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(yù)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(jī)遇。
根據(jù)Prismark報(bào)告預(yù)測(cè)，2021年全球PCB產(chǎn)值為804.49億美元，較上年增長(zhǎng)23.4%，各區(qū)域PCB產(chǎn)業(yè)均呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2021年-2026年全球PCB產(chǎn)值的預(yù)計(jì)年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)4.8%，2026年全球PCB行業(yè)產(chǎn)值將達(dá)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(chǎng)來看，PCB主要引用在通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)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(jì)，通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)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(jì)算機(jī)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(jī)、路由器、光傳送網(wǎng)等通信設(shè)備對(duì)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(xiàng)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(jì)2026年將達(dá)到8,280億美元，2021年至2026年年均復(fù)合增長(zhǎng)率為5.58%
盲埋孔：5G產(chǎn)品功能提升功能提升，對(duì)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(yán)格要求，ostub將會(huì)是趨勢(shì)
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
精度及一致性：5G 產(chǎn)品對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸速率從 25Gbps 提升至 56Gbps，對(duì)產(chǎn)品的阻抗、損耗等提出了更嚴(yán)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(duì)信號(hào)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(jì)、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(hào)在導(dǎo)體中傳輸感受到的阻抗將遠(yuǎn)大于導(dǎo)體在直流情況下的電阻，對(duì)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(hào)傳輸特性，對(duì)介厚均勻性的要求15%，針對(duì)“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。
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(shì)：從105℃升級(jí)到150℃。
CTE：PCB尺寸≥1100mm,芯片尺寸≥100mm，對(duì)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(duì)CTI有比價(jià)高的要求。
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