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从Productronica 2019展会看PCB行业新趋势
  2020-03-03      48

作者:

Jan Pedersen

Elmatica公司高级技术顾问

PCB行业新趋势

采用PCB技术及涉及其标准化的行业同仁总是对PCB的新发展趋势以及PCB行业的发展方向很感兴趣。变化往往是缓慢发生的;今年我再次参加了Productronica2019展会,希望了解新的工艺和生产设备,让我印象深刻的是亚洲和欧洲有着不同的制造重点。5G应用和智能手机的大多数生产都集中在亚洲,这也是亚洲新闻的热点,但在productronica 2019展会上几乎都没有提及。但是我看到了PCB行业的其他新发展趋势。

欧洲制造商的明确焦点

显然,欧洲制造商关注的是另一焦点,涉及他们最擅长的技术,即重点要求高可靠性的技术,这类技术含有复杂的结构、先进的刚挠结合电路板或对材料有特殊要求的印制电路。他们的重点更多地放在客户对技术和需求的要求上,而不是针对已经在亚洲建立的用于超精细线路应用(例如5G应用和智能手机)的新工艺和设备。

但是,最近欧洲PCB制造商一直在苦苦挣扎已经众所周知。我最近听说今年夏天有7家德国工厂关闭了。尽管如此,似乎发展方向是正确的,至少在我参观了productronica 2019展会并与几位行业同仁交谈之后得出了这样的结论。

我浏览了B3大厅的PCB和EMS生产设备,与人们交谈,寻找新的趋势和变化,意识到几乎没有展台具有开创性的新闻、工艺、材料或设备,在制造解决方案、精度或性能上也没有跨越式的发展。我发现的重点是面板工程设计或调整加工。

确保单块面板满足技术指标的个性化工程设计工艺

我的日常工作是为PCB制造客户提供咨询,发现客户对序列化和可追溯性的需求不断增长。在EIPC展位上,我与Alun Morgan进行了交谈,他证实对于PCB行业目前的发展趋势,那就是确保每块面板符合个性化技术规格的工程设计工艺:蚀刻和电镀设备可以根据每块面板的细微差异进行调整;喷墨打印机可以准确地按照每块面板或每个设计的需求进行调整,如对蚀刻抗蚀剂和电镀抗蚀剂以及阻焊剂和图例标识进行区分。

如果将其与互连的工厂IPC-CFX标准相联系,则会进一步肯定这种柔性化需求,即满足多目的的发展趋势。关键词是可追溯性、阻抗容限、运行中进行的更改以及同一设计的多个变体。由于小型化,还将面对更严格的机械公差。

更严格的蚀刻和高速材料

不仅5G,而且高频和高速应用,都需要更严格的蚀刻和电镀公差,10%的阻抗公差不再是可接受的。公差需要降低到5%,未来可能更低,这需要材料和工艺也必须更加精确和可调整。

没有大规模投资, PCB制造商不可能实现5G的高要求。当我们谈论构建小于30微米铜走线的能力时,大家都在说改良半加成工艺(mSAP),而这是5G领域内智能手机和其他产品所必需的。

升级设备:不可避免的结果

这也意味着电镀和蚀刻设备需要升级,以满足新的阻抗要求,有时需要按面板进行工程设计。我相信我们还将看到图像转移工艺的变化——将从薄膜层压和油墨抗蚀剂转为喷墨或其他3D打印方法。

productronica 展会展出了一些可以在同一台机器上印刷抗蚀刻油墨、电镀抗蚀油墨以及阻焊油墨和图例标识的设备。对于喷墨打印和成像,我们需要速度和对每个生产面板的适应性。如今,这种设备的产能相对较低,但具有灵活性,可以帮助欧洲制造商以合理的投资来满足某些要求。上周,Taiyo America和WürtElektronik CBT宣布在喷墨阻焊工艺方面展开了成功的合作,而他们并不是展开合作的唯一合作伙伴。

成像也是如此,但是在这领域制造速度并不是挑战。我采访了挪威Visitech成像公司的Øyvind Tafjord,该公司为主要的AOI和LDI设备制造商,我们讨论了其设备的速度和分辨率。答案是一块500毫米x610毫米的面板可以在几秒钟内完成成像,而分辨率可达2 µm,Visitech公司的设备可以满足5G及更高的要求,如果一家工厂坚持使用已超过5年的AOI、LDI和AVI,那么分辨率会是最大问题,即会随着走线宽度的减小而呈阶梯下降。

变革的影响

每当我们看到变化(或沿着小型化方向大步前进)时,巨额投资最终都会成为较小的工厂不得不面临的挑战。不可避免地要提到的是,有政府支持的公司与其他支持程度较低的竞争对手相比同,可以用更快的速度进行投资,而这正是我们今天所看到的——公司是否拥有强大财力之间造成的差距。在PCB行业中,投资力度起着至关重要的作用,我们密切关注所有制造变化,这一发展无疑是另一个专栏文章的主题。

我的观点是,未来将需要根据个体要求进行调整的批量产品。调整后的应用将要求每块PCB如同个性不同的个人,相同印制电路设计通常会具有多个版本。之所以出现这种发展趋势得益于技术发展速度快且能够实现。 行业需要一如既往地紧跟技术的快速发展步伐,如果没有信心,那就找一个真正的合作伙伴来共同应对。

 

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