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Evoluzioni della tecnologia dei PCB e tendenze di mercato

 

1.In quanto importante connettore elettronico,PCBUtilizzato per quasi tutti i prodotti elettronici, considerato "la madre dei prodotti di sistema elettronico", i suoi cambiamenti tecnologici e le tendenze di mercato sono diventati il ​​fulcro dell'attenzione di molte aziende.

Attualmente, ci sono due tendenze evidenti nei prodotti elettronici: una è sottile e corta, l'altra è alta frequenza, alta velocità di azionamento a valle PCB di conseguenza alta densità, alta integrazione, incapsulamento, sottile e la direzione di stratificazione multipla, crescente domanda per lo strato superiore PCB e ilIndice di sviluppo umano.
industria elettronica dei PCB
La lunghezza ridotta dei cablaggi dei circuiti stampati di alta qualità, la bassa impedenza, il funzionamento ad alta frequenza e alta velocità, le prestazioni stabili e la capacità di gestire funzioni più complesse rappresentano una tendenza inevitabile per lo sviluppo di tecnologie elettroniche ad alta frequenza, multifunzionali e ad alta capacità. In particolare, l'applicazione approfondita dei circuiti integrati su larga scala porterà ulteriormente i PCB ad un livello di precisione e qualità elevati.

2.Attualmente,PCBviene utilizzato principalmente per elettrodomestici, PC, desktop e altri prodotti elettronici, mentre le applicazioni di fascia alta come server multi-via ad alte prestazioni e aerospaziali richiedono più di 10 strati di PCB. Prendiamo il server come esempio, la scheda PCB sul server a singola e doppia via è generalmente compresa tra4-8 strati, mentre la scheda madre del server di fascia alta, come 4 e 8 strade, richiede più di16 stratie il requisito della piastra posteriore è sopra20 strati.

Indice di sviluppo umanodensità di cablaggio rispetto all'ordinarioscheda PCB multistratopresenta vantaggi evidenti, ed è la scelta principale per le schede madri degli smartphone attuali. Con la crescente complessità delle funzioni e la tendenza allo sviluppo di dispositivi leggeri e compatti, lo spazio disponibile per le schede madri è sempre minore, il che richiede un numero limitato di componenti da integrare. Le normali schede multistrato faticano a soddisfare questa esigenza.

Il circuito stampato ad alta densità di interconnessione (HDI) adotta un sistema di schede laminate, impilando schede multistrato ordinarie e utilizzando processi di foratura e metallizzazione dei fori, rendendo così la linea tra tutti gli strati una connessione interna. Rispetto alle tradizionali schede PCB multistrato con soli fori passanti, HDI imposta con precisione il numero di vie cieche e vie interrate per ridurre il numero di vie, risparmiando spazio sul layout del PCB e aumentando significativamente la densità dei componenti, completando così rapidamente le operazioni multistrato nelle alternative di laminazione per smartphone.
PCB ad alta densità DHI
La differenza tecnica diIndice di sviluppo umanosi riflette nell'incremento del numero di strati impilati, maggiore è la quantità di strati, più difficile è la tecnologia. L'HDI può essere suddiviso inHDI a singolo strato, HDI a doppio strato, HDI a triplo strato o HDI ad alto strato, ecc., il numero di strati è espresso come C+N+ C, dove N è il numero di nuclei laminari normali e C è il numero di strati aggiunti, ovvero il numero di strati HDI impilati. Il cablaggio HDI ad alto numero di strati ha una densità maggiore, ma allo stesso tempo, ha una pressione maggiore, come posizione, foratura e placcatura in rame, ecc., che ha requisiti più elevati sul processo tecnico e sulla capacità di processo del produttore.

Negli ultimi anni, negli smartphone di fascia alta, è diventato popolare l'HDI a strati arbitrari, che rappresenta la forma più complessa di HDI. Richiedendo connessioni senza fori ciechi tra gli strati adiacenti, rispetto all'HDI tradizionale, consente di risparmiare quasi la metà del volume, liberando così spazio per la batteria e altri componenti.

Qualsiasi strato diIndice di sviluppo umanorichiede l'uso di tecnologie avanzate come la foratura laser e i tappi per fori galvanizzati, che rappresentano la tipologia di HDI più difficile da produrre e ad alto valore aggiunto, in grado di riflettere al meglio il livello tecnico dell'HDI.
PCB a 36 strati con maschera di saldatura rossa
Due importanti tendenze dell'industria automobilistica sono l'intelligenza e l'elettrico. I sistemi ADAS (Advanced Driver Assistance System), che rappresentano la transizione verso una guida completamente intelligente, sono diventati un punto strategico fondamentale per le case automobilistiche e i giganti di Internet, che si stanno affrettando a definire nuove strategie. Questi sistemi coinvolgono dispositivi elettronici che coprono quasi tutti i sistemi di guida e sicurezza del veicolo. Con la rapida diffusione degli ADAS, il livello complessivo di elettronica automobilistica aumenterà.

3.E i veicoli a nuova energia rappresentano la direzione dell'auto elettrica, rispetto all'auto tradizionale, la richiesta di un livello elettronico più elevato, i dispositivi elettronici nelle limousine tradizionali rappresentano circa il 25% dei costi, dal 45% al ​​45% nei veicoli a nuova energia, sistema di controllo della potenza unico (BMS, VCU e MCU), fa sì che l'utilizzo del PCB del veicolo sia maggiore rispetto all'auto tradizionale, i tre sistemi di controllo della potenzaPCBL'utilizzo medio è di circa 3-5 metri quadrati, mentre la quantità di PCB per veicoli è compresa tra 5 e 8 metri quadrati.

4.La crescita dei sistemi ADAS e dei veicoli a energia alternativa, a due ruote, ha mantenuto il mercato dell'elettronica automobilistica in crescita a un tasso annuo superiore al 15% negli ultimi anni. Di conseguenza, il mercato dei PCB continuerà a crescere e si prevede che la produzione di PCB supererà i 4 miliardi di dollari nel 2018, con un trend di crescita molto chiaro che infonderà nuovo slancio al settore dei PCB.

Circuito stampato PCB con spessore di 5,0 mm

5.In passato, gli smartphone sono stati un fattore determinante per l'industria dei PCB. Nell'era di Internet mobile, sempre più utenti sono passati dai PC ai dispositivi mobili, e lo status della piattaforma informatica PC è stato rapidamente sostituito dai dispositivi mobili. Dal 2008, le aziende globali di componenti elettronici di consumo hanno registrato una rapida crescita, soprattutto tra il 2012 e il 2014, con una rapida diffusione degli smartphone. Pertanto, la rapida crescita del mercato dei PCB è stata trainata dalla filiera dei dispositivi mobili, rappresentata dagli smartphone. Tra il 2010 e il 2014, il mercato degli smartphone, a valle del settore dei PCB, ha raggiunto un tasso di crescita annuo composto medio del 24%, superando di gran lunga quello di altri settori correlati e rappresentando il principale motore di crescita per l'industria dei PCB.

Nel settore dei PCB di fascia alta, l'HDI, ad esempio, rappresenta un mercato tradizionale per i telefoni cellulari; nel 2015, ad esempio, gli smartphone costituivano oltre la metà del mercato e, dal punto di vista degli smartphone, attualmente quasi tutti i nuovi prodotti utilizzano l'HDI come scheda madre.

Sia dal punto di vista dei PCB che dell'HDI di fascia alta, è la rapida crescita degli smartphone a determinare la prosperità della domanda a valle, supportando così la crescita delle aziende leader a livello globale nel settore dei PCB.

È innegabile, tuttavia, che il mercato degli smartphone abbia subito un rallentamento dal 2014, dopo un periodo di rapida diffusione e il graduale ingresso degli smartphone nell'era della vendita al dettaglio. Sul mercato globale, secondo le ultime previsioni di IDC 2016, pubblicate a novembre 2016, le spedizioni globali di smartphone nel 2016 dovrebbero raggiungere 1,45 miliardi, con un aumento significativo di appena lo 0,6%. In termini di dati di crescita, sebbene metà delle applicazioni a valle dei PCB siano ancora supportate dai telefoni cellulari, la maggior parte delle categorie di PCB, inclusi gli HDI, ha registrato un rallentamento nel settore dei terminali mobili.

Sebbene nel contesto della recessione economica la ripresa del settore degli smartphone nella seconda metà dell'anno sia ormai data per scontata, grazie alle ingenti scorte disponibili e all'effetto dimostrativo che spingerà altri produttori a seguire l'esempio, la domanda dei consumatori guiderà la sostituzione. Il vasto mercato degli smartphone ha ancora un enorme potenziale e i produttori di dispositivi faranno del loro meglio per risolvere i problemi dei consumatori, stimolando così la domanda e conquistando quote di mercato. Di conseguenza, gli smartphone, che in passato rappresentavano la principale applicazione a valle dei PCB, hanno un grande potenziale di crescita per i PCB all'interno dell'ampio mercato di riferimento.

Negli ultimi due o tre anni, nello sviluppo degli smartphone, sono emerse continue innovazioni come il riconoscimento delle impronte digitali, il 3D Touch, gli schermi di grandi dimensioni e la doppia fotocamera, stimolando al contempo la sostituzione e l'aggiornamento dei dispositivi.

Nel contesto dei telefoni cellulari che entrano nell'era delle scorte, la base di grandi volumi determina che la crescita relativa causata dall'innovazione dei punti vendita porterà comunque a un enorme aumento della quantità assoluta della domanda. Le scorte di innovazione influenzano anche i PCB globali, se il futuro aggiornamento dell'innovazione degli smartphone nei PCB, considerando le dimensioni di spedizione urgenti dei produttori di telefoni cellulari esistenti e altri follow-up, l'aggiornamento dell'innovazione accelererà la penetrazione, apparendo così simile a ottico, acustico, ecc.

6.Concentrandosi suPCBindustria, lo scoppio di FPC e qualsiasi livello di interconnessione HDI attrae altri produttori a seguire, e il punto si irradia in superficie per formare un modello di rapida penetrazione:

FPCè anche noto come "PCB flessibile", è un materiale di base in film di poliimmide o poliestere flessibile, realizzato con un'elevata densità di cablaggio, leggerezza, spessore ridotto, flessibilità e alta flessibilità, in linea con la tendenza dei prodotti elettronici alla leggerezza e alla flessibilità.

Utilizzato nel suo iPhone fino a 16 pezzi di FPC, l'approvvigionamento è il più grande FPC del mondo, i primi sei al mondoProduttore di FPCI principali clienti sono produttori come Apple, Samsung, Huawei e OPPO; nell'ambito delle dimostrazioni Apple, l'azienda sta anche potenziando l'utilizzo della tecnologia FPC negli smartphone.

Grazie agli smartphone come principale forza trainante, la crescita dei PCB a formato fisso (FPC) beneficia dell'effetto dimostrativo di Apple. I PCB si sono diffusi rapidamente e il settore ha mantenuto un'elevata crescita negli ultimi 15 anni, rappresentando l'unico punto luminoso nell'industria dei PCB e diventando l'unica categoria a registrare una crescita positiva.

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7.Il circuito stampato a substrato simile (SLP), basato sulla tecnologia HDI e sul processo M-SAP, consente di affinare ulteriormente le linee, rappresentando una nuova generazione di circuiti stampati a linee sottili.

La scheda di carico di classe (SLP) è la scheda rigida PCB di nuova generazione, che può essere ridotta da 40/40 micron di HDI a 30/30 micron. Dal punto di vista del processo, la scheda di carico di classe è più vicina a quella utilizzata nelle schede IC per il packaging dei semiconduttori, ma non ha ancora raggiunto le specifiche delle schede di carico IC e il suo scopo è ancora quello di ospitare tutti i tipi di componenti passivi, il risultato principale è che appartiene ancora alla categoria dei PCB. Per questa nuova categoria di schede di stampa a linea fine, interpreteremo le tre dimensioni del suo background di importazione, processo di produzione e potenziali fornitori. Perché importare schede di carico di classe: requisiti di packaging SIP a sovrapposizione di linee estremamente raffinate, l'alta densità è ancora la linea principale, smartphone, tablet e dispositivi indossabili e altri prodotti elettronici si stanno sviluppando nella direzione della miniaturizzazione e del cambiamento multifunzionale, il numero di componenti da trasportare è notevolmente aumentato per lo spazio sulla scheda di circuito, tuttavia, è sempre più limitato.

In questo contesto, la larghezza dei fili del PCB, la spaziatura, il diametro del micropannello e la distanza tra i centri dei fori, nonché lo strato conduttore e lo spessore dello strato isolante sono in diminuzione, il che consente al PCB di ridurre dimensioni, peso e volume degli involucri, potendo ospitare più componenti. Come la legge di Moore per i semiconduttori, l'alta densità è un obiettivo costante per i circuiti stampati:

I requisiti dei circuiti estremamente dettagliati sono superiori a quelli dell'HDI. L'alta densità spinge il PCB a raffinare le linee e il passo delle sfere (BGA) viene accorciato.

Fino a pochi anni fa, la tecnologia con passo da 0,6 mm a 0,8 mm veniva utilizzata nei dispositivi portatili. In questa generazione di smartphone, a causa della quantità di componenti I/O e della miniaturizzazione del prodotto, i PCB utilizzano ampiamente la tecnologia con passo da 0,4 mm. Questa tendenza si sta evolvendo verso 0,3 mm. Di fatto, lo sviluppo della tecnologia con passo da 0,3 mm per i terminali mobili è già iniziato. Allo stesso tempo, le dimensioni del microporo e il diametro del disco di connessione sono stati ridotti rispettivamente a 75 mm e 200 mm.

L'obiettivo del settore è ridurre i micropori e i dischi rispettivamente a 50 mm e 150 mm nei prossimi anni. La specifica di progettazione con spaziatura di 0,3 mm richiede che la larghezza della linea sia di 30/30 μm.

La scheda di classe si adatta meglio alle specifiche di packaging SIP. La tecnologia di packaging a livello di sistema SIP, basata sulla definizione dell'organizzazione internazionale delle linee di semiconduttori (ITRS), è la seguente: SIP per componenti elettronici attivi multipli con funzioni diverse e componenti passivi opzionali, e altri dispositivi come MEMS o dispositivi ottici, con priorità, per realizzare una determinata funzione in un unico packaging standard, una tecnologia di packaging per formare un sistema o un sottosistema.

Esistono generalmente due modi per realizzare la funzionalità di un sistema elettronico: il primo è il SoC (System on Chip), in cui il sistema elettronico viene realizzato su un singolo chip con un'elevata integrazione; il secondo è il SIP (Silicon Integrated Package), che integra circuiti integrati CMOS e altri componenti elettronici in un unico package utilizzando tecnologie di combinazione o interconnessione consolidate, consentendo di ottenere l'intera funzionalità della macchina attraverso la sovrapposizione in parallelo di vari chip funzionali.

La bacheca della classe appartiene aPCBIl pannello rigido, e il suo processo si colloca tra HDI di ordine elevato e la piastra IC, e i produttori di HDI di fascia alta e i produttori di schede IC hanno l'opportunità di partecipare.

I produttori di HDI sono più dinamici, la resa sarà fondamentale. Rispetto alle piastre IC, l'HDI è diventato sempre più competitivo ed è diventato un mercato del mare rosso, con margini di profitto in calo. Di fronte al mercato dei carichi di classe, i produttori di HDI hanno l'opportunità di ottenere nuovi ordini, da un lato, e dall'altro possono realizzare l'aggiornamento dei prodotti, ottimizzando il mix di prodotti e il livello di guadagno, quindi intendono rafforzare e potenziare il layout iniziale.

A causa del processo di caricamento della scheda di classe superiore,Produttori HDIper investire o modificare nuove attrezzature di produzione, e anche la tecnologia di processo MSAP per i produttori HDI richiede tempo di apprendimento, dal metodo di sottrazione a MSAP, la resa del prodotto sarà fondamentale.

8.Il rapido sviluppo dei LED ad alta conduttività termica (CCL) è diventato un argomento di grande interesse. I LED a spaziatura ridotta presentano i vantaggi di assenza di sbalzi termici, un buon effetto visivo e una lunga durata. Negli ultimi anni, la loro diffusione è cresciuta rapidamente. Di conseguenza, la necessità di CCL ad alta conduttività termica è diventata un tema di grande rilevanza.

PRODUZIONE DI ASSEMBLAGGI DI PCB A LED

I PCB per veicoli hanno requisiti di qualità e affidabilità molto severi, e si fa un maggiore uso di materiali ad alte prestazioni (come materiali ad alta Tg, materiali anti-CAF (fibre di amianto compresse), materiali in rame spesso e materiali ceramici, ecc.). L'elettronica automobilistica è un settore importante per le applicazioni a valle dei PCB. I prodotti elettronici per autoveicoli devono innanzitutto soddisfare i requisiti di adattabilità a temperatura, clima, fluttuazioni di tensione, interferenze elettromagnetiche, vibrazioni e altri fattori, il che impone requisiti più elevati per i materiali dei PCB automobilistici, con un maggiore utilizzo di materiali ad alte prestazioni (come materiali ad alta Tg, materiali anti-CAF, materiali in rame spesso e materiali ceramici, ecc.) CCL.

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