PCB行业发展及先进技术

LOGO培训教材PCB行业发展及先进技术CPCA梁志立2010/081目次1.0PCB概述1.1定义1.2作用1.3重要性1.4特点1.5小史2.0PCB行业的发展2.1行业发展概况2.2市场2.3应用领域2.4不同种类PCB2.5未来预测3.0国家鼓励发展的PCB品种4.0PCB先进技术4.1PCB产品先进生产技术4.2PCB先进工艺4.3CAF的成因及措施4.4无卤印制板4.5无铅印制板4.6全印制电子21.0PCB概述1.1定义中国：GB2036-94（印制电路术语），印制电路或印制线路成品板统称印制板。它包括刚性、挠性和刚—挠结合的单面、双面和多层印制板等。日本：形成印制线路的板叫做印制线路板。装上元器件的印制板称作印制电路板。欧美：PrintedBoard——印制板。PrintedWingBoard——印制线路板，即光板、裸板。简称PWB，不含元器件的板。（美国UL公司常用PWB）PrintedCircuitBoard——印制电路板，简称PCB。板子+元器件=PCB。欧美国家不少人常把印制线路板和印制电路板统称为PCB，PCB=PWB。我们这个行业的叫法:(1)印制板：印制电路板，印制线路板统称印制板。(2)印制电路行业，（姚守仁）（传统习惯）电子电路行业，（世界电子电路大会）（王龙基）（大学专业设置）（美国电子电路封装协会，IPC）31.2作用（１）提供各种电子元器件（IC，Ω，C等）固定、装配的机械支持（支撑）。（２）实现各种电子元器件之间的电气连接或电绝缘，提供所要求的电气特性，如特性阻抗，高频微波的信号传输。（电气互连）（３）为元器件焊接提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修识别字符。（提供焊接阻焊层，装配、维修字符）41.3重要性现代电子信息工业重要元件。电子产品之母。电子信息产业的基础。哪里有电子产品，哪里就一定会有印制板。IC是一级封装，电脑、手机、电视机是三级封装，ＰＣＢ是二级封装。元器件贴装到板上，承上启下起着至关重要的作用。电子信息高新技术产品少不了印制板。没有电脑和软件，电子设备＝普通箱子。没有半导体和线路板，电子元器件＝普通石头。（日本“印制线路板集”作者小林正）IC（集成电路）和PCB相互靠拢，相互渗透，更加密切配合。51.4特点多学科、多工艺、多设备、多工序、多物料、多辅助设备的行业。（现代科学和管理都体现在印制板上）发展飞快的行业，很具挑战的行业。劳动密集型行业、资本密集型行业、不断追加资金给银行打工的行业。高投资、高科技、多污染、高啰嗦，只有下了单才能生产的行业。充满希望的产业，２１世纪朝阳工业。能管好一个多层板厂，就能管好一个任何其他行业的工厂（企业家感概）。产品的品质特点：没有不能用的线路板；没有不能退的线路板。61.5小史发明：奥地利人Mr.PaulEisler(1970-1992，85岁，维也纳大学毕业，一生有几十个专利)，20世纪40年代二次世界大战时，提出了光蚀刻工艺法形成印制电路，在一个军事电子转置中取得了应用。并申请了专利（1943）。他的第一块线路板看上去像一盘意大利面条。被运用到炮弹的引信上,以击落敌方的炸弹。Mr.PaulEisler被称为“印刷电路之父”。中国：王铁中（成都二机部十所，现电子十所），中国PCB奠基人。1957.4.25《人民日报》第七版报导，中国第一块单面板诞生，用在晶体管收音机上。中国第一本PCB书《印制无线电电路》，作者王铁中和牛钟歧。中国第一块覆铜板，酚醛树脂纸基板，制造者：成都十所和国营704厂。王铁中，2007.3.25病逝，终年75岁。1964年，中国开始做多层板。PCB历史约70年。7结论：几十年历史说明，没有PCB，没有电子电路，飞行、交通、原子能、计算机、宇航、通讯、电话，．．．这一切都将无法实现。（1999年世界电子电路大会，WECC）感受：印刷术是中国古代四大发明之一。后来，印刷线路板转到西方，欧美最发达。到21世纪，印刷板又转到东方—中国。这验证了中国一句古语：三十年河东，三十年河西，风水轮流转。近年，全印制电子，喷墨打印技术，可能会部分替代传统的图形蚀刻法印制板生产工艺，这项技术目前西方领先，印制板技术的风水有可能又转回到西方了。82.0PCB行业的发展2.1技术发展概况IC是电子信息工业的粮食,体现一个国家工业现代化水平,引导电子信息产业发展。而IC的电气互连和装配离不开印制板。IC技术和PCB技术相互靠拢，相互渗透，更加密切配合。技术发展的5步曲：（1）电子管、晶体管装配时代。单双面印制板，打铆钉作双面互连，线宽0.5mm以上。目前，电子管已消亡。（2）通孔插装时代双列直插式元器件，通孔插装技术（THT），目前已进入衰老期。要求2.54mm（0.1”）网格中穿过1根导线，焊盘直径0.5~0.8mm，线宽/间距0.3mm，0.2mm。典型的PCB：常规单、双、多层印制板。主要特征是：镀通孔起着电气互连和支撑元件（引脚插入通孔内）双重作用。9(3)表面贴装时代(SMT)典型元器件:QFPC(扁平封装,Quadflatpackage)，BGA（球形网格排列，Ballgridarray）。引脚64~304个。PCB：镀通孔仅起电气互连作用，而不再起支撑元器件作用。要求埋/盲孔印制板，大量导通孔。线宽/间距：2.54mm（0.1英寸）网格通过2~3根导线，焊盘直径0.2~0.5mm，线宽/间距0.2mm，0.10mm，0.13mm，0.15mm。SMT技术目前正处在高峰期。元器件，IC，贴装在PCB表面上，互连密度大大提高了。（4）芯片级封装时期（CSP，chipscalepackage）元器件：μ—BGA，单芯片模块，多芯片模块。元器件引脚≧1000。目前正处在发展期。要求PCB：HDI（高密度互连）多层板，或积层印制板（BUM）；IC封装基板，刚—挠结合板。PCB走向激光时代和纳米时代。要求微孔、埋盲孔、积层、线宽0.1，0.075，0.050mm。10(5)系统封装时期（SIP、SOP）预计元件引脚≧3000，典型元件SIB（Systemintegratedboard,系统集成板）要求PCB：IC封装基板，刚—挠结合，光—电印制板，埋—嵌无源元件板。目前系统封装处于萌芽期。PCB线宽/间距发展趋势PCB导线宽度的缩小速度落后于IC线宽的缩小速度。PCB线宽还得加速缩小化，以与IC线宽缩小比率相匹配。年代70年代90年代2010年IC线宽3微米0.18微米0.1~0.05微米PCB线宽300微米100微米25~10微米差距100倍560倍250~200倍112.2市场（1）全球2009年（美国PCB市场研究机构prismark数据）受金融风暴冲击，导致全球电子市场萧条。半导体全球2009年增加幅为-9%。全球PCB产值为406亿美元，同上年相比，增幅为-15.8%（2008年482.3亿美元）全球PCB前十名（单位：亿美元）北美最大的PCB公司TTMTecknologies，2009年11月16日收购美维控股公司，收购价是5.213亿美元，（40.405亿港币）。这样，TTM2009的产值11.29亿美元，名列全球第4。名次12345678910公司Unimicron（欣兴）NippoMektron（旗胜）Lbiden（揖裴电）TTM（美维控股）SamSung（三星电机）Tripod（健鼎）Fujikura（藤仑）K.B.（建滔）YongPong（永丰）CMK（中央铭板）200917.4615.3515.1511.2910.6510.149.059.318.778.60200815.5017.9017.505.9012.359.6510.108.508.4512.5012全球PCB前十名产值总共115.77亿美元，占2009年全球总产值406亿美元的28.6%。总的发展趋势是强者愈强，大者恒大。著名的Nakahara博士（N.T.information）统计的中国大陆前10名PCB企业（2009.12）中国大陆最大的前10名PCB企业单位：亿美元欣兴，在台湾和中国大陆有多个工厂，深圳联能是在中国最有实力的PCB工厂，主要生产高端HDI手机板。在苏州有IC载板厂，在越南也有厂。欣兴2009年并购PPT，一跃成为全球最大。名次12345678910公司K.B.（建滔）Tripod（健鼎）Foxcom（富士康）Meadyile（美维）Multek（超毅）Unimicron（欣兴）HannStar（瀚宇博德）Meiko(名幸)ViaSystem（南亚）Wus（楠梓）20099.309.077.506.205.905.905.504.903.403.2520089.447.865.506.705.805.805.575.604.903.9713（2）中国2009年（CPCA数据）2009年是全球PCB最为艰苦的一年，也是全球PCB产值继2001年大跌以来下降幅度最大的一年。WECC（世界电子电路理事会）报告，2009年全球PCB产值444亿美元，同上年（515亿美元相比），增长率为-14%，其中欧洲、日本下跌超过20%。中国PCB产值2009年为163.5亿美元，首次出现小幅下跌，产值同比下降3.61%。同全球相比，跌幅是最小的。中国2009年经受经融危机的考验，PCB企业顽强成长。2009年，中国PCB行业上交利税同比下降13.9%。出口额下降15.6%。全国百强企业726.6亿元，占全行业产值1116.16亿元的65%。本土企业展现顽强的生命力，以出口为主的一批外资企业产值下跌。FPC（挠性板）企业受危机影响最小，挠板企业继续成长。第九届（2009）中国印制电路行业前10名：①健鼎，50亿元产值；②超毅，42.3亿元；③瀚宇博德，37.6亿元；④沪士，21.99亿元；⑤紫翔，20.2亿元；⑥联能，20.1亿元；⑦奥特斯，19.89亿元；⑧依顿，19.3亿元；⑨揖裴电，19.3亿元；⑩名幸，16.2亿元。（注：中国排名以单个企业排名，外国以集团排名。）中国PCB产值从2006年起超过日本，成为全球第一。2009年，中国PCB产值占世界市场份额比例继续上升，达到36%。（日本占20%，美国8.5%。欧洲4.3%。）142.3PCB应用领域2009年，全球PCB领域分布：计算机/办公，占32.3%；通信，22.2%；消费类电子，15.5%；半导体，14.5%；工业/医药，6.7%；军事，5.1%；汽车，3.8%。同2008年相比，应用于军事的PCB下降1.5%，降幅最小；用于汽车PCB，降幅最大，达25.7%。2.42009年不同种类的PCB同上年相比，2009年单双面板降幅最大，达19%，挠性板降幅最小，仅10%。目前，全球不同种类的PCB所占比例：多层板41%，挠性板16.1%，单双面板15%，微孔板13.4%，封装板14.5%。152.5未来预测2010年全球PCB会开始一个景气循环，全球PCB增长率估计为9.2%。台湾共研院预测中国大陆PCB产品结构：预测未来5年，全球封装基板增长率最大，到2014年，CAAGR达到6.2%，其次是挠性板，达到5.8%。单/双面板，呈萎缩之势。在现阶段，中国PCB结构（1）多层板46.3%；（2）HDI板23%；（3）挠性板，约17%。单双面板占的比例越来越少，IC截板和刚—挠占的比例尚小，约2%。PCB品种IC载板挠性板刚—挠板HDI多层板双面板单面板20091.5%16.8%1.4%22.5%46.3%8.0%3.5%20101.7%16.9%1.4%23.0%46.3%7.5%3.3%20111.8%17.0%1.4%23.5%46.1%7.2%3.0%韩国（2009）19%19%/34%20%8%8%16到2014年，全球PCB品种比例：多层板41.6%，挠性板16.5%，封装基板15.2%，微孔板13.5%，单/双面板13.2%。预测汽车PCB，2008年为28.2亿美元，2009年