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PCB工艺芯片PCB封装技术详解

PCB工艺芯片PCB封装技术详解

  • 分类:公司动态
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  • 来源:
  • 发布时间:2024-09-04
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【概要描述】  随着中国已成为全球重要的产业园区,上下游产业链逐渐向中国大陆迁移,印刷电路板领域即是其中之一。同时,随着新能源汽车、5G等新技术应用的快速发展,印刷电路板显然提出了更高的要求。作为关键电子设备部件,其功效在今天更加凸显。

PCB工艺芯片PCB封装技术详解

【概要描述】  随着中国已成为全球重要的产业园区,上下游产业链逐渐向中国大陆迁移,印刷电路板领域即是其中之一。同时,随着新能源汽车、5G等新技术应用的快速发展,印刷电路板显然提出了更高的要求。作为关键电子设备部件,其功效在今天更加凸显。

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  从目前终端设备销售市场及其供应链管理反馈来看,目前对印刷电路板的需求其实在上升,包括5G、智能家居系统和新能源汽车。除了新能源汽车之外,集成电路芯片辅助设施的产业链,如先进的PCB生产、半导体材料测试仪器制造等,未来也将进入快速增长的过程。这一行业过去主要被英国、日本、韩国等中国占领。

  随着中国已成为全球重要的产业园区,上下游产业链逐渐向中国大陆迁移,印刷电路板领域即是其中之一。同时,随着新能源汽车、5G等新技术应用的快速发展,印刷电路板显然提出了更高的要求。作为关键电子设备部件,其功效在今天更加凸显。

  自2006年起,中国PCB年产值就超越日本,成为全球一大制造基地,2020年产值占全球比重已达53.8%。有意思的是,虽然全球PCB销售市场呈现一定的规律性,但中国PCB年产值却持续飙升,2020年中国PCB板领域年产值运营规模将突破350亿美元。但在繁荣之下,销售市场却流传着这样一个名字,未来PCB将被集成电路取代,PCB销售市场又将走向何方?

  新能源汽车、5G销售市场的发展趋势推动了PCB需求的增加。

  印刷电路板被称为电子元件之母,是安装电子元件、连接电源电路的路桥。然而,近两年贸易战、新冠肺炎疫情等矛盾给半导体产业带来巨大冲击,印刷电路板也不可避免受到伤害。

  专业人士表示,从目前终端设备销售市场及其供应链管理反馈来看,目前对印刷电路板的需求其实在上升,包括5G、智能家居系统以及新能源汽车等。以新能源汽车为例,对印刷电路板的需求总量将是传统汽车的4-5倍,整体市场需求充足。

  同时由于销售市场集成电路缺货问题,导致很多客户的产品进度不能与预期相比,包括PCB组装,以及中后期的成品生产。

  由于集成电路缺货涨价潮迟迟未见踪影,国内不少电子科技公司正依托国产或更换集成电路解决问题,不少产品都要求PCB重量不超设计图,部分PCB厂也沿用完全免费打样的方式,这增加了不少企业及高校师生对于PCB打样的积极性,反而给PCB产销市场带来一定程度的改善。

  虽然新能源汽车对印刷电路板的要求急剧上升,但由于大容量锂电池的选择,电源电路中的电流量增加,载流设计方案和热设计变得越来越重要。印刷电路板更注重结构设计的优化,但从特性上看,威胁稳定性的点是燃烧。因此,需要从集成电路封装到集成电路板再到软件环境中的详细产品,逐步走向实用化。

  此外,新能源汽车还搭载了无人驾驶、雷达探测、智能座舱等技术,相比传统汽车,其PCB设计方案要复杂很多,而要实现这种色彩斑斓的效果,对PCB安装数据信号的速度要求更高,HDI板的要求很有可能出现在智能座舱上。同时,新能源汽车一般搭载了大量的摄像头模组,这就需要大量的软硬融合板。

  除了新能源汽车,未来先进PCB生产、半导体材料测试仪器制造等集成电路芯片配套设施产业链也将进入快速成长期,过去这一产业主要被英国、日本、韩国等中国占领。

  而且在光电技术产业,尤其是下一代主动式LED,背光模组一般都是显示屏数量与PCB数量相当,而且这种显示系统一般应用于监控大屏、户外广告宣传屏等行业,目前市场需求量激增。

  林朝文在5G及智能机行业表示,5G的关键在于PCB原材料的考量与数据信号传输品质的设计。相对5G,4G速度更快、体积更大、时延更小。同样,5G通讯基站及终端设备引发的烫伤问题也引发广泛关注。在智能手机行业,5G手机在优异性能、高显示品质、高集成度、轻量化等方面不断升级,相对4G时期发热量大幅提升,散热要求也大幅提升。在5G行业的电路原理中,迫切需要更加环保节能的元器件和更加合理的PCB散热方案。

  可以看出,随着现阶段新能源汽车、5G、新型光电技术、半导体材料测试等几个行业的发展趋势,中国销售市场对于印刷电路板的要求也越来越高,由于技术的升级,印刷电路板的设计也明显提出了更高的要求。

  什么是好的PCB?

  印刷电路板行业发展这么久,现在印刷电路板的设计也出现了一些新的变化。一是更加小型化,关键是推动智能产品的便携性要求;二是印刷电路板由传统的刚性板向软硬融合板转变。而当印刷电路板进入高端时,会出现两个关键方面的变化。一是数据信息的安装和传输速度越来越高,二是智能家居系统、智能穿戴设备的要求越来越明显。

  客户对印刷电路板的要求越来越高。林超文表示,更快、更小、更快的上市时间对印刷电路板设计来说,既是挑战也是机遇。对客户来说,在达到性能参数的前提下,能有更快的设计方案交付时间。

  好的印刷电路板必须做到信号的完整性、开关电源的一致性、电磁兼容测试设计方案的关键体现在电源电路的特性上。从客户所看到的方面来说,优秀的印刷电路板做工应该是贴心、整齐、对称、布局合理、美观、大方的合理布局。同时还要有客户实际的操作习惯,比如控制面板上电源插座的有效布置,方便插拔,安全标志的设立等。

  从国家标准来看,好的PCB首先要满足客户的性能测试方案,稳定性也能达到​​标准,成本上能有一定的优势。自然,针对不同的产品,以上三点的侧重点也会有所不同。

  集成电路会取代PCB吗?

  虽然现在的销售市场对PCB的要求很高,很多新技术的应用也对PCB设计提出了更高的要求。但销售市场上有一个名头,随着硬件配置和手机软件一体化的发展趋势,应用会越来越简单,现在只需要一块集成电路就可以构建复杂的电源电路,如果这一切都实现了,那么现在的PCB热潮就只是一个泡沫而已。

  但对此,林朝文表示,虽然集成ic处理速度越来越快,短时间内不太可能取代PCB,但基本的支撑点还是要按照PCB来完成。比如手机上的SoC集成了一系列的控制模块,包括CPU、GPU、DDR等,可以看作是把以前只在一块PCB板上完成的所有控制模块整合起来。

  不过也还是存在一些问题,比如即便到了5nm时期,SoC也不可能在保证自身配置内容的前提下,把手机上所有的集成IC都单独集成起来;同时,即便把集成IC集成在一起,小的集成IC聚热的问题在现阶段依然是个问题;另外,把高密度集成IC做大来集成PCB内容会降低产品的合格率,还不如放到PCB上做大。

  据专业人士介绍,集成电路集成化确实存在发展趋势,例如,基带芯片等相关元器件已经集成在手机处理器中,大大减少了手机电脑主板的总面积。但必须注意的是,这类集成电路在集成时,必须在保证其特性满足要求的同时追求小型化、轻量化。

  某种程度上,商用电脑主板的制作难度增加了。同时,一些PCB开放式插座很难保证,如何连接USB在集成IC中成为一个问题。而在一些可靠的产品中,它使用的较少。必须充分考虑产品成本和相应的要求。因此,在未来很长一段时间内,传统PCB需求仍将持续增长。

  但这里可以明显地提出一个假象,因为印刷电路板主要是以导体与绝缘体来负载电导体路径,而集成电路则是以半导体材料为基础来制造。因此,未来能否以半导体材料为原料来生产PCB板,自然会涉及到原材料的价格、数据信号特性的阻抗特性、耐久性、散热性、扭曲性等物理问题。

  但如果可以做到的话,由半导体材料制成的PCB板也可以看作是PCB大小的集成电路。

  从近几年的销售市场来看,我国印刷电路板产业链仍然在快速发展,随着5G、新能源汽车、光电新技术的应用,对印刷电路板提出了新的挑战,同时该领域的提升也有第三方印刷电路板设计方的要求,根据原厂及印刷电路板厂商的要求,最终制作出性价比高的量产方案。未来集成电路是否会取代印刷电路板,至少短时间内不会,要求还在不断提升。但从长远来看,很多自主创新都来自于大胆的设想。

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