụng nhanh chóng và rộng rãi trong những năm gần đây.

Do sự gia tăng của xu hướng xanh và đặc điểm kỹ thuật RoHS của EU, quy trình không chì thực sự có tác động đáng kể đến PCB. Tùy thuộc vào đặc tính của vật liệu nhiều lớp, một số PCB (đặc biệt là các bảng mạch dày lớn và phức tạp) có thể có sự mất hiệu quả cao do nhiệt độ hàn không chì cao hơn, chẳng hạn như phân tầng, vỡ cán, nứt Cu và CAF (dây anode dẫn điện) thất bại. Vật liệu phủ bề mặt PCB cũng có tác động lớn.

Trong các ứng dụng thực tế nói chung, mối nối giữa hàn và lớp Ni (từ lớp phủ ENIG) đã được quan sát thấy dễ gãy hơn so với mối nối giữa hàn và Cu (như OSP và ngâm bạc), điều này cũng gián tiếp dẫn đến hiện tượng lỗi toàn diện tương tự như Microsoft Xbox 360. Cần chú ý nhiều hơn đến việc thiết kế các thiết bị điện tử để tránh những vấn đề như vậy. Đặc biệt là dưới tác động cơ học, chẳng hạn như thử nghiệm thả, hàn không chì nói chung cũng sẽ gây ra nhiều vết nứt PCB hơn. Ngành công nghiệp PCB chắc chắn phải đối mặt với những thách thức do xu hướng quy trình xanh này gây ra, vì vậy cần phải có nhiều đột phá hơn trong khái niệm thiết kế ứng dụng vật liệu.

Năm ngoái, áp lực chi phí trong các ngành liên quan đến PCB đã tăng lên do giá đồng tăng. Mặc dù đã chậm lại trong năm nay, giá dầu thô đã tăng dần. Năm nay, vật liệu PCB một lần nữa phải đối mặt với áp lực tăng giá, điều này đã vượt quá khả năng tự hấp thụ của các nhà sản xuất PCB. Tuy nhiên, khả năng tiếp cận các vật liệu quan trọng của Đài Loan thường bị hạn chế bởi các nhà cung cấp nước ngoài, vì vậy khả năng cạnh tranh của nó nhất thiết phải bị ảnh hưởng. Đối mặt với sự cạnh tranh từ các quốc gia khác như đại lục, Nhật Bản, Hàn Quốc, các nhà máy PCB của Đài Loan đã hình thành mối quan tâm của họ.