深圳星河电路股份有限公司 文档密级:■内部公开 □外部公开 报告类别: ■技术开发 □中期检查 □项目结案 技术项目可行性报告 项目名称: 刚挠结合项目开展可行性报告 项目负责人: 黄江波 项目主要成员: 温沧 石晶 陈伟淇 夏祖刚 兰艳 项目开始时间:2016-10-17 中期检查时间: 2016-12-17 完成时间: 2017-01-17
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深圳星河电路股份有限公司 文档密级:■内部公开 □外部公开 一、项目实施的背景与意义 随着世界电子电路行业技术迅速发展,元器件的片式化和集成化应用日益广泛。电子产品对PCB 板的高密度化要求更加突出; 高层板、HDI板、IC载板、挠性板、刚挠结合板等高端PCB 产品开始占据整个PCB 市场的主导地位。根据Prismark分析, PCB产值位居世界第一的中国大陆其技术及产品周期如下图1: 图1 中国PCB行业技术及产品周期示意图 如图1所示,中国大陆PCB产值位居世界第一,但绝大部分产值来源于单、双面板,4-8层普通多层板,目前此类产品加工技术在国内已经普遍化,大小规模工厂都可以量产化。近年来,由于人工、物料成本巨增,市场价格低迷,单价下滑,利润已是非常薄弱,大部分工厂开始把重心转向利基产品,开始研究高多层、HDI、刚挠结合、IC封装基板等生产技术,目前这类技术目前在国内还属于成长期,产品利润可观,市场前景巨大,是我司市场定位的主要方向之一。 二、 技术优势与发展现状 2.1 技术优势 刚挠结合产品设计具备三大优势:其一,具备可挠曲的结构,简化了挠折的立体组装程序;其二,使用刚挠结合板可以极大的减少链接器的使用数量,大大的提升了线路板的信赖性,在高密度信息传输上有很大的优势;其三,提供更大空间的设计和更轻薄的组装空间,有助于实现盲埋孔和细微线路。现阶段,发展刚挠结合板已经成为一种顺应电子产品轻薄微型化、信息传输高速化和高性能化的研发趋势。 2.2 行业内刚挠结合PCB制作情况分析 目前,大陆是世界PCB制造最主要的生产地域,但关键技术并未掌握在国人手中。国内外某些厂家已经将刚挠结合PCB作为开发重点,但是目前国内能够掌握核心加工技术并形成批量生产的厂家并不多,如臻鼎科技、森马仕、深南电路、兴森快捷、红板、方正、伟创力、崇达、博敏、牧泰莱、迅捷兴等,都是近几年才开始批量生产,其它厂家都是处于开发阶段,所以目前在国内刚挠结合技术差异并不是太大,都处于起步阶段。刚挠结合PCB制作技术仍处于新型工艺技术。因此加快此类PCB制作技术的研发制造力度,也是提升我公司核心竞争力的一条重要途径。 2.3市场需求现状
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手机是刚挠结合PCB市场的主要增长动力,尤其是智能手机和高端手机。消费类电子的笔记本电脑、PND、DV、液晶电视、等离子电视、媒体播放器等产品中,刚挠结合PCB的使用频率会随着其性能和追求超薄体积而不断增加。笔记本电脑和平板电视大量采用LED背光,刚挠结合PCB通常是LED与主电路连接的最常见方式。 根据权威机构Prismark 统计,2010全球PC(电脑)3.68亿台,2015年达到6.6亿台;2010年全球手机产量13.2亿台,2010-2015年产量复合平均增长率为7%。2010年全球PCB分类:多层板占40.2%,挠性板16.1%,HDI板12.5%,IC载板15.9%,单双面板15.3%。2010年产值增幅最大的是:IC载板 37.5% ,挠性板21.3% ,多层板 22.3% ,HDI板 17.3% 。PCB种类产值贡献率:刚-挠结合板 82亿美元;IC基板82亿美元;HDI板64亿美元;8-16层板64亿美元;4层板72亿美元;6层板 7亿美元;刚性板 52亿美元;复合板12亿美元;纸板15亿美元。可见刚挠结合板的需求量,每年都有上涨的趋势。 三、 项目主要研究内容 3.1项目涉及的技术领域 刚挠结合板在实际的生产制作过程中,需要依靠较多的关键设备配合生产,在传统的刚性板加工基础上,需要投入关键的软板设备,如FPC开料机、FPC沉铜板电线、专用AOI扫描机、FPC水平机、激光切割机、快压机等;在人员作业方面也与常规有所差异,各制程都需要注意板件褶皱等问题;在加工过程中,涉及到较多关键技术,如:不流动PP压合技术、不流动PP流胶控制技术、不同材料金属化孔加工技术、覆盖膜保护技术、动态区窗口开窗技术、激光成型技术等; 3.2产品设计结构 3.2.1产品结构 产品结构如下图2所示,L2/3层为挠性板,L1、L4为刚性板;钻孔结构Drl2-3、Drl1-4;产品为飞尾结构,软板IC底部需要加强处理。 图2 产品结构示意图 3.2.2产品叠层要求 产品叠层要求如下图3所示,整体板厚要求在0.8+/-0.08mm,FR4补强区域:0.4+/-0.05mm;
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图3 产品叠层结构图 3.2.3其它设计要求(见表1) 表1 刚挠结合板加工要求 层数 PCB 材质 基材规格 阻焊要求 补强类型 丝印要求 焊盘处理方式 镀层厚度 成型工艺 图形公差 □单层 ■FR-4 □单面1OZ基材 □绿色亮光 ■FR4补强(透明) ■白色 ■四层软硬结合板 □CEM-3 ■双面0.5 OZ基材 □PI油墨 ■黑色哑光 ■过孔塞油 □钢片补强 □黑色 □其他 □其他 □LPI油墨 □其他 □PI补强 □其他 覆盖膜/油墨 ■黄色覆盖膜 Top side ■OSP 镀层要求:0.2~0.4um Bottom side ■沉金 镀层要求:Au:≥0.03umNi:≥3um 面铜:≥35um ■激光切割 孔铜:≥20um (软板:12 -18um) □模冲 □其他 焊盘定位公差:±0.075 焊盘尺寸公差(油墨开窗):±0.05 焊盘尺寸公差(覆盖膜开窗):±0.15 □不需要 ■需要 补强剥离强度 1.5kgf 以上 弯折标准 弯折半径0.5mm,弯折30次
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深圳星河电路股份有限公司 文档密级:■内部公开 □外部公开 3.3工艺流程(见图4) 图4 刚挠结合板工艺流程 3.4工艺范畴 本项目的工艺范略大体涉及如下方面: 1) 开料,软板层、硬板层、其它辅料; 2) 先制作内层软板层,做导通孔并金属化; 3) 内层软板层孔金属化后,做两面线路图形; 4) 软板层过棕化后贴覆盖膜压合; 5) 根据压合后的软板层涨缩,制作硬板层的工具孔; 6) 不流动PP进行开窗处理,合理补偿窗口区的补偿值; 7) 对硬板层、软板层、PP进行排版压合; 8) 对压合后的板件进行钻孔及金属化处理; 9) 常规做外层线路、阻焊; 10) 表面处理前进行激光开窗; 11) 电测及成型。 3.5拟解决的关键问题 刚挠结合电路板应用PI材料,经过覆盖膜压合,激光揭盖制作而成,其涉及到的关键技术详述如下: 3.5.1不流动PP压合缺胶问题 由于不流动PP的流动性差,在压合过程中需要通过均匀的压力缓冲达到树脂的流动效果,所以在压合过程中容易出现缺胶现象;
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