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PCB軟板及軟硬結(jié)合板-掌握全球電路板產(chǎn)業(yè)的未來新商機(jī)

發(fā)布日期:2021-07-21

隨著電子科技的蓬勃發(fā)展,電路板(PCB)不僅是供應(yīng)鏈中的要角,也成為現(xiàn)今臺灣的重要產(chǎn)業(yè)之一。即便2020年受到新型冠狀肺炎疫情沖擊,雖然與電路板相關(guān)之上游材料供應(yīng)亦一度受到停工的影響,不過在復(fù)工迅速及多數(shù)廠商仍有其它不受影響地區(qū)之產(chǎn)能調(diào)配的情況下,原物料的供應(yīng)影響輕微。


但新型冠狀肺炎不只改變了線路板廠商的投資思維,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或生產(chǎn)布局上有所調(diào)整,加速數(shù)位轉(zhuǎn)型;另受惠遠(yuǎn)距商機(jī)、5G、高效能運(yùn)算、云端、物聯(lián)網(wǎng)、車用電子等需求浮現(xiàn)以及美中競爭的延續(xù),都將影響全球電路板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。


尤其以PCB軟板(柔性線路板)相較于其他硬板電路板(Rigid PCB)產(chǎn)品具有更加輕薄、更具可撓性的產(chǎn)品特性,在終端產(chǎn)品講求輕薄多工的趨勢之下,軟板的應(yīng)用場域逐年增加。根據(jù)工研院統(tǒng)計,2020年全球電路板產(chǎn)值規(guī)模約為約697億美元,其中軟板(包括軟硬結(jié)合板)約占20%,產(chǎn)值達(dá)到140億美元。

柔性線路板

相較早期軟板的應(yīng)用需求著重在需要彎折或是滑動的部位,例如光盤機(jī)、硬盤機(jī)、打印機(jī)或翻蓋/滑蓋手機(jī);隨著行動裝置普及并強(qiáng)調(diào)輕薄多工,軟板在電子產(chǎn)品扮演的角色更為吃重,除了每個終端電子產(chǎn)品使用軟板的數(shù)目增多外,包括線寬線距、電性特性、元件整合、可靠度要求等規(guī)格均更為提高,因此不論軟板或是軟硬結(jié)合板,均是近年來全球電路板中深具成長力道的產(chǎn)品。


由于軟板應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,不再僅局限于硬盤機(jī)、智能型手機(jī)等,包括汽車、生醫(yī)設(shè)備等利基型產(chǎn)品需求逐漸增加,因此也吸引更多廠商跨入軟板生產(chǎn)行列,但軟板在自動化生產(chǎn)及大量產(chǎn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢比其他產(chǎn)品更加明顯的特性下,預(yù)料大廠大者恒大的趨勢將會持續(xù)發(fā)展。

軟硬結(jié)合電路板

目前軟板及軟硬結(jié)合板也正處于產(chǎn)品規(guī)格(電性、層數(shù)、線寬/線距、整合度)正快速提升的階段,未來將朝向高密度(High Density)、高頻(High Speed/Frequency)、以及多工(Multi-function)等三趨勢發(fā)展。分別說明如下:


■ 高密度(High Density)


隨著手機(jī)鏡頭像素普遍提高到1,000萬像素以上,大部分手機(jī)鏡頭芯片使用COB的方式封裝,因此多已改采用軟硬結(jié)合板;也由于軟硬結(jié)合板的技術(shù)難度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)軟板,平均單價較高,以往著墨的廠商也較少。根據(jù)臺灣電路板協(xié)會于2019年所公布之軟硬結(jié)合板技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖,目前在銅厚15~18 μm的情形下,內(nèi)層線路的線寬/線距約在40/45μm,預(yù)估2023年在相同銅厚下,內(nèi)層線路的線寬/線距將縮小至30/40μm,外層線路的線寬/線距也將由2019年的40/40μm,下降至2023年的30/40μm。另外,就層數(shù)而言,軟板部分幾乎多已是雙層板或是多層板,結(jié)合硬板后的層數(shù)結(jié)構(gòu)由6層(2F+2R)至更多的9層(3R+3F+3R),甚或10層(4R+2F+4R)產(chǎn)品也都有客戶采用。


■ 高頻(High Speed/Frequency) 


一般而言用于頻率1GHz以上或波長小于0.1公尺之PCB,即可稱為需要防止訊號損耗材料支援的高頻電路板,通常必需具備更低的介電常數(shù)(Dk)及介質(zhì)損耗(Df)、低濕性以防止過度吸水、質(zhì)量均一性等,例如常見的藍(lán)牙通訊、服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)、甚至是部分智能型手機(jī)的天線;至于未來應(yīng)用需求將愈來愈多的太空衛(wèi)星、汽車汽車ADAS系統(tǒng)及5G行動通訊網(wǎng)路,由于電磁頻率更高(10GHz~100GHz),波長更短(0.001m~0.01m),對于高頻低損耗材料的要求又更加嚴(yán)苛。


■ 多工(Multi-function) 


電子模塊朝多功能方向發(fā)展下,所需搭配的元件數(shù)目也愈來愈多,但受到行動終端空間的限制,將元件內(nèi)埋也是解決方式之一。不論將IC藏至IC載板體內(nèi),或?qū)㈦娙?、電阻及電感等被動元件?nèi)藏至印刷電路板之中,內(nèi)藏元件技術(shù)至少已發(fā)展多年。內(nèi)藏元件技術(shù)對于系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要包括,一、提升線路訊號質(zhì)量:利用將內(nèi)藏元件技術(shù)將噪聲源置于PCB內(nèi),可有限降低噪聲的發(fā)生;而對于高頻訊號的處理,也可以透過堆棧穿孔的結(jié)構(gòu),縮短訊號路徑,確保高頻訊號之質(zhì)量。二、降低EMI及電源安定。三、縮少面積與降低耗電?!?/p>


總言之,不論軟板或是軟硬結(jié)合板均是近年來全球電路板中深具成長力道的產(chǎn)品,但也因?yàn)槎?xiàng)產(chǎn)品和智能型手機(jī)的相關(guān)性較高,也易因智能型手機(jī)的出貨量增減而受到影響,不過長期來看仍有很大商機(jī)。


在面對后5G及6G的應(yīng)用趨勢,由于從通訊設(shè)備到行動裝置都需要處理更高頻的訊號,也使得電路板材料必須要更能減少訊號的損耗;而在電動車等新能源汽車的應(yīng)用情境下,帶來的則是化合物半導(dǎo)體及高功率環(huán)境的使用需求,相對也讓電路基板的散熱性能成為一大課題。為滿足未來應(yīng)用的電路板相關(guān)技術(shù),臺灣PCB產(chǎn)業(yè)亟需再突破,才能避免在供應(yīng)鏈中造成斷層。

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