PCB的产业链从上至下依次为:上游原材料—中游基材—下游PCB应用
上游原材料
上游原材料包括铜箔、树脂、玻璃纤维布、木浆、油墨、铜球等,其中铜箔、树脂和玻璃纤维布是三大主要原材料。
铜箔是制造覆铜板最主要的原材料,约占覆铜板成本的30%(厚板)和50%(薄板)。铜箔的价格取决于铜的价格变化,受国际铜价影响较大。铜箔是一种阴质性电解材料,沉淀于电路板基底层上,它作为PCB的导电体在PCB中起到导电、散热的作用。
玻璃纤维布也是覆铜板的原材料之一,由玻纤纱纺织而成,约占覆铜板成本的40%(厚板)和25%(薄板)。玻纤布在PCB制造中作为增强材料起到增加强度和绝缘的作用,在各类玻纤布中,合成树脂在PCB制造中则主要作为粘合剂将玻璃纤维布粘合到一起。
全球前十大电解铜箔生产企业产量占比
铜箔生产行业集中度高,行业龙头议价能力强。PCB生产所使用的铜箔主要采用电解法制成,电解铜箔的工艺流程较长,加工要求严格,存在资本和技术壁垒,历经数次整合后行业集中度较高,全球铜箔前十大生产商占据73%的产量,对整个铜箔行业的议价能力较强,上游原材料铜的涨价可向下转移。铜箔价格影响覆铜板价格,进而向下引起线路板价格变化。
中游基材
中游基材主要指覆铜板(CCL)。覆铜板由铜箔,环氧树脂,玻璃纤维纱等原材料加工制成。PCB营业成本中原材料成本占比较大,约60-70%。
覆铜板是PCB制造的核心基材。覆铜板是将增强材料浸以有机树脂,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料,担负着(PCB)导电、绝缘、支撑三大功能,是一类专用于PCB制造的特殊层压板,覆铜板占整个PCB生产成本的20%~40%,在所有PCB的物料成本中占比最高,玻纤布基板是最常见的覆铜板类型,由玻纤布作为增强材料,环氧树脂为粘合剂制成。
覆铜板构造示意图
下游PCB的应用
下游则是各类PCB的应用,产业链自上而下行业集中度依次降低。
在通信领域的应用占比由2009年的22%提升至2017年的27%,PCB在通信领域的应用呈稳步上升趋势,主要运用于手机、光模块、滤波器、通讯背板、通讯基站天线等设备中;
在计算机应用领域,PCB产值占比由2009年的32%逐步下降至2016年的27%。主要由于计算机产业今年来增长逐步放缓;
在消费电子领域,PCB应用占比基本保持平稳,保持在14~15%,PCB在消费电子领域主要运用于家电、无人机、VR设备等产品中;
在汽车电子领域,PCB主要运用于GPS导航、汽车音响、汽车仪表盘、汽车传感器等设备中;
在工控医疗领域,PCB主要运用于工业电脑、变频器、测量仪、医疗显示器等设备中;在航空航天领域,PCB主要运用于飞行器、航空遥感系统、航空雷达等设备中。
PCB完整加工过程
大多数工程师把PCB文件,或者gerber文件发给厂家之后,就可以等着回板了。但是往往硬件研发岗位工作很多年都没有机会去PCB生产厂去看看整个生产的过程。(此内容来源:硬件十万个为什么)
今天带你走一遭。看一看完整的过程。
第一步,开料
PCB板厂的原材料一般都是1020mm×1020mm和1020mm×1220mm规格的多,如果单板或拼板的尺寸不合适,PCB生产过程中,就会产生很多的原料废边,PCB板厂会把之些废边的价格都加到你的板子上,这样你的PCB板单位价格就贵一些;如果板子大小设计得好,单板或拼板的尺寸是原材料的n等分,那么原材料的利用率就最高,PCB板厂也好开料,以一样的原材料尺寸,做出最多的板子,单板价格也就是最便宜的了。
我们把买来的覆铜板,切割成我们需要的大小,叫做开料。
开料设备:(把大板子切成小板子)
最早的覆铜板是,是一个介质层,两面覆上铜。
上图为覆铜板的剖面图。
第二步,排版
第三步:菲林
把客户提供的图形文件通过软件进行导入和修改,并最终把图形输出在菲林上。就是把你给厂家的gerber文件变成胶片。
菲林就是胶片就是银盐感光胶片,也叫菲林。由PC/PP/PET/PVC料制作而成。现在一般是指胶卷,也可以指印刷制版中的底片。菲林都是黑色的
第四步、曝光
在覆铜板表面会涂一层感光液体,经过80度的温试烤干,再用菲林贴在PCB板上,再经过紫外线曝光机曝光,撕下菲林。
下图为曝光机:
第五步、蚀刻
单独一个蚀刻过程可以拆解为下面几步
PCB的蚀刻机
板子在滚轮下方流动
为什么PCB内外层蚀刻方法不一样
内层:显影→蚀刻→剥离
外层:显影→二铜镀锡→剥离→蚀刻→剥锡
为什么这么做?外层这样蚀刻不是工序更多吗?
内层一般线宽线距较大,故Ring环是够的;外层一般线路较密,空间不够,所以这个时候就需要想办法在不够的空间内达到做出线路的目的。堿蚀的能力可以达到1~2mil的ring即可,但是酸蚀则需要5mil左右,所以就必须使用锡将需要的线路先保护起来。在能不做堿蚀的地方尽量不做,因为堿蚀成本高於酸蚀。蚀刻因子是一个工厂的制成能力,是无法通过工序来提高的。酸堿蚀的蚀刻能力不一样而已。
第六步、钻孔
机器按照文件中过孔的尺寸和坐标,在PCB上面钻孔。
如过做成非金属孔,线路板厂必须用干膜或者做二钻或者塞胶粒,无论怎么做都会增加板厂成本。所以如果你不要求的话,板厂一般都会做金属化孔给你。
第七步、沉铜
沉铜是在本来不导电的基材(孔壁)以及铜面上沉上一层化学薄铜
第八步 绿油、字符
PCB低温UV机,用途:紫外线(UV)披覆涂层固化
刷字符:
字符网版
最后一步、综检
样品加工的时候,工厂一般不做夹具进行测试,手工测试;如果小批量的时候,工厂需要制作测试夹具,测试所有走线的阻抗,连通性。
PCB 主要分为刚性板(单面板/双面板/多层板),柔性板,HDI 基板,IC 封装基板以及金属基板。
▲各类印刷电路板示意图
▲PCB 产品特性及应用领域
▲全球PCB 市场的产品结构及其变化情况(%)
深南电路:成立于1984年,内资PCB龙头。拥有印制电路板、封装基板及电子装联三项业务。公司在高密度、高多层PCB板产品方面具有显著优势,可实现最高100层、厚径比30:1等产品。下游通信领域营收占比突出,2017年营收占比超60%。
沪电股份:成立于1992年,通讯板领先企业。产品主要包括单、双面板及多层板、HDI、电路板组装产。主导产品为14~28层企业通讯市场板、中高阶汽车板,企业通讯市场板为主要营收来源,2017年营收占比63%。
超声电子:成立于1997年,高阶HDI技术领先。产品包含双面及多层印制电路板、液晶显示器、超薄及特种覆铜板、超声电子仪器等,是苹果、博世、法雷奥等全球知名企业长期供应商。PCB为主要营收来源,2017年营收占比53%。
景旺电子:成立于1993年,盈利能力行业翘首。以刚性电路板为基础,横向发展柔性电路板(含贴装)及金属基板。已开发出刚挠结合PCB、高密度刚挠结合PCB、金属基散热型刚挠结合PCB等产品生产技术。刚性电路板为主要营收来源,2017年营收占比59%。
依顿电子:成立于2000年,专注于高精度、高密度双层及多层PCB。主要产品包括2L、4L、6L、8L及以上。主要客户包括华为、Flextronics(伟创力)、Jabil(捷普)等。4L板为主要营收来源,2017年营收占比47%。
兴森科技:成立于1999年,国内最大的PCB样板小批量板快件制造商。公司先后成为华为、中兴核心快件样板供应商,是国内中高端PCB样板小批量板制造领域的著名品牌。小批量和样本为营收主要来源,2017年营收占比77%。
崇达技术:成立于1995年,小批量板领军企业。产品覆盖2~50层、HDI、厚铜、刚挠结合、埋容等线路板。定位“多品种、小批量、短交期”的经营策略,现金周转期极短,运营能力突出。公司下游客户结构分散,产品70%以上外销至欧洲、美洲、日本、亚太等地区。已成功实现小批量板向大批量板转型,2017年大批量板营收占比57%。
世运电路:成立于2005年,主要产品包括单面板、双面板、多层板、HDI板等,广泛应用于计算机及周边设备、消费电子、汽车电子、工业控制、医疗设备等领域。多层板为公司主要营收来源,2017年营收占比55%。
博敏电子:成立于2005年,已逐步形成以HDI板产品为核心,涵盖多层板、单/双面板、挠性电路板、刚挠结合板和其他多元化产品结构,主要客户包括百富计算机、沃特沃德、三星电子等。HDI为主要营收来源,2017年营收占比超50%。
责任编辑:lq
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原文标题:PCB产业链一览(含PCB完整加工过程)!
文章出处:【微信号:FANYPCB,微信公众号:凡亿PCB】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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