華秋觀察 | 通訊產(chǎn)品 PCB 面臨的挑戰(zhàn)，一文告訴你

印制電路板是電子產(chǎn)品的關(guān)鍵電子互聯(lián)件，被譽為“電子產(chǎn)品之母”。隨著電子產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)應(yīng)用更快發(fā)展、迭代、融合，PCB作為承載電子元器件并連接電路的橋梁，為滿足電子信息領(lǐng)域的新技術(shù)、新應(yīng)用的需求，行業(yè)將迎來巨大的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇。

根據(jù)Prismark報告預(yù)測，2021年全球PCB產(chǎn)值為804.49億美元，較上年增長23.4%，各區(qū)域PCB產(chǎn)業(yè)均呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。2021年-2026年全球PCB產(chǎn)值的預(yù)計年復(fù)合增長率達4.8%，2026年全球PCB行業(yè)產(chǎn)值將達到1,015.59億美元。

數(shù)據(jù)來源：Prismark、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

從下游應(yīng)用市場來看，PCB主要引用在通信、計算機、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、軍事航空、醫(yī)療等領(lǐng)域。根據(jù)Prismark的統(tǒng)計，通信、計算機、消費電子和汽車電子是PCB產(chǎn)品的重要應(yīng)用領(lǐng)域，其中通信和計算機占比較大，約為65%。

數(shù)據(jù)來源：Prismark、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

受益于5G商用，作為無線通信基礎(chǔ)設(shè)施的基站將大規(guī)模建設(shè)，應(yīng)用于5G網(wǎng)絡(luò)的交換機、路由器、光傳送網(wǎng)等通信設(shè)備對PCB的需求相應(yīng)增加，通信類PCB的產(chǎn)值、附加值將得到雙項提升。2021年通訊領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為6,310億美元，預(yù)計2026年將達到8,280億美元，2021年至2026年年均復(fù)合增長率為5.58%

通訊產(chǎn)品pcb面臨的挑戰(zhàn)

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，5G通訊產(chǎn)品對PCB的可靠性、可靠性、電性能、熱性能和產(chǎn)品品質(zhì)要求嚴格，而且要求產(chǎn)品使用壽命達到十年以上，這就對PCB板廠工藝和技術(shù)提出了更高要求。近期，筆者從通訊領(lǐng)域行業(yè)專家的了解并學(xué)習(xí)到通訊產(chǎn)品對PCB的技術(shù)要求，現(xiàn)在分享給大家。

一、對PCB板廠孔技術(shù)的要求

盲埋孔：5G產(chǎn)品功能提升功能提升，對PCB高密度要求提高，多階HDI產(chǎn)品甚至任意順序互連的產(chǎn)品越來越被需求，目前大多PCB板廠，1-3階HDI趨向成熟，但更加高階埋盲孔能力需要提升

Stub：112G產(chǎn)品短樁效應(yīng)變得不可忽視，背鉆孔stub提出更嚴格要求，ostub將會是趨勢

嵌銅：5G通訊高頻高功率器件散熱要求PCB內(nèi)埋置銅塊，提升PCB散熱能力

二、對PCB板廠線、面技術(shù)的要求

精度及一致性：5G 產(chǎn)品對數(shù)據(jù)信號傳輸速率從 25Gbps 提升至 56Gbps，對產(chǎn)品的阻抗、損耗等提出了更嚴格的要求，產(chǎn)品阻抗要求由10%提升到5%，線寬公差需由20%提升到10%，線平整度對信號的影響。

從阻抗控制的影響因素來看，阻抗公差的大小，受介厚公差、銅厚公差、現(xiàn)況控制精度的影響。如下圖，內(nèi)層阻抗公差從10%降低到5%，介厚公差要控制在±7%，銅厚公差要控制在±3，線寬公差控制在±8%，外層阻抗亦是如此。這與板材、PCB工程設(shè)計、制程工藝、過程控制等都息息相關(guān)。

內(nèi)層：5G通訊高速或高頻情況下，主要受趨膚效應(yīng)影響，信號在導(dǎo)體中傳輸感受到的阻抗將遠大于導(dǎo)體在直流情況下的電阻，對傳統(tǒng)內(nèi)層粗糙度低粗糙度Ra<0.5um

層間: 5G高速，介質(zhì)層厚度均性也將影響信號傳輸特性，對介厚均勻性的要求15%，針對“大銅面BGA下、阻抗線”等關(guān)鍵位置建立的介厚控制的管控體系，材料混壓要求。

三、對板材技術(shù)的要求

損耗因子Df：隨著5G通訊速率、頻率提升，板材損耗因子D便求越來越小

插損&一致性：隨著5G通訊速率、頻率提升，插損&一致性要求越來越高

耐溫：5G高頻板降耗：薄的基板材料、高導(dǎo)熱率、銅箔表面光滑、低損耗因子等材料，PCB工作溫度提高、需PCB板材有更高的RTI，更高的導(dǎo)熱率Tc。通過仿真發(fā)現(xiàn)，高導(dǎo)熱率（Tc）比降低材料的Df值來降低溫升的方法更有效，板材RTI的趨勢：從105℃升級到150℃。

CTE：PCB尺寸≥1100mm,芯片尺寸≥100mm，對封裝材料和PCB的適配性需求提高，要求PCB板材CTE（X,Y）≤12PPM

高CTI：電源板對CTI有比價高的要求。

四、對輔料技術(shù)的要求阻焊油墨：影響信號傳輸質(zhì)量的主要因素除了PCB的設(shè)計及材料的選型(板材、銅箔、玻纖搭配等)外，阻焊油黑的選用對外層高速線路也有較大的影響，常規(guī)阻焊油墨成為瓶頸，超低損耗油墨研究及應(yīng)用需求急迫。棕化藥水：由于電流的趨膚效應(yīng)，在高頻高速領(lǐng)域，銅箔表面粗糙度極其影響電路損耗，低粗糙度棕化藥水在高速板加工中應(yīng)用越來越廣泛。

華秋作為目前線上出色的 PCB 快板打樣及中小批量生產(chǎn)商，有10多年成熟的制程經(jīng)驗和行業(yè)數(shù)據(jù)，我們也向行業(yè)技術(shù)發(fā)展看齊，不斷提升自身工藝水平，高多層板、HDI一直是我們的發(fā)展方向，產(chǎn)品高可靠是我們對客戶的承諾。目前，華秋可承載1-20層多層板、HDI 1-3階的PCB的打樣和中小批量，阻抗和疊層控制也具備一定領(lǐng)先優(yōu)勢，秉承助力電子產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的使命，華秋期望與更多行業(yè)人事一起為PCB行業(yè)添磚加瓦，助力發(fā)展。