Глубина отрасли печатных плат

Обзор отрасли

1, концепция

PCB (Печатная плата), название печатной платы, также известной как печатная плата, является опорным корпусом электронных компонентов. PCB является важным электронным компонентом, известным как «электронный авианосец», для последующих приложений. , включая бытовую электронику, средства связи, компьютеры, автомобильную электронику, промышленный контроль, медицинское оборудование, оборонную промышленность, аэрокосмическую и другие области.

Являясь ключевым компонентом электронного соединения, печатная плата представляет собой мост, который несет электронные компоненты и соединяет схемы, широко используемый практически во всех электронных продуктах, и является краеугольным камнем электронной промышленности.

2、Классификация печатных плат

Продукты печатных плат из технической классификации можно разделить на два типа классификации в соответствии с классификацией уровня схемы и классификацией в соответствии со структурой продукта.

(1) Печатная плата в соответствии с классификацией уровней схемы

В зависимости от уровня принципиальной схемы печатные платы можно разделить на односторонние, двухсторонние и многослойные.Односторонняя плата — это самая основная печатная плата, используемая в бытовой технике, электронных пультах дистанционного управления и других основных электронных продуктах;двусторонняя плата из-за обеих сторон проводки, например, бытовая электроника, компьютеры, автомобильная электроника, промышленное управление.Многослойные платы можно разделить на платы среднего нижнего уровня и платы высокого уровня, которые в основном можно разделить на 4–6 слоев, 8–16 слоев, 18 слоев и выше и могут использоваться для более сложных схем, из которых высокая Платы двухуровневого уровня в основном используются в коммуникационном оборудовании, высокопроизводительных серверах, в военной и других областях.

(2) Классификация печатных плат по структуре продукта

В зависимости от структуры продукта печатные платы можно разделить на жесткие платы (твердые платы), гибкие платы (мягкие платы), жестко-гибкие комбинации плат, полугибкие платы, платы HDI, упаковочные подложки.Жесткая пластина изготавливается для жестких подложек и может обеспечивать механическую поддержку электронных компонентов широкого спектра применения.Гибкая плата для гибких печатных плат, изготовленная из сгибаемых материалов, позволяет сэкономить необходимое пространство, поэтому более широко используется в различных типах бытовой электронной аппаратуры.Платы HDI используют технологию межсоединений высокой плотности, улучшают плотность разводки плат и поддерживают использование передовых технологий упаковки.Подложка упаковки, то есть загрузочная плата корпуса IC, непосредственно используется для переноски чипа и обеспечивает электрическое соединение, защиту, поддержку, рассеивание тепла, сборку и другие функции.

3, история развития печатной платы

Печатные платы имеют долгую историю, самая ранняя из них возникла более ста лет назад и продолжает развиваться по сей день.1903 год, немецкий изобретатель Альберт Хансон за первые исследования макетов, изобретение предшественника печатной платы.Альберт Хэнсон предложил использовать концепцию двусторонней проводящей структуры со сквозными отверстиями, аналогичную современной технологии изготовления плат со сквозными отверстиями.Он также был новатором в создании прототипов схем, охватывающих провода на изолированных платах, и эта работа заложила основу для последующего развития технологии печатных плат.

В 1927 году французский изобретатель Шарль Дюка подал заявку на получение патента на вариант печатной платы.Он применил технику трафаретной печати, в которой использовались трафарет и проводящие чернила для печати проводов на изолированной поверхности, эффективно создавая схемы.Эта технология печатной проводки была ранней версией эволюции современного процесса нанесения покрытия на печатные платы.

Австрийский инженер Пауль Эйслер сделал важный шаг в разработке печатных плат, создав первую функциональную печатную плату в 1941 году. Инновацией Эйслера было применение слоя медной фольги, приклеенной к изолирующей подложке, чтобы обеспечить проводящий путь для электронных компонентов.К 1943 году он представил радиоприемник с печатной платой внутри, конструкция которого сыграла ключевую роль в последующих военных операциях Второй мировой войны.

Во второй половине 20-го века в процессе производства печатных плат наблюдался прогресс в методах травления и пайки, а печатные платы стали усложняться и миниатюризироваться.Гонка космических вооружений между крупнейшими державами продвинула вперед технологию печатных плат из-за стремления к легкому весу и энергоэффективности.Позже наступление цифровой эпохи вызвало взрывной рост количества электронных устройств, таких как игровые консоли, видеомагнитофоны, компьютеры и проигрыватели компакт-дисков.По мере того как размеры электронных изделий сокращались, производить печатные платы вручную становилось все труднее, что привело к резкому росту спроса на промышленное производство печатных плат.В то же время конструкция печатной платы становится все более важной, поскольку компоненты становятся меньше, а проводка становится более сложной.

В настоящее время печатные платы становятся все более и более сложными, чему способствуют такие технологии, как 5G, Интернет вещей, искусственный интеллект и т. д. Печатные платы превратились из самых простых плат со сквозными отверстиями в многослойные платы, жестко-гибкие платы, гибкие платы, платы HDI с использованием Технология подложки IC и так далее.

Состояние и прогноз отрасли

1. Производство печатных плат постепенно переносится в материковый Китай.

Промышленность печатных плат широко распространена по всему миру, в первую очередь в США, Европе, Японии и развитых странах.2000 лет назад на долю США, Европы и Японии приходилось более 70% мирового производства печатных плат.Однако за последние два десятилетия Азия, особенно Китай, благодаря преимуществам рабочей силы, сырья, политики и промышленных кластеров, привлекла глобальную передачу промышленности по производству электроники.Материковый Китай, Китай, Тайвань, Южная Корея и другие места постепенно становятся новым производственным центром.С 2006 года материковый Китай обогнал Японию и стал крупнейшей в мире базой по производству печатных плат, что ознаменовало сдвиг в конкурентной среде отрасли.Доля производства печатных плат в материковом Китае составила долю в общемировом валовом объеме производства печатных плат, которая выросла с 8,1% в 2000 году до 54,6% в 2021 году.

В 2023 году внутренний доход десяти крупнейших компаний, котирующихся на печатных платах, составил 140,46 млрд юаней.Среди них наибольший объем выручки имеет Dongshan Precision с выручкой в ​​33,651 млрд юаней в 2023 году. Второй по величине компанией является Peng Ding Holdings с выручкой в ​​32,066 млрд юаней в 2023 году.

2, рынок вступит в новый цикл роста, индустрия печатных плат Китая продолжает развиваться здорово.

Из-за сокращения запасов и повышения процентных ставок для сдерживания инфляции размер мирового рынка печатных плат сократился в 2023 году. Согласно данным Prismark, мировой объем производства печатных плат в 2023 году упал на 15% в годовом исчислении до 69,517 миллиардов долларов.Однако по мере того, как корректировка рыночных запасов, слабый спрос на бытовую электронику и другие проблемы вступают в заключительную стадию, а также ускоренное развитие приложений искусственного интеллекта, печатные платы вступят в новый цикл роста, который, как ожидается, вырастет примерно на 5% в год. Ожидается, что в 2024 году производители печатных плат восстановят темпы роста урожая.В среднесрочной и долгосрочной перспективе мировая индустрия печатных плат ознаменует возрождение. Ожидается, что глобальный объем производства печатных плат достигнет 90,413 миллиардов долларов США в 2028 году с совокупным темпом роста 5,4% с 2023 по 2028 год. Китайская индустрия печатных плат продолжает активно развиваться: в 2023 году объем производства печатных плат на материковой части Китая составит 37,794 миллиарда долларов США, что составит более 50% доли мирового рынка.

3. В соответствии со структурой продукта, многослойные платы составляют основное направление.

С точки зрения структуры продукции, в 2022 году тройкой лидеров мирового рынка печатных плат стали многослойные платы, упаковочные подложки и гибкая версия, на долю которых пришлось 36,5%, 21,3% и 16,9% соответственно.На рынке Китая преобладают многослойные картоны, на долю которых приходится 49%, но в основном 8 слоев недорогих продуктов, а дорогостоящие продукты, такие как многослойные картоны с высоким уровнем HDI, картоны HDI высокого уровня, упаковочные подложки и другие продукты, составляют относительно низкую долю. .В последние годы отечественная фабрика активно развивает элитные области, соответствующая продукция постепенно приземляется, а производственные мощности для дальнейшего расширения, ожидается, что в будущем доля высококачественной продукции увеличится.

4, промышленность в направлении повышения точности, плотности и надежности продукции продукции

Мировая индустрия печатных плат стремится повысить точность, плотность и надежность продукции, чтобы удовлетворить спрос на высокопроизводительные печатные платы в перерабатывающих отраслях.В ближайшие пять лет ожидается, что спрос на рынке упаковочных подложек, 18 слоев и выше, многослойных плат и плат межсоединений высокой плотности (HDI) значительно вырастет, и прогнозируется, что в 2023–2028 годах среднегодовой темп роста достигнет 8,8%/7,8%/ 6,2% соответственно, темпы роста превышают средний уровень роста отрасли.Ожидается, что традиционные жесткие платы для печатных плат, такие как односторонние и двусторонние платы, 4-6-слойные платы и 8-16-слойные платы, будут иметь среднегодовой темп роста 3,1%/3,4%/5,5% с 2023 по 2028 год соответственно, при низких темпах роста. ставки.

Политический анализ

Благодаря быстрому развитию приложений для конечного использования и передаче мощностей глобальной цепочки полупроводниковой промышленности в Китай, внутреннее рыночное пространство печатных плат продолжает расти, в то время как введение ряда важных внутренних политик для поддержки развития индустрии печатных плат, в том числе фискальная и налоговая политика, субсидии талантам, поддержка проектов НИОКР и т. д., чтобы способствовать развитию индустрии печатных плат для достижения автономии и контроля, чтобы обеспечить ее устойчивое развитие.

Процесс подготовки печатной платы

Основные процессы производства печатных плат делятся на три категории: субтрактивные, полуаддитивные и аддитивные, которые применимы к различным типам продукции.В то же время при производстве одного и того же субстрата также может быть обоснована потребность в использовании трех вышеуказанных типов технологии смешивания.В настоящее время субтрактивные и полуаддитивные методы являются основными процессами производства печатных плат:

Субтрактивный метод (субтрактивный): субтрактивный метод заключается в медной подложке из сырья, посредством сверления, металлизации отверстий, графического переноса, нанесения покрытия, травления или гравировки и других процессов, выборочного удаления части медной фольги, формирования проводящей графики. .Недостаток заключается в том, что из-за открытого слоя медной фольги в процессе травления может образоваться линия на стороне проблемы травления, в результате чего будет произведено менее 50 μВыход ширины линии / межстрочного интервала м слишком низок, но этот процесс применяется к обычным печатным платам, FPC и HDI, а также к другим продуктам печатных плат более чем достаточно;

Полуаддитивный процесс (SAP): на предварительно обработанной подложке (медная плакировка), участки, которые не требуют защиты гальванопокрытием, затем гальванизация и нанесение антикоррозионных покрытий и, наконец, с помощью мгновенного травления для удаления излишков химического вещества. медный слой, если подложка имеет основу из меди, процесс представляет собой модифицированный полуаддитивный процесс (mSAP).Поскольку химический слой меди, травленный методом флэш-травления, очень тонкий, время травления короткое и не подвержено проблемам коррозии со стороны линии.Полуаддитивный метод подходит для производства 10μм ~ 50μм между расстоянием между линиями ширины тонкой линии и толщиной линии легко контролировать, является ли текущий ABF и другая несущая плата тонкой линии наиболее распространенными методами производства;

Аддитивный процесс (AP): после печати схемы на изолированной подложке, содержащей светочувствительный катализатор без медной фольги, рисунок медных линий наносится на подложку методом химического меднения для формирования печатной платы со слоем химического меднения, как линия, этот процесс больше подходит для производства тонких линий с шагом 10 μм или меньше, но из-за особых требований к подложке, химическому осаждению меди, сочетание меднения и подложки также очень строгое, сочетание требований.Таким образом, традиционный процесс производства печатных плат имеет большую разницу, стоимость высока, процесс незрелый, текущее производство невелико.

Анализ отраслевых цепочек

Промышленность по производству печатных плат расположена в середине производственной цепочки, перед полуотвержденным листом, медным ламинатом CCL, медной фольгой, медным шариком, раствором для травления, раствором для меднения и т. д. Область применения последующей цепочки производства печатных плат широка. , включая коммуникационное оборудование, сетевое оборудование, бытовую электронику, серверы, промышленный контроль, медицину, автомобильную электронику, высокоскоростную железнодорожную авиационно-космическую промышленность и т. д. Промышленность по производству печатных плат расположена в середине отраслевой цепочки из-за колебаний цен на исходное сырье и Изменения спроса в перерабатывающей отрасли.Промышленность по производству печатных плат расположена в средней части рынка, на нее влияют колебания цен на сырье и изменения спроса в перерабатывающей промышленности.

1、Сырье для печатных плат

(1) Ламинат с медным покрытием

Ламинат с медным покрытием (CCL) является наиболее распространенным материалом при производстве печатных плат, он изготавливается из ткани из стекловолокна или древесно-целлюлозной бумаги и других подложек в качестве армирующего материала с раствором смоляного клея, пропитанного и покрытого медной фольгой, и, наконец, подвергается горячему прессованию. в материал пластины, при использовании многослойных плат также называют основной платой (сердечником).По данным Китайского института бизнес-промышленных исследований, стоимость печатных плат в основном состоит из прямого сырья, такого как медные пластины, что составляет почти 50%, из которых медные пластины занимают 30% из-за небольших изменений в стоимости затраты на рабочую силу и производство, поэтому основным фактором, определяющим стоимость печатных плат, является цена сырья, особенно медных пластин;Стоимость медных пластин в основном состоит из медной фольги, смолы и стекловолоконных тканей, что составляет 42,1%, 26,1%, 26,1%, 19,1%, всего 87,2%, 19,1%, всего 87,3%.

Медная фольга: медная фольга является носителем проводящих цепей, обеспечивающих передачу сигнала между электронными компонентами.Предприятия по производству медной фольги обычно применяют модель ценообразования «цена на медь + плата за переработку», поэтому колебания цен на медь оказывают большее влияние на прибыльность предприятий по нанесению медной плакировки.В отраслевой цепочке печатных плат относительная концентрация рынка медных плат высока, в то время как рыночная концентрация предприятий печатных плат относительно низка, поэтому предприятия медных плат могут преодолеть часть ценового давления, вызванного увеличением производства меди. цены для средних производителей печатных плат.Однако рыночная сила перерабатывающей электронной промышленности обычно выше, поэтому, когда цены на медь растут, валовая прибыль может повлиять на компании, производящие медные плакирующие платы и печатные платы.

Подложка: Подложка обычно представляет собой изоляционный материал, обеспечивающий электрическую изоляцию, механическую поддержку, теплопроводность и другие функции для ламинатов с медным покрытием.К распространенным подложкам относятся: подложка из стекловолокна (FR-4, FR-5), бумажная подложка (FR-1, FR-2, FR-3), композитная подложка (CEM-1, CEM-3), специальная подложка (металл, керамика), а также полиэфирная пленка, полиимидная пленка (ПИ) и так далее.Среди них основным спросом отрасли в настоящее время является ламинат FR-4 на основе стеклоткани с медным покрытием.Стеклоткани обычно делятся на E-стекло (стандартное), NE-стекло (низкая диэлектрическая проницаемость), P-стекло (малые потери) и другие типы, из которых P-стекло подходит для высокочастотной и высокоскоростной передачи сигналов.

Смола: Смола обладает адгезионными свойствами, которые могут склеивать различные слои ламината вместе, образуя стабильную структуру.Медная облицовочная плита с фенольной смолой, эпоксидной смолой, полиэфиром, полиимидом, полифениленовым эфиром, ПТФЭ и т. д., из которых наибольшее количество фенольной смолы и эпоксидной смолы: фенольная смола представляет собой фенол и альдегиды в кислой среде или щелочной среде класса полимеризации смол, в том числе фенольных и формальдегидных, полимеризация смол в щелочной среде является основным сырьем для изготовления ламинирующих пленок на бумажной основе;эпоксидная смола является основным сырьем для изготовления ламинирующих плит на основе стекловолокна, обладающих превосходными адгезионными свойствами, а также электрическими и физическими свойствами;полифениленэфирная смола имеет низкую адгезионную способность, а также электрические и физические свойства;Полифениленэфирная смола имеет низкую адгезию, низкую адгезию, а также электрические и физические свойства.Эпоксидная смола является основным сырьем для ламинатов с медным покрытием на основе стекловолокна, обладающих превосходными связующими свойствами, а также электрическими и физическими свойствами;Полифениленэфирная смола имеет низкую диэлектрическую проницаемость и коэффициент потерь, подходит для высокочастотной и высокоскоростной передачи сигналов.