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PCB线路板高频板与高速板的区别,你知道吗?
PCB线路板是电子产品中不可或缺的重要组成部分,而在不同应用场景中所使用的PCB线路板也具备不同的特点和优点。其中,高频板和高速板是两种特殊的PCB线路板,它们相比于普通的PCB线路板具有特的应用场景和优势。
一、高频板与高速板的定义及特点
高频板
高频板在电子产品中应用广泛,如无线电通信、雷达、卫星通信等领域。一般认为,在工作频率超过500MHz的场合下,就需要使用高频板。
特点在于其在高频工作环境下具备的传输性能。同时,高频板的板厚较薄,线宽、线距也比普通的PCB线路板更为精细。另外,高频板的介电常数特别小,因此可以减少信号损失,提高信号传输速率和接收灵敏度。高频板材一般使用RO4350B、RO4003C、F4B等材料。
高速板
高速板主要应用于计算机主板、工控机、测控仪器等领域。相较于高频板,高速板所涉及的调制解调频率较低,但速率较高,一般是Gbps级别
高速板的特点在于其线路的等长性能更好,在传输高速数字信号时具有更好的信号完整性和抗干扰能力。另外,高速板的板厚一般较厚,可以有效抑制EMI(电磁干扰)。高速板材常使用FR4、PI等材料。
二、高频板与高速板的区别
虽然高频板与高速板都是用于传输信号的PCB线路板,但二者在实际应用中有以下几个方面的区别。
1. 频率范围不同
高频板是在频率超过500MHz的频段使用的,而高速板主要是传输数码信号时使用的,在调制解调频率为几十MHz到GHz级别之间。
2. 线宽、板厚不同
因为高频板需要采用微细线路,因此其线宽、线距比高速板更细,板厚也相对较薄。而高速板的线路等长性较好,因此线宽、线距可以适当加大一些,板厚也可以稍微加厚一些。
3. 材料不同
高频板常使用的材料相较于高速板的介电常数要小一些,以减少信号传输时损失。而高速板常使用的材料通常较一般PCB线路板要好一些,如FR4高TG材料。
三、高频板与高速板的应用场景
1. 高频板的应用场景
在无线电通信、雷达、卫星通信等领域,高频板应用广泛。由于采用了微细线路,可以减少信号损失、提高传输速率和接收灵敏度,因此可在高频的环境下信号的传输和接收的准确性。
2. 高速板的应用场景
在计算机主板、工控机、测控仪器等领域,高速板应用较多。由于其线路的等长性较好,可以在传输高速数字信号时具有更好的信号完整性和抗干扰能力。
高频板和高速板虽然都是用于传输信号的PCB线路板,但它们具备不同的特点和应用场景。在实际选材和应用中,需要结合具体的需求和场景,选择合适的PCB线路板类型,才能确保产品的性能稳定和信号传输的准确性。
PCB线路板过孔对信号传输的影响作用
过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单的说来,PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。
一、过孔的寄生电容
过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度。举例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔,焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的。
二、过孔的寄生电感
同样,过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计中,过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指过孔的电感,h是过孔的长度,d是中心钻孔的直径。从式中可以看出,过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响大的是过孔的长度。仍然采用上面的例子,可以计算出过孔的电感为:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH。如果信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10-90=3.19Ω。这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔,这样过孔的寄生电感就会成倍增加。
联兴华电子深圳pcb线路板厂家,公司成立于2005年,是一家以生产批量。样板及快板PCB为主的企业,提供单面pcb线路板、双面pcb线路板、pcb多层线路板、PCB线路板制作生产,PCB线路板产品等快速打样、深圳电路板制作17年行业经验。
三、高速PCB中的过孔设计
通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在设计中可以尽量做到:
1、从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔。比如对6-10层的内存模块PCB设计来说,选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔。目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了。对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗。
2.上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。
3、电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗。
4、PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔。
5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。当然,在设计时还需要灵活多变。前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况,也有的时候,我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉。特别是在过孔密度非常大的情况下,可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽,解决这样的问题除了移动过孔的位置,我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小。
PCB线路板调试技术之六类模块
在PCB抄板及设计工作中,我们常常要对电路板进行调试与测试,六类模块电路板的调试就是其中一种,为了能让大家更好的理解六类模块电路板的调试技术,我先给大家简单的介绍一下六类模块。六类模块的核心部件是线路板,其设计结构、制作工艺基本上就决定了产品的性能指标,六类模块执行的标准是 EIA/TIA 568B.2-1,当中为重要的参数是插入损耗、回波损耗、近端串扰等。
插入损耗 (Insert Loss):由于传输通道阻抗的存在,它会随着信号频率的增加而使信号的高频分量衰减加大,衰减不仅与信号频率有关,也与传输距离有关,随着长度的增加,信号衰减也会随着增加。回波损耗(Return Loss):由于产品中阻抗发生变化,就会产生局部震荡,致使信号反射,被反射到发送端的一部分能量会形成噪音,导致信号失真,降低传输性能。如全双工的千兆网,会将反射信号误认为是收到的信号而引起有用信号的波动,造成混乱,反射的能量越少,就意味着通道采用线路的阻抗一致性越好,传输信号越完整,在通道上的噪音就越小。回波损耗RL的计算公式:回波损耗=发射信号÷反射信号。
在设计中,阻抗的全线路一致性以及与100欧姆阻抗的六类线缆配合是解决回波损耗参数失效的有效手段。例如PCB线路的层间距离不均匀、传输线路铜导体截面变化、模块内的导体与六类线缆导体不匹配等,都会引起回波损耗参数变化。近端串扰(NEXT): NEXT是指在一对传输线路中,一对线对另一对线的信号耦合,即为当一条线对发送信号时,在另一条相邻的线对收到的信号。这种串扰信号主要是由于临近绕对通过电容或电感耦合过来的,通过补偿的办法,抵消、减弱其干扰信号,使其不能产生驻波是解决该参数失效的主要办法。
在模块试制阶段,用理论做指导,以计算机辅助设计为依据,就能很快的达到预期效果。在国内进行的六类模块PCB设计中,主要以线路对角补偿理论做依据,进行大量的试制工作,同样也可达到预期效果。模块与插头引起的信号外漏现象会发生相互间的信号干涉,为防止信号干涉现象,在平衡链路中导体进行扭绕,达到平衡传输的目的,扭绕结构会造成信号间的相位变化,也会增大线路上的信号衰减,这个结构称之为非屏蔽结构(UTP)。4对平衡双绞线中,每对线的绞距不同,线缆尾端使用模块化的连接件,形成连接件和接插件之间的相连,相互连接区内形成导体之间进行的平衡结构,即为六类系统的链路。在链路内产生了在平衡线路中所发生的信号干扰现象,即为串扰,解决串扰问题是进行高速通信用连接件制造的核心技术。
在接触端子之间产生接触损失会导致衰减、反射损失等现象,这种损失在高速信号传输时,会产生障碍和故障,解决这类问题是进行高速通信用连接件制造的核心技术。在模块与插头的连接线路中,插头内的每对连接端子是平衡线路,平衡线路中导体会产生信号外漏及阻抗损耗,阻碍通信的大因素就是信号外漏。可通过研究E场和H场解决此类问题或从研究反向衰减的方法中寻找解决方案,这是高速通信用连接件制造的核心技术。E场和H场平衡线路上所发生的信号干扰,即电磁场干扰,可通过E场和H场的分布进行描述。
电子通信线路测试的主要参数是扫频下进行的相关测量,在这个频率信号上附加语音或数据包进行传输,传输速度越高频率越快。用信号外漏的解决方法来解释产生问题的插座信号外漏现象,基本的方法是根据电感和电容所发生的信号外漏仿真图,在信号集中区域收集信号并进行返送。在设计中,耦合电容的设计是关键参数,与耦合线路的长度、线间距离、宽度、补偿线路布置等有关。考虑到六类系统采用4对线同时传输信号,必然会对其产生综合远端串绕,可通过分析,进行计算机仿真,设计出补偿线路。国内同行一般进行的六类模块试制过程主要是在确定主干回路后,在设计出补偿回路,进行大量的方案设计和样品制作,在补偿线路、PCB层间结构基本确定后,后续工作主要是通过工艺改进,从而提。
PCB线路板贴干膜常见问题及解决方法汇总
随着电子行业的不断发展,产品的不断升级,为了节省板子的空间,很多板子在设计的时候的线都已经非常小了,以前的湿膜已经不能满足现在的图形转移工艺了,现在一般小线都用干膜来生产,那么我们在贴膜过程中有哪些问题呢,下面小编来介绍一下。
PCB线路板贴干膜常见问题及解决方法汇总
1、干膜与铜箔表面之间出现气泡
(1)不良问题:选择平整的铜箔,是无气泡的关键。
解决方法:增大PCB贴膜压力,板材传递要轻拿轻放。
(2)不良问题:热压辊表面不平,有凹坑和胶膜钻污。
解决方法:定期检查和保护热压辊表面的平整。
(3)不良问题:PCB贴膜温度过高,导致部分接触材料因温差而产生皱皮。
解决方法:降低PCB贴膜温度。
2、干膜在铜箔上贴不牢
(1)不良问题:在处理铜箔表面是没有进行合理的清洁,直接上手操作会留下油污或氧化层。
解决方法:应戴手套进行洗板。
(2)不良问题:干膜溶剂品质不达标或已过期。
解决方法:生产厂家应该选择干膜以及定期检查干膜保质期。
(3)不良问题:传送速度快,PCB贴膜温度低。
解决方法:改变PCB贴膜速度与PCB贴膜温度。
(4)不良问题:加工环境湿度过高,导致干膜粘结时间延长。
解决方法:保持生产环境相对湿度50%。
3、干膜起皱
(1)不良问题:干膜太黏,在操作过程中小心放板。
解决方法:一但出现碰触应该及时进行处理。
(2)不良问题:PCB贴膜前板子太热。
解决方法:板子预热温度不宜太高。
4、余胶
(1)不良问题:干膜质量差。
解决方法:更换干膜。
(2)不良问题:曝光时间太长。
解决方法:对所用的材料有一个了解进行合理的曝光时间。
(3)不良问题:显影液失效。
解决方法:换显影液。
PCB线路板为什么要做阻抗吗
阻抗对于PCB电路板的意义何在,PCB电路板为什么要做阻抗?本文介绍了什么是阻抗及阻抗的类型,其次介绍了PCB线路板为什么要做阻抗,后阐述了阻抗对于PCB电路板的意义,具体的跟随小编一起来了解一下。
什么是阻抗?
在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。阻抗的单位是欧。
阻抗类型
(1)特性阻抗
在计算机﹑无线通讯等电子信息产品中, PCB的线路中的传输的能量, 是一种由电压与时间所构成的方形波信号(square wave signal, 称为脉冲pulse),它所遭遇的阻力则称为特性阻抗。
(2)差动阻抗
驱动端输入极性相反的两个同样信号波形,分别由两根差动线传送,在接收端这两个差动信号相减。差动阻抗就是两线之间的阻抗Zdiff。
(3)奇模阻抗
两线中一线对地的阻抗Zoo,两线阻抗值是一致。
(4)偶模阻抗
驱动端输入极性相同的两个同样信号波形, 将两线连在一起时的阻抗Zcom。
(5)共模阻抗
两线中一线对地的阻抗Zoe,两线阻抗值是一致,通常比奇模阻抗大。
PCB线路板为什么要做阻抗?
pcb线路板阻抗是指电阻和对电抗的参数,对交流电所起着阻碍作用。在pcb线路板生产中,阻抗处理是的。原因如下:
1、PCB线路(板底)要考虑接插安装电子元件,接插后考虑导电性能和信号传输性能等问题,所以就会要求阻抗越低越好,电阻率要低于每平方厘米1&TImes;10-6以下。
2、PCB线路板在生产过程中要经历沉铜、电镀锡(或化学镀,或热喷锡)、接插件焊锡等工艺制作环节,而这些环节所用的材料都电阻率底,才能线路板的整体阻抗低达到产品质量要求,能正常运行。
3、PCB线路板的镀锡是整个线路板制作中容易出现问题的地方,是影响阻抗的关键环节。化学镀锡层大的缺陷就是易变色(既易氧化或潮解)、钎焊性差,会导致线路板难焊接、阻抗过高导致导电性能差或整板性能的不稳定。
4、PCB线路板中的导体中会有各种信号传递,当为提高其传输速率而提高其频率,线路本身如果因蚀刻、叠层厚度、导线宽度等因素不同,将会造成阻抗值得变化,使其信号失真,导致线路板使用性能下降,所以就需要控制阻抗值在一定范围内。
阻抗对于PCB电路板的意义
对电子行业来说,据行内调查,化学镀锡层致命的弱点就是易变色(既易氧化或潮解)、钎焊性差导致难焊接、阻抗过高导致导电性能差或整板性能的不稳定、易长锡须导致PCB线路短路以至烧毁或着火事件。
据悉,国内先研究化学镀锡的当是上世纪90年代初昆明理工大学,之后就是90年代末的广州同谦化工(企业),一直至今,10年来行内均有认可该两家机构是做得好的。其中,据我们对众多企业的接触筛选调查、实验观测以及长期耐力测试,证实同谦化工的镀锡层是低电阻率的纯锡层,导电和钎焊等质量可以到较高的水准,难怪他们敢对外其镀层在无须任何封闭及防变色剂保护的情况下,能保持一年不变色、不起泡、不脱皮、不长锡须。
后来当整个社会生产业发展到一定程度的时候,很多后来参与者往往是属于互相抄袭,其实相当一部分企业自己本身并没有研发或能力,所以,造成很多产品及其用户的电子产品(线路板板底或电子产品整体)性能不佳,而造成性能不佳的主要原因就是因为阻抗问题,因为当不合格的化学镀锡技术在使用过程中,其为PCB线路板所镀上去的锡其实并不是真正的纯锡(或称属单质),而是锡的化合物(即根本就不是金属单质,而是金属化合物,氧化物或卤化物,更直接地说是属于非金属物质)或锡化合物与锡金属单质的混合物,但单凭借肉眼是很难发现的…
因为PCB线路板的主体线路是铜箔,在铜箔的焊点上就是镀锡层,而电子元件就是通过焊锡膏(或焊锡线)焊接在镀锡层上面的,事实上焊锡膏在融熔状态焊接到电子元件和锡镀层之间的是金属锡(即导电良好的金属单质),所以可以简单扼要地指出,电子元件是通过锡镀层再与PCB板底的铜箔连接的,所以锡镀层的纯洁性及其阻抗是关键;又,但未有接插电子元件之前,我们直接用仪器去检测阻抗时,其实仪器探头(或称为表笔)两端也是通过先接触PCB板底的铜箔表面的锡镀层再与PCB板底的铜箔来连通电流的。所以锡镀层是关键,是影响阻抗的关键和影响PCB整板性能的关键,也是易于被忽略的关键。
众所周知,除金属单质外,其化合物均是电的不良导体或甚至不导电的(又,这也是造成线路中存在分布容量或传布容量的关键),所以锡镀层中存在这种似导电而非导电的锡的化合物或混合物时,其现成电阻率或未来氧化、受潮所发生电解反应后的电阻率及其相应的阻抗是相当高的(足已影响数字电路中的电平或信号传输,)而且其特征阻抗也不相一致。所以会影响该线路板及其整机的性能。
所以,就现时的社会生产现象来说,PCB板底上的镀层物质和性能是影响PCB整板特征阻抗的主要原因和直接的原因,但又由于其具有随着镀层老化及受潮电解的变化性,所以其阻抗产生的忧患影响变得更加隐性和多变性,其隐蔽的主要原因在于:不能被肉眼所见(包括其变化),第二不能被恒常测得,因为其有随着时间和环境湿度的改变而变的变化性,所以总是易于被人忽略。
PCB多层板表面处理方式分类:
1.热风整平涂布在PCB表面的熔融锡铅焊料和加热压缩空气流平(吹气平整)过程。使其形成抗铜氧化涂层,可提供良好的可焊性。热风焊料和铜在结合处形成铜 - 锡金属化合物,其厚度约为1~2mil;
2.有机抗氧化(OSP)通过化学方法在清洁的裸铜表面上生长一层有机涂层。这种PCB多层板薄膜具有抗氧化,耐热冲击,防潮,以保护铜表面在正常环境下不再生锈(氧化或硫化等);同时,在随后的焊接温度下,焊接用焊剂很容易快速去除;
3.镍金化学在铜表面,涂有厚实,良好的镍金合金电性能,可以保护PCB多层板。很长一段时间不像OSP,它只用作防锈层,它可以用于长期使用PCB并获得良好的电能。此外,它还具有其他表面处理工艺所不具备的环境耐受性;
4.化学镀银沉积在OSP与化学镀镍/镀金之间,PCB多层板工艺简单快速。暴露在炎热,潮湿和污染的环境中仍然提供良好的电气性能和良好的可焊性,但失去光泽。由于银层下没有镍,沉淀的银不具有化学镀镍/浸金的所有良好的物理强度;
5.在PCB多层板表面导体上镀镍金,镀一层镍然后镀一层金,镀镍主要是为了防止金与铜之间的扩散。有两种类型的镀镍金:软金(,这意味着它看起来不亮)和硬金(光滑,坚硬,耐磨,钴和其他元素,表面看起来更亮)。软金主要用于芯片包装金线;硬金主要用于非焊接电气互连。
6.PCB混合表面处理技术选择两种或两种以上表面处理方法进行表面处理,常见的形式有:镍金防氧化,镀镍金沉淀镍金,电镀镍金热风整平,常见形式有:镍金防 - 氧化,镀镍金沉淀镍金,电镀镍金热风整平,重镍和金热风平整。尽管PCB多层板表面处理过程的变化并不显着,并且似乎有些牵强,但应该注意的是,长期缓慢的变化将导致的变化。随着对环境保护的需求不断增加,PCB的表面处理工艺必将在未来发生变化。
PCB行业全景解析
印制电路板(PrintedCircuitBoard,简称“PCB”),是承载电子元器件并连接电路的桥梁,指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板,其主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起传输作用。
PCB作为电子产品的关键元器件几乎应用于所有的电子产品,是现代电子信息产品中不可或缺的电子元器件,被誉为“电子产品之母”。
PCB产品分类
PCB的产品种类众多,可以按照产品的导电层数、弯曲韧性、组装方式、基材、特殊功能等多种方式分类,但在实际中,往往根据PCB各细分行业的产值大小混合分类为:单面板、双面板、多层板、HDI板、封装载板、挠性板、刚挠结合板和特殊板。
PCB封装基板分类可分为:存储芯片封装基板(eMMC)、微机电系统封装基板(MEMS)、射频模块封装基板(RF)、处理器芯片封装基板及高速通信封装基板。
封装基板是Substrate(简称SUB)。基板可为芯片提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功效,以实现多引脚化,缩小封装产品体积、改善电性能及散热性、密度或多芯片模块化的目的。
按基材柔软性划分,PCB可分为刚性印制电路板、挠性(柔性)印制电路板(FPC)和刚挠结合印制电路板。
FPC以软性铜箔基材(FCCL)为原材料制成,具有配线密度高、轻薄、可弯曲、可立体组装的优点,适用于小型化、轻量化和移动要求的电子产品。
印刷电路板主要由金属导体箔、胶粘剂和绝缘基板三种材料组合而成,不同的PCB,其绝缘基板表面的导体涂层数可能不同。
根据导电涂层数,可分为单面板、双面板、多层板。其中,多层板又可分为中低层板和高层板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达几十层。
PCB行业产业链
中国的电子产业链日趋完善、规模大、配套能力强,而PCB产业在整个电子产业链中起到承上启下的关键作用。
PCB是每个电子产品承载的系统合集,核心的基材是覆铜板,上游原材料主要包括铜箔、玻璃纤维及合成树脂。
从成本来看,覆铜板占整个PCB制造的30%-40%左右,铜箔是制造覆铜板的主要原材料,成本占覆铜板的30%(薄板)和50%(厚板)。
下游应用比较广泛,其中通信、汽车电子和消费电子三大领域占比合计60%,5G基站的建设加速将拉动PCB产业链的快速发展。
覆铜板是核心基材图片
覆铜板(CCL)的制造过程是将增强材料浸以有机树脂,经干燥加工形成半固化片。将数张半固化片叠合在一起的坯料,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料。
从成本来看,覆铜板占整个PCB制造的30%左右,覆铜板的主要原材料为玻璃纤维布、木浆纸、铜箔、环氧树脂等材料,其中铜箔作为制造覆铜板的主要原材料,占80%的物料比重包括30%(薄板)和50%(厚板)。
各个品种的覆铜板之所以在性能上的不同,主要是表现在它所使用的纤维增强材料和树脂上的差异。生产PCB所需的主要原材料包括覆铜板、半固化片、铜箔、氰化金钾、铜球和油墨等,覆铜板是为主要的原材料。
PCB行业增长态势稳健
PCB广泛的运用途径将有力支撑未来电子纱需求。2019年PCB产值约为650亿美元,中国PCB市场较为稳定,2019年中国PCB市场产值近350亿美元,中国地区是增长快的区域,占产值的一半之多,未来将持续增长。
PCB产值地区分布,美洲、欧洲、日本PCB产值在的占比不断下降,亚洲其他地区(除日本)的PCB产业产值规模则迅速提高,其中中国大陆的占比提升迅速,是PCB产业转移的中心。
PCB市场格局
PCB市场较为分散,集中度不高。
2019年PCB市场中鹏鼎(中国)、旗胜(日本)、迅达(美国)以6%、5%、4%市占率。
主板要求在有限的空间上承载更多的元器件,进一步缩小线宽线距,普通多层板和HDI已经难以满足需求,由更小的高阶HDI并联起来分散主板功能,使结构设计更加紧凑。
PCB主要应用领域
PCB板的应用覆盖范围十分广泛,下游应用比较广泛,其中通信、汽车电子和消费电子三大领域占比合计60%,5G基站的建设加速将拉动PCB产业链的快速发展。
汽车电子
汽车用PCB要求工作温度符合-40°C~85°C,PCB一般选用FR-4(耐燃材料等级,主要为玻璃布基板),厚度在1.0~1.6mm。
根据中国产业发展研究网的数据,目前中轿车中汽车电子成本占比达到28%,混合动力车为47%,纯电动车高达65%。
消费电子
随着智能手机、平板电脑、VR/AR以及可穿戴设备等频频成为消费电子行业热点,创新型消费电子产品层出不穷,并将渗透消费者生活的方方面面。这也为消费电子PCB的发展带来了契机。
2019年手机及消费电子占PCB下游应用的比例分别为37%。移动终端的PCB需求则主要集中于HDI、挠性板和封装基板。
据Prismark统计,移动终端的PCB需求主要以HDI及挠性板为主,其中HDI板占比约为50.68%,并有26.36%的封装基板需求。
服务器
服务器平台升级将带动整个服务器行业进入上行周期,而PCB以及其关键原材料CCL作为承载服务器内各种走线的关键基材,除了服务器周期带来的量增逻辑,同时还存在服务器平台升级带来的价增逻辑。
可以说,在服务器面临升级、市场即将扩容的情况下,PCB和CCL将因为服务器升级迎来量价齐升的增长机会。
2019年个人电脑的PCB需求主要集中于挠性板和封装基板,合计占比达48.17%;服务/存储的PCB需求以6-16层板和封装基板为主。
PCB在服务器中的应用主要包括背板、高层数线卡、HDI卡、GF卡等,其特点主要体现在高层数、高纵横比、高密度及高传输速率。服务器市场的发展也将推动PCB市场特别是PCB市场的发展。
通信领域PCB
在通信领域,根据不同的PCB特性,可以应用于不同功能的通信设备上。对于大尺寸多层、高频材料可以应用于无线网及传输网中。相比而言,多层板、刚挠结合的PCB元件可用于数据通信网及固网宽带等环节。
根据券商的相关测算,单个5G基站对PCB的使用量约为3.21㎡,是4G基站用量的1.76倍,同时由于5G通信的频率更高,对于PCB的性能需求更大,因此5G基站用PCB的单价要4G基站用PCB,由于5G的频谱更高,带来基站的覆盖范围更小,根据测算国内5G基站将是4G基站的1.2-1.5倍,同时还要配套更多的小基站,因此5G所带来的基站总数量将要比4G多出不少。
此外,5G基站功能增多,PCB上元件的集成密度明显提升,电路板的设计难度也随之提高。高频高速材料的使用和制造难度的提升将显著提升PCB单价。
PCB发展趋势图片
PCB的高频多层化:为了扩大通讯通道,以适应数字时代对信息量与速度传播需求的提升,电子通讯设备的使用频率逐步向高频领域转移。
这就要求PCB基板材料应具有低介电常数与低介电损耗角正切值,只有这样才能获得高传播信号速度,并减少信号传播过程中的损失。除此之外,PCB工艺也随着电子信息技术的发展而向多层化、微线宽、微间距多盲孔等方向发展。
高层化PCB将显著缩小密集复杂的线路连接空间,达到集成化的效果。多层板在电子产品设计上得到普遍的认可并得到深入的技术研发。常见的多层板以四层PCB为主,现在六、八、十层板也逐渐得到普及。
PCB品质的提升推动上游CCL、FR-4基板的产业升级
随着PCB工业规模的扩大核心技术的创新,行业的竞争也不断加剧,厂家开始更为重视PCB产品的品质,因此对PCB品质的管控也愈加严格。
为了适应PCB向精细线路、高频多层方向发展,其上游的CCL材料由单一型过渡到系列化,覆铜板的新材料、新工艺、新技术的运用与研发成为必然趋势。
与此相对应,FR-4型产品的性能也逐渐提升,FR-4型覆铜板的某些性能已不能完全满足PCB的制作要求,FR-4逐步走向高耐燃性、高尺寸稳定性、低介电常数和环保性。
CB国产化进程加速
中国PCB企业依靠成本优势、产能扩张和下游本土品牌的崛起,拉动PCB国产化进程。随着行业的发展,中国PCB内资企业通过自身发展或合资建厂,逐渐积累自身资本、人才和技术资源,构建自身产业护城河,不断发展壮大。
在技术上,不断加大研发投入,积累中PCB技术;在产能上,不断投资建厂,形成规模优势;在产业链上,逐步完善上游原材料渠道和应用市场,形成完备的上下游产业链体系。
中国正式实现PCB贸易从逆差到顺差的转变,标志着中国PCB正进行结构性转变,生产技术不断发展,初步实现进口替代的目标。
如何为柔性线路板(FPC板)选用保护膜?
柔性线路板FPC板上用什么保护膜来保护呢?既要防尘防污防静电,又要有效贴合板面,防静电PET保护膜合适。
柔性电路板保护膜
柔性电路板又称“软板”,即FPC板。是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路。柔性电路提供优良的电性能,能满足更小型和更高密度安装的设计需要,也有助于减少组装工序和增强可靠性。柔性电路板是满足电子产品小型化和移动要求的惟一解决方法。可以自由弯曲、卷绕、折叠,可以承受数百万次的动态弯曲而不损坏导线,可依照空间布局要求任意安排,并在三维空间任意移动和伸缩,从而达到元器件装配和导线连接的一体化;柔性电路板可大大缩小电子产品的体积和重量,适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。
因此,FPC板在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数字相机等领域或产品上得到了广泛的应用。
但是FPC板在生产过程中很容易出现静电击穿现象。目前解决这一问题主要依靠市面上防静电台垫,而该产品靠静电剂内添并迁移到台垫表面,然后吸收空气水分子形成导电通路,从而对FPC板有防静电效果,同时该产品易受空气、湿度等环境因素影响,静电排放效果差。尤其在北方气候干燥地区,表面电阻值升高,随着时间推移,防静电指标衰减越来越快,造成静电排放不稳定,这样容易击穿FPC板上线路芯片,造成设备运行损坏。同时,该产品又不能随同FPC板搬运,不能起到随时防护作用。在应用环节上缺陷已十分明显,已不能满足目前FPC板发展技术的要求。
现FPC板正处于规模小但迅猛发展之中。聚合物厚膜法是一种、低成本的生产工艺。该工艺在廉价的柔性基材上,选择性地网印导电聚合物油墨。其代表性的柔性基材为PET。聚合物厚膜法导体包括丝印金属填料或碳粉填料。聚合物厚膜法本身很清洁,使用无铅的SMT胶黏剂,不必蚀刻。因其使用加成工艺且基材成本低,聚合物厚膜法电路是铜聚酰亚胺薄膜电路价格的1/10;是刚性电路板价格的1/2~1/3。聚合物厚膜法尤其适用于设备的控制面板。在移动电话和其他的便携产品上,聚合物厚膜法适合将印制电路主板上的元件、开关和照明器件转变成聚合物厚膜法电路。既节省成本,又减少能源消耗。
防静电PET保护膜应用在“柔性线路板”上市场前景十分广阔,性能:透明防静电PET保护膜比较柔软,与FPC板硬度差不多,并且透明到可以观察到FPC表面工艺要求,而且又不与外界空气接触,当然也不会产生静电及粉尘。由于防静电保护膜两边都有防静电涂层,因此在与FPC板分离时又不会产生静电,当然也不会击穿FPC板上线路的芯片。这既解决了FPC板运输途中静电产生,同时又能进行粘合并且透明又不受空气、湿度等环境因素的影响。产品可广泛应用于半导体工业、LCD工业、电子装备及微电子设备业、电子电气、通讯制造、精密仪器、光学制造、医药工业及生物工程等行业工业领域以及高铁车厢、医院、家庭、办公领域,用于工业生产车间、试验室、机房,以及医院手术室、CT、X射线室、CCU、ICU病房等的地板、工作台面、墙面板等。
影响FPC柔性电路板的价格,有哪些因素?
一、柔性电路板所用材料不同造成价格的多样性
以普通双面板为例,板料一般有PET,PI等,板厚从0.0125mm到0.10mm不等,铜厚从1/2Oz到3Oz不同,所有这些在板料一项上就造成了的价格差异;材料的品牌不同也存在着一定的价格差,因而材料的不同造成了价格的多样性。材料一般包括PI FCCl 铜箔补强材料辅材(NC垫板黑化镀铜包装材料等)等组成。
二、柔性电路板所采用生产工艺的不同造成价格的多样性
不同的生产工艺会造成不同的成本。如镀金板与喷锡板,制作外形的精度,采用丝印线路与干膜线路等都会形成不同的成本,导致价格的多样性。
三、柔性电路板本身难度不同造成的价格多样性
即使材料相同,工艺相同,但柔性电路板本身难度不同也会造成不同的成本。如两种线路板上都有1000个孔,一块板孔径都大于0.6mm与另一块板孔径均小于0.6mm就会形成不同的钻孔成本;如两种线路板其他相同,但线宽线距不同,一种均大于0.15mm,一种均小于0.15mm,也会造成不同的生产成本,因为难度大的板报废率较高,必然成本加大,进而造成价格的多样性。
四、客户要求不同也会造成价格的不同
客户要求的高低会直接影响板厂的成品率,如一种板按IPC-A-6013,class1要求有98%合格率,但按class3要求可能只有90%的合格率,因而造成板厂不同的成本,后导致产品价格的多变。
五、柔性电路板厂家不同造成的价格多样性
即使同一种产品,但因为不同厂家工艺装备、技术水平不同,也会形成不同的成本,时下很多厂家喜欢生产镀金板,因为工艺简单,成本低廉,但也有一部分厂家生产镀金板,报废即上升,造成成本提高,所以他们宁愿生产喷锡板或镀锡板,因而他们的喷锡板报价反而比镀金板低。
六、付款方式不同造成的价格差异
目前柔性电路板板厂一般都会按付款方式的不同调整柔性电路板价格,幅度为5%-10%不等,因而也造成了价格的差异性。
七、区域不同造成价格的多样性
目前国内从地理位置上来讲,从南到北,价格呈递增之势,不同区域价格有一定差异,因而区域不同也造成了价格的多样性。
八、电镀方式不同造成的价格不一样
局部电镀高全面电镀15%左右。
九、金手指部分的表面处理方式
镀金与镀锡相差5%左右
十:FPC生产过程中的不良率的高低也决定了FPC的单价
十一:代客户SMT的费用以及不良率的高低也决定了FPC的单价
通过以上论述不难看出,柔性电路板价格的多样性是有其内在的必然因素的,本人仅可提供一个大致的价格范围,以供参考,具体价格以实际价格为准。