pcb行业的发展前景?
中国是全球最大燃悄的PCB生产国,占全球PCB产值过半份额。2018年,中国PCB产值约为326亿美元,同比增长9.6%。国内PCB市场多集中于广东和江苏,2017年两地合计销售额占行业的比重达81%。未来,在移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能、无人驾驶汽车以及5G等新兴产业的推动下游乎,中国PCB产业将持续快速发展,预计到2024年产值将达到438亿美元。
中国占全球PCB市场过半份额 大陆地区正在崛起
印刷电路板(PCB)产品自1948年开始应用于商业,20世纪50年代开始兴起并广泛使用。传统的PCB行业是劳动密集型产业,技术密集度低于半导体行业,自21世纪初,先于半导体产业从美国、日本、逐步转移到台湾、中国大陆。发展至今,中国已经成为全球最大的PCB生产国,PCB产值全球占比超过50%,增速全球领先。
2018年,全球印刷电路板产值规模达636亿美元,根据工研院产科所数据显示,2018年虽然中国台湾仍以31.3%的全球市场占有率夺冠,但中国大陆的占比也达到了23%,且市占率和成长率节节上升中,逐步进逼台湾龙头地位。两者合计占全球PCB产值的比重为54.3%,稳坐全球第一宝座。
行业规模不断扩大 多层板占主导地位
中国的电子电路产业在“产业转移”的路径上,且中国有着健康稳定的内需市场和显著的生产制造优势,吸引了大量外资企业将生产重心向中国大陆转移。经过多年积累,国内PCB产业皮磨渣逐渐趋于成熟,中国大陆地区作为单多层PCB的主要生产地区,正进一步向中高端市场延伸。近年来,中国PCB产值规模逐年扩大,2017年为297.3亿美元,同比增长9.7%,占全球比重为50.53%。2018年,中国PCB产业产值规模和增长速度都创下历史新高,产值规模达345亿美元,同比增长16.0%。
随着下游电子产品追求轻、薄、短、小的发展趋势,PCB持续向高精密、高集成、轻薄化方向发展。但相比日本、韩国、台湾等地区,中国大陆的PCB产品仍以单双面板、8层以下多层板等中低端产品为主。2017年中国PCB产品中,多层板占比达到41.5%。
新兴产业推动行业发展 未来中国PCB产值将突破400亿美元
中国是全球最大的电子信息产品制造基地和消费市场,随着《中国制造2025》的不断推进,在移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能、无人驾驶汽车等新兴市场已经涌现出一批全球知名的本土企业,为配套的电子制造产业提供更多发展机遇。此外,2019年以来,河南、北京、成都、深圳、江西、重庆等地纷纷出台了支持5G产业落地的行动计划或规划方案。随着5G商用时代的来临,基站等网络基础设施建设正在加速推进,而5G通信设备对通信材料的要求更高、需求量也将更大,各大运营商未来在5G建设上投入较大,因此通信PCB未来将有巨大的市场。预计到2022年,中国PCB产值将突破400亿美元,到2024年,产值达到438亿美元,市场规模提升空间非常大。
——以上数据分析均来自前瞻产业研究院发布的《中国印制电路板制造行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
印制电路板的发展历史及趋势
印刷电路板(Printed Circuit Board)简称PCB,又称印制板,是电子产品的重要部件之一。用印制电路板制造的电子产品具有可靠性高、一致性好、机械强度高、重量轻、体积小、易于标准化等优点。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信设备、电子雷达系统,只要存在电子元器件,它们之间的电气互连就要使用印制板。在电子产品的研制过程中,影响电子产品成功的最基本因素之一是该产品的印制板的设计和制造。
在电子技术发展的早期,电路由电源、导线、开关和元器件构成。元器件都是用导线连接的,而元件的固定是在空间中立体进行的。随着电子技术的发展,电子产品的功能、结构变得很复杂,元件布局、互连布线都受到很大的空间限制,如果用空间布线方式,就会使电子产品变得眼花缭乱。因此就要求对元件和布线进行规划。用一块板子作为基础,在板上规划元件的布局,确定元件的接点,使用接线柱做接点,用导线把接点按电路要求,在板的一面布线,另一面装元件。这就是最原始的电路板。这种类型的电路板在真空电子管时代非常流行,由于线路都在同一个平面分布,没有太多的遮盖点,检查起来容易。这时电路板已初步形成了“层”的概念。
单面敷铜板的发明,成为电路板设计与制作新时代的标志。布线设计和制作技术都已发展成熟。先在敷铜板上用模板印制防腐蚀膜图,然后再腐蚀刻线,这种技术就象在纸上印刷那样简便,“印刷电路板”因此得名。印制电路板的应用大幅度降低了生产成本。随着电子技术发展和印制板技术的进步,出现了双面板,即在板子两面都敷铜,两面都可腐蚀刻线。
随着电子产品生产技术的发展,人们开始在双面电路板的基础上发展夹层,其实就是在双面板的基础上叠加上一块单面板,这就是多层电路板。起初,夹层多用做大面积的地线、电源线的布线,表层都用于信号布线。后来,要求夹层用于信号布线的情况越来越多,这使电路板的层数也要增加。但夹层不能不能无限增加,主要原因是成本和厚度问题。一般的生产厂都希望以尽可能低的成本获取尽可能高的性能,这与实验室里做的原形机设计不同。因此,电子产品设计者要考虑到性价比这个矛盾的综合体,而最实际的设计方法仍然是以表层做信号布线层为首选。高频电路的元件也不能排得太密,否则元件本身的辐射会直接对其它元件产生干扰。层与层之间的布线应错开成十字走向,以减少布线电容和电感。
2.1.2 印制电路板的分类
印制电路板根据制作材料可分为刚性印制板和挠性印制板。刚性印制板有酚醛纸质层压板、环氧纸质层压板、聚酯玻璃毡层压板、环氧玻璃布层压板。挠性印制板又称软性印制电路板即FPC,软性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高可靠性和较高曲绕性的印制电路板。这种电路板散热性好,即可弯曲、折叠、卷挠,又可在三维空间随意移动和伸缩。可利用FPC缩小体积,实现轻量化、小型化、薄型化,从而实现元件装置和导线连接一体化。FPC广泛应用于电子计算机、通信、航天及家电等行业。
2.1.3 印制电路板的制作工艺流程
要设计出符合要求的印制板图,电子产品设计人员需要深入了解现代印制电路板的一般工艺流程。
1. 单面印制板的工艺流程:
下料→丝网漏印→腐蚀→去除印料→孔加工→印标记→涂助焊剂→成品。
2. 多层印制板的工艺流程:
内层材料处理→定位孔加工→表面清洁处理→制内层走线及图形→腐蚀→层压前处理→外内层材料层压→孔加工→孔金属化→指外层图形→镀耐腐蚀可焊金属→去除感→光胶腐蚀→插头镀金→外形加工→热熔→涂助焊剂→成品。
2.1.4 印制电路板的功能
印制电路板在电子设备中具有如下功能:.
提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑,实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘,提供所要求的电气特性。
为自动焊接提供阻焊图形,为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子产品的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。
2.1.5 印制电路板的发展趋势
印制板从单层发展到双面板、多层板和挠性板,并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减少成本、提高性能,使得印制板在未来电子产品的发展过程中,仍然保持强大的生命力。
未来印制板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展。